Questão 4) Um aparelho elétrico solicita 5 A de uma fonte de 100 V . Calcular:
a)Sua resistência
b)a potência do aparelho
c) a energia em joule e em kwh consumida pelo aparelho depois de 3 horas de funcionamento;
d) O trabalho elétrico realizado no aparelho após 2 horas de funcionamento.
a)Sua resistência
b)a potência do aparelho
c) a energia em joule e em kwh consumida pelo aparelho depois de 3 horas de funcionamento;
d) O trabalho elétrico realizado no aparelho após 2 horas de funcionamento.
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (vou listar exatamente o que temos e o que precisamos encontrar):
Dados fornecidos:
- A corrente elétrica solicitada pelo aparelho é
. - A tensão da fonte é
.
O que o enunciado pede:
a) Calcular a resistência do aparelho.
b) Calcular a potência do aparelho.
c) Calcular a energia consumida pelo aparelho depois de 3 horas de funcionamento, em joule e em kWh.
d) Calcular o trabalho elétrico realizado no aparelho após 2 horas de funcionamento.
a) Calcular a resistência do aparelho.
b) Calcular a potência do aparelho.
c) Calcular a energia consumida pelo aparelho depois de 3 horas de funcionamento, em joule e em kWh.
d) Calcular o trabalho elétrico realizado no aparelho após 2 horas de funcionamento.
Passo 2
a) Resistência — lei de Ohm (fórmula e significado).
A lei de Ohm relaciona tensão, corrente e resistência pela fórmula
A lei de Ohm relaciona tensão, corrente e resistência pela fórmula
onde
é a tensão em volts (
),
é a corrente em ampères (
) e
é a resistência em ohms (
). Para encontrar a resistência isola-se
:
Agora substitui os valores dados:
e
.
Fazendo a divisão sem calculadora:
. Portanto a resistência é
.
Passo 3
b) Potência elétrica — fórmula e interpretação.
A potência elétrica instantânea entregue a um aparelho é dada por
A potência elétrica instantânea entregue a um aparelho é dada por
onde
é a potência em watts (
). Também existe a forma equivalente
(que vem de substituir
), mas a forma direta aqui é
. Substituindo
e
:
Multiplicação:
. Logo a potência é
.
Passo 4
c) Energia consumida em 3 horas — conceitos e cálculo em joule e em kWh.
Energia (ou trabalho elétrico) consumida por um aparelho funcionando com potência constante é
Energia (ou trabalho elétrico) consumida por um aparelho funcionando com potência constante é
onde
é energia em joules (
),
é potência em watts (
) e
é o tempo em segundos (
). Primeiro vamos converter 3 horas para segundos:
Usando
:
Fazendo a conta passo a passo:
e
; somando dá
. Portanto
Agora a mesma energia em quilowatt-hora (
), que é a unidade usada em faturas de energia. Converte-se a potência para quilowatts:
Em kWh a energia é
Passo 5
d) Trabalho elétrico após 2 horas — relação com energia e cálculo.
O trabalho elétrico realizado num intervalo é exatamente a energia fornecida nesse intervalo; portanto usa-se a mesma fórmula . Para 2 horas:
O trabalho elétrico realizado num intervalo é exatamente a energia fornecida nesse intervalo; portanto usa-se a mesma fórmula
Usando
:
Calcule manualmente:
e
; somando dá
. Então
Se quiser também em kWh, com
e
:
Resposta
a)
b)
c)
d)
b)
c)
d)