Atividades de Circuitos Elétricos e Potência (Consumo de Energia) para o ENEM com gabarito

Quando preparo uma aula de circuitos elétricos para o ENEM, procuro aproximar as relações entre tensão, corrente, resistência e potência de situações que os estudantes reconhecem: aparelhos ligados à rede, tempo de uso e consumo indicado em kWh. Ao mesmo tempo, não deixo de trabalhar circuitos em paralelo e perdas em linhas, porque esses contextos exigem que eles interpretem dados e escolham a relação física adequada.

Reuni aqui oito questões com gabarito comentado para apoiar essa prática. Elas permitem revisar cálculos, acompanhar o raciocínio por trás das alternativas e identificar pontos que merecem retomada, como converter minutos em horas ou distinguir potência de energia consumida.

O que o aluno de ENEM precisa saber sobre Circuitos Elétricos e Potência (Consumo de Energia)

Para resolver questões de circuitos e consumo no ENEM, o estudante precisa relacionar tensão, corrente, resistência, potência e energia sem confundir as grandezas. A Lei de Ohm, I = V/R, ajuda a encontrar a corrente quando tensão e resistência são conhecidas; para resistores, também é útil P = V²/R ou P = V·I. Em uma associação em paralelo, cada ramo recebe a mesma tensão da fonte, enquanto a corrente total é a soma das correntes nos ramos. Já a energia consumida depende da potência e do tempo: E = P·t. Para obter kWh, a potência deve estar em kW e o tempo em horas. Com esse consumo, é possível estimar custos usando a tarifa e analisar perdas na distribuição. Também vale interpretar porcentagens: perda e energia disponível são parcelas diferentes da energia gerada. Em questões com fios, o estudante deve calcular a resistência do trecho e, depois, a potência dissipada.

O que ele precisa saber antes

Antes de entrar nos exercícios, verifico se a turma consegue fazer operações com números e unidades, converter minutos para horas e reconhecer a relação entre potência, energia e tempo. Também é importante retomar a Lei de Ohm e as fórmulas de potência elétrica, além de diferenciar ligações em série e em paralelo. Para os problemas de consumo, o aluno precisa saber que 1 kW = 1.000 W e que a energia expressa em kWh resulta da potência em kW multiplicada pelo tempo em horas.

Nas questões sobre perdas, entram ainda a multiplicação por porcentagem e a leitura de uma situação em que parte da energia gerada não chega ao consumo. Para a questão da linha elétrica, é necessário interpretar comprimento total de ida e volta, seção transversal e resistividade na expressão da resistência. Se esses pré-requisitos estiverem frágeis, costumo fazer uma breve revisão com um exemplo numérico antes de propor os problemas completos.

Onde os alunos mais erram

Um erro típico é tratar os resistores em paralelo como se a tensão se dividisse entre eles. Isso pode levar a correntes e potências calculadas com valores de tensão que não correspondem ao circuito. Também aparece a aplicação da corrente total a cada resistor, embora seja necessário calcular a corrente de cada ramo separadamente. Nos exercícios de consumo, uma dificuldade recorrente é usar minutos diretamente na fórmula E = P·t, sem converter o tempo para horas, ou considerar apenas um dia ao calcular o custo de um mês.

Os distratores ajudam a tornar esses raciocínios visíveis. Por exemplo, contar duas vezes o tempo de uso de um aparelho pode produzir um consumo diário excessivo; usar 110 V em vez da tensão fornecida altera a corrente e as perdas. Em porcentagens, confundir a parte perdida com a parte disponível leva a subtrair ou manter uma parcela incorreta. Peço que os alunos confiram não só o resultado, mas também a unidade e a escala: watts não são quilowatts, e kWh mede energia, não potência.

