Uma lâmpada de 100 W é ligada em uma tomada padrão de 120 V. (a) Qual o custo mensal para deixar a luz acesa continuamente? Suponha que a energia elétrica custe 6 centavos/kW•h. (b) Qual a resistência da lâmpada? © Qual a corrente na lâmpada? (d) A resistência é diferente quando a lâmpada está desligada?
Passo 1
Beleza, o exercício é de elétrica (parte de potência, energia e resistência). A gente tem uma lâmpada de 100 W ligada a 120 V, e quer:
- (a) o custo mensal de deixar ela ligada direto (a 6 centavos por kW·h),
- (b) a resistência dela,
- © a corrente que passa nela,
- (d) se a resistência muda quando ela está desligada.
Pra resolver vamos usar as fórmulas de potência (e ), cálculo de energia ( ) e a relação preço = energia consumida × tarifa.
Passo 2
(a) Cálculo do custo mensal
- Primeiro, energia consumida por hora: a lâmpada é de 100 W, ou seja
. - Num mês de 30 dias, ligada 24 h por dia, o tempo é
. - Energia total:
- Como a tarifa é de 6 centavos (R$ 0,06) por kW·h, o custo é
Passo 3
(b) Resistência da lâmpada
Usamos a fórmula , então isolando
:
Usamos a fórmula
Passo 4
© Corrente na lâmpada
A gente pode usar , isolando
:
A gente pode usar
Passo 5
(d) A resistência é diferente quando a lâmpada está desligada?
Sim e não ao mesmo tempo. Quando ela está desligada do circuito, não passa corrente (é circuito aberto), então você não mede “resistência” como se tivesse corrente. Mas se você medisse a resistência do filamento a frio (sem estar quente), ela seria diferente da resistência a quente quando ligada. Isso porque o material do filamento (tungstênio) muda de resistência conforme muda a temperatura: frio ele tem resistência menor, quente (ligado) ele chega aos ~ que calculamos.
Sim e não ao mesmo tempo. Quando ela está desligada do circuito, não passa corrente (é circuito aberto), então você não mede “resistência” como se tivesse corrente. Mas se você medisse a resistência do filamento a frio (sem estar quente), ela seria diferente da resistência a quente quando ligada. Isso porque o material do filamento (tungstênio) muda de resistência conforme muda a temperatura: frio ele tem resistência menor, quente (ligado) ele chega aos ~
Resposta
(a) R$ 4,32 por mês
(b) 144 Ω
© 0,833 A
(d) A resistência do filamento varia com a temperatura: fria (desligada) é menor do que quente (ligada); e, quando desligada do circuito, não há corrente fluindo.
(b) 144 Ω
© 0,833 A
(d) A resistência do filamento varia com a temperatura: fria (desligada) é menor do que quente (ligada); e, quando desligada do circuito, não há corrente fluindo.