Em uma residência brasileira, um chuveiro elétrico de potência nominal igual a 4 400 W é conectado a uma rede…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma residência brasileira, um chuveiro elétrico de potência nominal igual a 4 400 W é conectado a uma rede de 220 V. Para ampliar a segurança do circuito, instala-se um dispositivo diferencial residual (DR) com sensibilidade de 30 mA. Esse dispositivo compara a corrente que chega ao chuveiro com a corrente que retorna pelo circuito e interrompe a alimentação quando identifica uma diferença compatível com fuga de corrente para a terra. Com base nas informações do texto, qual alternativa apresenta corretamente a corrente nominal do chuveiro e explica por que o dispositivo DR reduz o risco de eletrocussão durante o banho?
- A) A corrente nominal é 0,05 A, pois I = V/P = 220/4 400; o DR interrompe o circuito quando a corrente normal do chuveiro alcança 30 mA.
- B) A corrente nominal é 20 A, pois I = P/V = 4 400/220; o DR interrompe o circuito quando detecta fuga de corrente de aproximadamente 30 mA, valor muito inferior à corrente nominal.
- C) A corrente nominal é 20 A, pois I = P/V = 4 400/220; o DR interrompe o circuito porque reduz continuamente a corrente normal do chuveiro para 30 mA.
- D) A corrente nominal é 20 A, pois I = P/V = 4 400/220; o DR interrompe o circuito apenas quando a corrente total do chuveiro ultrapassa 30 mA.
- E) A corrente nominal é 20 A, pois I = P/V = 4 400/220; o DR interrompe o circuito somente quando a tensão da rede diminui para 30 mV.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a corrente nominal do chuveiro pela relação P = V x I, isolando I = P/V. Com P = 4 400 W e V = 220 V, temos I = 4 400/220 = 20 A. Logo, a corrente nominal é 20 A, o que torna a alternativa B correta nesse ponto. Passo 2: Entenda o funcionamento do DR. Ele compara a corrente que vai para o chuveiro com a que retorna pelo circuito. Em condições normais, as duas são iguais. Se parte da corrente escapa por outro caminho, como o corpo de uma pessoa tocando a parte metálica, a diferença acende o alarme e o dispositivo desliga a alimentação. Passo 3: Note que a sensibilidade de 30 mA (0,03 A) é muito menor que a corrente de operação de 20 A. Por isso, o DR atua com fugas de corrente muito pequenas, que já são perigosas para o corpo humano, sem precisar esperar a corrente normal do chuveiro. Passo 4: Analise as demais alternativas. A está errada porque inverte a fórmula (V/P em vez de P/V) e confunde a corrente de fuga com a corrente normal de funcionamento. C está errada porque o DR não reduz a corrente do chuveiro; ele apenas compara correntes e interrompe o circuito. D está errada porque o DR não age quando a corrente total ultrapassa 30 mA, pois a corrente nominal já é de 20 A e ele atua pela diferença entre as correntes. E está errada porque o DR monitora a corrente de fuga, não a tensão da rede, e 30 mV não tem relação com o dispositivo. Conclusão: a alternativa B é a única que apresenta corretamente a corrente nominal e a função do DR.
💡 Dica: Calcule a corrente usando a fórmula P = V * I.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte a fórmula da potência, calculando I = V/P (220/4 400 = 0,05 A), e ainda confunde a corrente de fuga de 30 mA com a corrente normal de funcionamento do chuveiro.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre potência, tensão e corrente, calculando um valor incorreto para a corrente elétrica.
Para um aparelho resistivo, a potência elétrica é dada por P = VI. Assim, I = P/V = 4 400 W/220 V = 20 A. O dispositivo DR não tem a função principal de limitar a corrente normal do chuveiro; ele compara as correntes de ida e de retorno. Se parte da corrente escapar para a terra, surge uma diferença entre essas correntes. Ao atingir aproximadamente 30 mA, o DR desliga o circuito, reduzindo o tempo de exposição a uma corrente perigosa.
O aluno acredita que o DR regula ou reduz continuamente a corrente do chuveiro para 30 mA, quando na verdade ele apenas compara as correntes de ida e de retorno e interrompe o circuito quando há diferença.
O aluno entende que o DR atua pela corrente total do circuito, ultrapassando 30 mA, quando o dispositivo atua somente pela diferença entre a corrente de ida e a de retorno, e não pelo valor total da corrente.
O aluno acredita que o DR monitora a tensão da rede, desligando quando ela cai, quando o dispositivo na verdade monitora a diferença de corrente, e a unidade de 30 mV é incompatível com a sensibilidade de 30 mA.
Raio-X da questão
corrente elétrica e segurança
avaliacao
cálculo de corrente elétrica · potência elétrica
Revisar a relação entre potência, tensão e corrente elétrica.
O aluno pode confundir a relação entre potência, tensão e corrente, calculando um valor incorreto para a corrente elétrica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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