Como trabalhar em sala

• Comece por uma previsão: apresente a potência de um aparelho e pergunte como o consumo muda se o tempo de uso aumentar. Depois, formalize E = P·t e compare a previsão com o cálculo.
• Organize as unidades antes de calcular: peça que os estudantes convertam W para kW e minutos para horas em uma linha separada. Esse hábito ajuda a localizar erros de fator 1.000 ou de tempo.
• Desenhe os ramos em paralelo: represente a fonte e os resistores com a tensão indicada em cada ramo. Calcule as correntes individualmente e some-as somente para encontrar a corrente total.
• Use uma tabela de consumo: anote potência, tempo diário, energia diária e energia em 30 dias. Os próprios dados de um enunciado bastam; não é necessário equipamento especializado.
• Compare alternativas e justifique: depois de resolver, peça que a turma explique que erro plausível produz cada resultado incorreto. Assim, o gabarito vira uma ferramenta para discutir raciocínio, não apenas para conferir letras.

Questões prontas de Circuitos Elétricos e Potência (Consumo de Energia) para o ENEM (com gabarito comentado)

As questões abaixo percorrem circuitos em paralelo, aparelhos domésticos, consumo, perdas e eficiência. Em cada item, recomendo que os estudantes escrevam a fórmula e as unidades antes de selecionar uma alternativa.

Questão 1 — Resistores em paralelo e potência

Dois resistores R1 = 60,0 Ω e R2 = 240 Ω estão em paralelo, alimentados por V = 120 V eficaz. Calcule I1 e I2, a corrente total, as potências P1 e P2, a potência total e a fração da potência total dissipada por R1. Use I = V/R e P = V²/R.

• ❌ A) I1 = 0,50 A; I2 = 0,20 A; I_total = 0,70 A; P1 = 30 W; P2 = 80 W; P_total = 110 W; R1 dissipa 27,3%. Usa valores de tensão incompatíveis com os 120 V fornecidos.
• ❌ B) I1 = 3,00 A; I2 = 1,00 A; I_total = 4,00 A; P1 = 540 W; P2 = 130 W; P_total = 670 W; R1 dissipa 80,6%. As tensões e potências não correspondem aos dados do circuito.
• ❌ C) I1 = 1,00 A; I2 = 0,25 A; I_total = 1,25 A; P1 = 100 W; P2 = 30 W; P_total = 130 W; R1 dissipa 76,9%. A alternativa usa 60 V, embora a tensão da fonte seja 120 V, e também apresenta potências incompatíveis.
• ✅ D) I1 = 2,00 A; I2 = 0,50 A; I_total = 2,50 A; P1 = 240 W; P2 = 60 W; P_total = 300 W; R1 dissipa 80%. Em paralelo, cada resistor recebe 120 V. Então I1 = 120/60 = 2 A, I2 = 120/240 = 0,50 A e as potências somam 300 W. A fração de R1 é 240/300 = 0,80.
• ❌ E) I1 = 5,00 A; I2 = 2,00 A; I_total = 7,00 A; P1 = 600 W; P2 = 300 W; P_total = 900 W; R1 dissipa 66,7%. Os valores decorrem de tensões e resistências diferentes das informadas.

Questão 2 — Consumo e custo de um forno

Um forno elétrico tem potência nominal de 1,50 kW e é usado duas vezes por dia por 30,0 min cada vez, totalizando 1,00 h diária. Com tarifa de R$ 0,70/kWh, calcule o consumo diário e o custo mensal para 30 dias.

• ✅ A) 1,50 kWh por dia; R$ 31,50 por mês. O consumo mensal é 1,50 × 30 = 45 kWh; multiplicando pela tarifa, resulta em R$ 31,50.
• ❌ B) 45,00 kWh por dia; R$ 945,00 por mês. Trata os 30 dias como 30 horas de uso em cada dia.
• ❌ C) 0,75 kWh por dia; R$ 15,75 por mês. Considera apenas 0,50 h de uso, não o total diário de 1,00 h.
• ❌ D) 1,50 kWh por dia; R$ 1,05 por mês. O consumo diário está correto, mas falta multiplicar por 30 dias para chegar ao consumo mensal.
• ❌ E) 3,00 kWh por dia; R$ 63,00 por mês. Conta duas vezes o tempo total diário, como se cada uso durasse uma hora.

