PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 17 da FUVEST 2007

1ª fase · Física: Potência elétrica e efeito Joule

Na cozinha de uma casa, ligada à rede elétrica de 110\ \text{V}, há duas tomadas A e B. Deseja-se utilizar, simultaneamente, um forno de microondas e um ferro de passar, com as características indicadas. Para que isso seja possível, é necessário que o disjuntor (D) dessa instalação elétrica, seja de, no mínimo,

FERRO DE PASSAR
Tensão: 110\ \text{V}
Potência: 1400\ \text{W}
MICROONDAS
Tensão: 110\ \text{V}
Potência: 920\ \text{W}

Esquema de circuito elétrico ligado a uma rede de 110 V com disjuntor D em série e duas tomadas A e B em paralelo. À direita, quadro explicativo: "Disjuntor ou fusível: dispositivo que interrompe o circuito quando a corrente ultrapassa o limite especificado."

  1. A
    10\ \text{A}
  2. B
    15\ \text{A}
  3. C
    20\ \text{A}
  4. D
    25\ \text{A}
  5. E
    30\ \text{A}
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Resolução comentada

O disjuntor está em série com as duas tomadas, que ficam em paralelo entre si. Por isso, a corrente que passa por ele é a soma das correntes dos dois aparelhos, e o disjuntor precisa suportar esse total.

A potência elétrica de um aparelho é P = i\cdot U, então i = \dfrac{P}{U}.

  1. Potência total com os dois aparelhos ligados: P = 1400 + 920 = 2320\ \text{W}.

  2. Corrente total, com U = 110\ \text{V}:

i = \frac{2320}{110} \approx 21{,}1\ \text{A}

Conferindo pela soma das correntes: ferro, \frac{1400}{110}\approx 12{,}7\ \text{A}; microondas, \frac{920}{110}\approx 8{,}4\ \text{A}; total \approx 21{,}1\ \text{A}.

  1. O disjuntor deve suportar no mínimo 21{,}1\ \text{A}. Entre as opções, 10 A, 15 A e 20 A são menores que esse valor e desarmariam o circuito. A menor que serve é 25 A.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C (20 A) engana por ficar muito perto de 21,1 A: quem arredonda o resultado para baixo marca 20 A, mas o disjuntor precisa suportar pelo menos 21,1 A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A10 A é menor que a corrente do ferro sozinho (cerca de 12,7 A), então o disjuntor desarmaria.
  • B15 A cobre o ferro, mas não a soma das correntes (cerca de 21,1 A).
  • C20 A fica logo abaixo dos 21,1 A necessários; o disjuntor desarmaria.
  • E30 A suporta a corrente, mas não é o valor mínimo pedido; 25 A já basta.

Assuntos: Potência elétrica e efeito Joule, Corrente elétrica.

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