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Questão 69 da Santa Casa 2024

Conhecimentos Gerais · Física: Potência elétrica e efeito Joule

O quadro mostra parte de um manual no qual estão indicadas características técnicas de três modelos de chuveiros elétricos.

Características Técnicas
Modelo X Y Z
Tensão (V~) 127 220 220
Potência
(Watts)
Seletor de
Temperatura
Multitemperaturas
○ 0 0 0
● 2300 2400 2900
●● 4700 4700 5300
●●● 5500 6400 7500
Disjuntor ou Fusível (amperes) 50 30 40

(www.lorenzetti.com.br. Adaptado.)

Observa-se que, dentre os três modelos de chuveiros, o modelo X é aquele que requer um disjuntor ou fusível que suporta maior corrente elétrica. Isso ocorre porque esse modelo

  1. A
    funciona com a menor tensão elétrica.
  2. B
    apresenta a menor potência máxima.
  3. C
    apresenta a menor razão entre a maior e a menor potência de funcionamento.
  4. D
    apresenta a menor diferença entre a maior e a menor potência de funcionamento.
  5. E
    apresenta a maior razão entre a potência máxima e a tensão de funcionamento.
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Resolução comentada

A corrente que passa pelo chuveiro vem de P = U \cdot i, ou seja, i = \dfrac{P}{U}. O disjuntor deve suportar a corrente máxima, que ocorre na maior potência (posição ●●●). Então o que importa é a razão entre a potência máxima e a tensão.

Cálculo da corrente máxima de cada modelo:

  1. Modelo X: i = \dfrac{5500}{127} \approx 43{,}3\ \text{A}
  2. Modelo Y: i = \dfrac{6400}{220} \approx 29{,}1\ \text{A}
  3. Modelo Z: i = \dfrac{7500}{220} \approx 34{,}1\ \text{A}

O modelo X tem a maior corrente, e por isso pede o disjuntor de 50 A, o maior dos três (Y pede 30 A e Z pede 40 A).

Note que X tem a menor tensão, mas não a maior potência: a corrente é grande porque sua razão P/U é a maior. A tensão baixa sozinha não explica nada, pois seria preciso comparar com a potência. Só a alternativa E descreve a grandeza que determina a corrente máxima.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa A engana porque a tensão menor de X parece ser a causa, mas a corrente depende da razão entre potência e tensão, não só da tensão.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA menor tensão (127 V) contribui, mas sozinha não determina a corrente; é preciso considerar a potência também.
  • BX não tem a menor potência máxima em relação a Y e Z, e a corrente depende também da tensão; 5500 W é menor que 6400 W e 7500 W, mas isso levaria a uma corrente menor se a tensão fosse igual.
  • CA razão entre maior e menor potência não tem relação com a corrente; a menor potência é zero e a razão não é nem definida.
  • DA diferença entre as potências extremas não determina a corrente máxima do disjuntor.

Assunto: Potência elétrica e efeito Joule.

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Fonte: Santa Casa 2024 · Conhecimentos Gerais. Prova oficial ↗