Questão 3 — Corrente e energia de um forno

Um forno puramente resistivo tem potência de 1,80 kW e funciona em uma rede de 230 V eficaz durante 2,0 h. Calcule a corrente eficaz e o consumo de energia, usando I = P/V e E = P·t.

• ❌ A) I = 10 A; E = 5 kWh. A energia correta é 1,80 × 2,0 = 3,60 kWh, e a corrente não corresponde a P/V.
• ❌ B) I = 1 A; E = 0,5 kWh. Tanto a corrente como a energia ficam muito abaixo dos valores obtidos com os dados.
• ❌ C) I = 5 A; E = 2 kWh. A substituição correta dá I = 1.800/230 ≈ 7,83 A e E = 3,60 kWh.
• ❌ D) I = 15 A; E = 1 kWh. A corrente e a energia não resultam das fórmulas e dos valores informados.
• ✅ E) I = 7,83 A; E = 3,60 kWh. Convertemos 1,80 kW em 1.800 W para calcular a corrente; para a energia, mantemos kW e horas.

Questão 4 — Perdas em uma linha elétrica

Uma carga de 3,00 kW é alimentada por uma linha de cobre de comprimento unidirecional 100 m e seção 2,50 mm². A resistividade do cobre é 1,70×10⁻⁸ Ω·m e a tensão é 230 V. Calcule a resistência total de ida e volta, a corrente e a perda de potência. Use R = ρ·(2L)/S e P_perda = I²R.

• ❌ A) R ≈ 2,50 Ω; I ≈ 10,50 A; P_perda ≈ 100 W. A resistência e a perda não correspondem à expressão com 200 m de condutor.
• ✅ B) R ≈ 1,36 Ω; I ≈ 13,04 A; P_perda ≈ 231 W, cerca de 7,7% da carga. A resistência é 1,70×10⁻⁸ × 200/(2,50×10⁻⁶) ≈ 1,36 Ω; I = 3.000/230 ≈ 13,04 A; então I²R ≈ 231 W.
• ❌ C) R ≈ 1,20 Ω; I ≈ 12,00 A; P_perda ≈ 150 W. A resistência calculada e a corrente não seguem os dados e a fórmula indicados.
• ❌ D) R ≈ 1,00 Ω; I ≈ 15,00 A; P_perda ≈ 250 W. Os valores de resistência e corrente estão incorretos, embora a perda pareça próxima em escala.
• ❌ E) R ≈ 3,00 Ω; I ≈ 8,00 A; P_perda ≈ 60 W. Esses valores não resultam da resistência de ida e volta nem da corrente da carga.

Questão 5 — Consumo de uma cafeteira

Uma cafeteira elétrica de 1,20 kW é usada três vezes ao dia por 15,0 min cada vez. Calcule o consumo diário e o consumo mensal em 30 dias, usando E = P·t.

• ❌ A) 1,50 kWh por dia; 45,0 kWh por mês. O tempo diário convertido é 0,75 h, não um valor que produza esse consumo.
• ❌ B) 0,50 kWh por dia; 15,0 kWh por mês. O resultado subestima o consumo, pois não corresponde a 45 minutos totais convertidos em horas.
• ❌ C) 0,75 kWh por dia; 22,5 kWh por mês. Não se obtém esse consumo ao multiplicar 1,20 kW por 0,75 h.
• ✅ D) 0,90 kWh por dia; 27,0 kWh por mês. O tempo total é 3 × 15/60 = 0,75 h; portanto, E = 1,20 × 0,75 = 0,90 kWh, e em 30 dias são 27,0 kWh.
• ❌ E) 1,20 kWh por dia; 36,0 kWh por mês. Considera a potência sem aplicar corretamente o tempo total de funcionamento.

