O elemento de aquecimento de um determinado forno elétrico é projetado para produzir 3,3 kW de calor quando operado a 240 V (rms).
a) Qual é a resistência do elemento de aquecimento (assumindo que a resistência não muda com a temperatura)?
b) Se o elemento de aquecimento for projetado para produzir 3,3 kW de calor quando operado a 120 V (rms), qual deve ser a resistência?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que a gente tem um elemento de aquecimento que deve entregar 3,3 kW de calor funcionando a 240 V (rms) no item (a) e, no item (b), entregar os mesmos 3,3 kW mas a 120 V (rms). Isso é matéria de circuito elétrico básico: relação entre potência, tensão e resistência. O que precisamos é da fórmula que liga potência elétrica §, tensão eficaz (V) e resistência ®:
P = V^2R
A partir daí a gente isola R para descobrir o valor da resistência.

Passo 2

Primeiro a gente troca 3,3 kW para watts para ficar nos mesmos “padrões” do SI:
P = 3,3 kW = 3300 W
Agora usamos a fórmula da potência em termos de tensão e resistência e isolamos R:
P = V^2R Longrightarrow R = V^2P
Para 240 V:
R = (240 V)^23300 W = 57600;V^23300;W approx 17,45;Omega

Passo 3

Agora repetimos o mesmo raciocínio para 120 V, mantendo P = 3300 W:
R = (120 V)^23300 W = 14400;V^23300;W approx 4,36;Omega

Resposta

a) A resistência deve ser cerca de .
b) A resistência deve ser cerca de .

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