Uma rede elétrica fornece tensão eficaz de 100 V a uma sala com três lâmpadas, L1, L2 e L3. Considere as…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma rede elétrica fornece tensão eficaz de 100 V a uma sala com três lâmpadas, L1, L2 e L3. Considere as informações da tabela a seguir: Lâmpada | Tipo | Características elétricas nominais L1 | incandescente | 200 V – 120 W L2 | incandescente | 100 V – 60 W L3 | fluorescente | 100 V – 20 W As três lâmpadas, associadas em paralelo, permanecem acesas durante dez horas, sendo E1, E2 e E3 as energias consumidas, respectivamente, por L1, L2 e L3. A relação entre essas energias pode ser expressa como: (UERJ 2016)
- A) E₁ > E₂ > E₃
- B) E₁ = E₂ > E₃
- C) E₂ > E₁ > E₃
- D) E₂ > E₃ = E₁
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a tensão de operação. As lâmpadas estão em paralelo, então cada uma recebe a tensão da rede, 100 V. A potência que realmente importa é a dissipada nessa tensão, e não a nominal de L1, que foi projetada para 200 V.
- Calcule a resistência de L1 a partir de seus dados nominais. R1 = V^2/P = 200^2/120 = 40000/120, aproximadamente 333 ohms. Essa resistência é constante para a lâmpada.
- Calcule a potência real de L1 em 100 V. P1 = V^2/R1 = 100^2/333 = 30 W. Logo, L1 dissipa 30 W nessa rede.
- Calcule a potência de L2 e L3. Como ambas são nominais em 100 V, elas dissipam suas potências nominais: L2 dissipa 60 W e L3 dissipa 20 W.
- Calcule as energias em 10 horas. Energia = potência x tempo. E1 = 30 x 10 = 300 Wh, E2 = 60 x 10 = 600 Wh e E3 = 20 x 10 = 200 Wh. Portanto E2 > E1 > E3, que é a alternativa C.
- Por que as outras estão erradas. A ignora a tensão real de L1 e usa sua potência nominal de 120 W. B iguala E1 a E2, o que só ocorreria se a potência de L1 caísse para 60 W. D iguala E1 a E3, o que exigiria 20 W para L1, valor que não corresponde aos seus dados.
💡 Dica: Calcule a energia consumida por cada lâmpada usando potência e tempo.
Alternativa por alternativa
O aluno usa diretamente a potência nominal de 120 W de L1, sem perceber que a lâmpada está submetida a 100 V e não a 200 V. Assim, compara 120 W, 60 W e 20 W como se fossem as potências reais.
O aluno reduz a potência de L1 proporcionalmente à tensão (120 x 100/200 = 60 W), em vez de usar a relação quadrática P = V^2/R. Isso iguala E1 a E2.
Por que engana: Confundir potência com energia ou não considerar a associação em paralelo ao calcular energia consumida.
CORRETA. L₂ consome mais energia por estar em sua tensão nominal (100 V – 60 W), L₁ consome menos energia por estar em tensão inferior à nominal, e L₃ consome menos ainda por ter menor potência nominal.
O aluno confunde os dados de L1 com os de L3 ou considera que L1 dissipa 20 W em 100 V. Com isso iguala E1 a E3, sem calcular a potência real de L1 a partir de sua resistência.
Raio-X da questão
energia elétrica, potência, associação paralelo
avaliacao
potência elétrica · energia elétrica
estude cálculo de energia elétrica e associação de resistores em paralelo
Confundir potência com energia ou não considerar a associação em paralelo ao calcular energia consumida.
tomada_decisao
cotidiano
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