Uma lâmpada é especificada como 60 W a 120 V. Se for ligada a uma rede de 220 V, determine: (a) a corrente que…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma lâmpada é especificada como 60 W a 120 V. Se for ligada a uma rede de 220 V, determine: (a) a corrente que a lâmpada consome à sua tensão nominal; (b) o valor da resistência em série necessária para que a lâmpada receba 120 V; (c) a potência que esse resistor deve suportar.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) Corrente nominal: I = P / V = 60 W / 120 V = 0,5 A. b) Resistência da lâmpada em operação: R_lâmpada = V / I = 120 V / 0,5 A = 240 O. Para que a lâmpada receba 120 V a partir de 220 V é preciso que o resistor de série dissipe 100 V a 0,5 A: R_s = ?V / I = 100 V / 0,5 A = 200 O. c) Potência no resistor: P_s = I^2 · R_s = (0,5 A)^2 · 200 O = 0,25 · 200 W = 50 W. Recomenda-se usar resistor com potência nominal superior a 50 W para segurança.
Explicação
A corrente consumida pela lâmpada é calculada pela relação entre potência e tensão, resultando em 0,5 A. Para garantir que a lâmpada funcione na tensão nominal de 120 V, é necessário um resistor em série que dissipe a diferença de tensão de 100 V, cuja resistência é determinada pela mesma fórmula de corrente. A potência que esse resistor deve suportar é calculada pela fórmula de potência elétrica, garantindo que ele possa operar de forma segura sem superaquecimento.
Raio-X da questão
lei de Ohm e potência elétrica
avaliacao
lei de Ohm · potência elétrica
Revisar a relação entre potência, tensão e corrente elétrica.
O aluno pode confundir a relação entre tensão, corrente e resistência, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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