Questão 6 — Aparelhos, corrente e perdas na linha

Três aparelhos estão ligados em paralelo a uma rede de 230 V: uma lâmpada de 100 W ligada 5,0 h/dia, uma bomba de 1.200 W ligada 0,5 h/dia e um roteador de 10 W ligado 24 h/dia. A linha tem resistência de 0,30 Ω. Calcule a energia total diária, a corrente instantânea com os três aparelhos ligados, a potência dissipada na linha e a porcentagem dessa perda sobre a potência dos aparelhos.

• ❌ A) 0,134 kWh/dia; 5,70 A; 9,73 W; cerca de 0,74%. Converte 1.340 Wh para 0,134 kWh; a conversão correta é 1,34 kWh.
• ❌ B) 1,34 kWh/dia; 11,91 A; 42,52 W; cerca de 3,25%. A corrente e as perdas resultam do uso de 110 V em vez de 230 V.
• ❌ C) 1,34 kWh/dia; 5,70 A; 0,973 W; cerca de 0,074%. A perda fica dez vezes menor do que deveria, como ocorreria ao usar 0,03 Ω em vez de 0,30 Ω.
• ✅ D) 1,34 kWh/dia; 5,70 A; 9,73 W; cerca de 0,74%. As energias são 500, 600 e 240 Wh, totalizando 1.340 Wh. A potência conjunta é 1.310 W, então I = 1.310/230 ≈ 5,70 A; P_perda = I² × 0,30 ≈ 9,73 W.
• ❌ E) 1,34 kWh/dia; 5,70 A; 9,73 kW; cerca de 743%. A perda calculada está em watts, não em quilowatts; a troca de unidade aumenta o valor por um fator de mil.

Questão 7 — Energia disponível após perdas

Uma empresa de energia avalia um sistema de distribuição que perde 15% da energia. Se a energia gerada é 1.000 MWh, qual energia fica disponível para consumo?

• ✅ A) 850 MWh. A perda é 0,15 × 1.000 = 150 MWh; subtraindo-a da energia gerada, restam 850 MWh.
• ❌ B) 1.000 MWh. Repete a energia gerada sem descontar a parcela perdida.
• ❌ C) 900 MWh. Não corresponde à subtração de 15% da energia inicial.
• ❌ D) 950 MWh. Desconta apenas 50 MWh, isto é, 5% da energia gerada.
• ❌ E) 800 MWh. Subtrai 200 MWh, valor que representa uma perda de 20%, não de 15%.

Questão 8 — Resistência de uma lâmpada

Uma lâmpada consome 60 W e opera sob tensão de 120 V. Qual é a resistência da lâmpada? Use P = U²/R.

• ❌ A) 120 Ω. A substituição direta na fórmula não resulta nesse valor.
• ✅ B) 240 Ω. Isolando R, temos R = U²/P = 120²/60 = 14.400/60 = 240 Ω.
• ❌ C) 360 Ω. Esse valor não satisfaz a relação P = U²/R para os dados do enunciado.
• ❌ D) 480 Ω. A resistência fica duas vezes maior que o resultado obtido pela fórmula correta.
• ❌ E) 60 Ω. Confunde o valor numérico da potência com a resistência; são grandezas e unidades distintas.

Fechamento: transforme o gabarito em prática

Ao usar estas questões, vale pedir que os alunos registrem a fórmula, substituam os dados e confiram as unidades antes de marcar a alternativa. Esse procedimento torna mais fácil perceber se a dificuldade está na interpretação, na conversão de unidades ou na escolha da relação física. Para ampliar a seleção, consulte também questões da habilidade EM13CNT308 e questões da habilidade EM13CNT106. Você pode montar uma avaliação com o gerador de provas do GeraProva e fazer o cadastro grátis para começar.

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