QUESTÃO 5

(FEI - 2026)
Instruções: Se for necessário, use a aceleração da gravidade \mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}.
Um estudante pretende utilizar simultaneamente, conectandoos a uma única tomada de 110 V , os seguintes aparelhos elétricos: forno de micro-ondas (1400 \mathrm{~W}), secador de cabelo (1200 \mathrm{~W}) e torradeira (800 \mathrm{~W}). A instalação elétrica é protegida por um disjuntor com corrente nominal de 15 A. Considerando essas informações, qual das alternativas a seguir descreve corretamente o comportamento do circuito elétrico quando os três aparelhos forem ligados ao mesmo tempo?
A) Todos os aparelhos funcionarão normalmente, pois a tomada suporta 110 V .
B) Apenas o forno de micro-ondas funcionará, pois é o aparelho de maior potência.
C) O disjuntor desarm ará im ediatam ente ao ligar os três aparelhos sim ultaneam ente, interrom pendo o circuito.
D) Apenas o secador e a torradeira funcionarão, pois a potência total permanecerá abaixo da capacidade do disjuntor.
E) O circuito ficará sobrecarregado, mas os três aparelhos continuarão funcionando sem problemas.

Passo 1

O enunciado pergunta qual será o comportamento do circuito quando os três aparelhos forem ligados simultaneamente a uma tomada de 110\\ \text{V}, com a instalação protegida por um disjuntor de corrente nominal 15\\ \text{A}. Dados fornecidos:
  • Tensão da tomada: 110\\ \text{V}.
  • Potências dos aparelhos:
    • Forno de micro-ondas: 1400\\ \text{W}.
    • Secador de cabelo: 1200\\ \text{W}.
    • Torradeira: 800\\ \text{W}.
  • Disjuntor: corrente nominal 15\\ \text{A}.
    Observação: a aceleração da gravidade \mathrm{g} não é relevante aqui.

Passo 2

Conceito e fórmula que vamos usar (explicadinho): aparelhos elétricos indicam a potência elétrica P que consomem quando ligados à tensão nominal V. Para aparelhos que podem ser modelados como cargas elétricas em regime estacionário vale a relação
P=V I,
onde:
  • P é a potência em watts ( \text{W}),
  • V é a tensão em volts ( \text{V}),
  • I é a corrente elétrica em ampères ( \text{A}).
    Dessa fórmula isolamos a corrente consumida por um aparelho:
I=\frac{P}{V}.
Isso significa que, para cada aparelho, podemos calcular a corrente que ele exige da tomada dividindo sua potência pela tensão da rede.

Passo 3

Calcular a corrente consumida por cada aparelho usando \,I=\dfrac{P}{V}\,.
Para o forno de micro-ondas:
I_1=\frac{1400}{110}=\frac{1400}{110}\\ \text{A}\approx 12{,}73\\ \text{A}.
Para o secador de cabelo:
I_2=\frac{1200}{110}=\frac{1200}{110}\\ \text{A}\approx 10{,}91\\ \text{A}.
Para a torradeira:
I_3=\frac{800}{110}=\frac{800}{110}\\ \text{A}\approx 7{,}27\\ \text{A}.
Expliquei cada número: peguei as potências do enunciado e a tensão de 110\\ \text{V} também do enunciado.

Passo 4

Corrente total ao ligar os três aparelhos simultaneamente é a soma das correntes individuais (assumindo que todos estão ligados na mesma linha):
I_{\text{total}}=I_1+I_2+I_3.
Substituindo os valores aproximados:
I_{\text{total}}\approx 12{,}73 + 10{,}91 + 7{,}27 = 30{,}91\\ \text{A}.
Comparando com a capacidade do disjuntor:
30{,}91\\ \text{A} > 15\\ \text{A}.
Logo a corrente requerida é muito maior que a corrente nominal do disjuntor.

Passo 5

O que faz o disjuntor: um disjuntor é um dispositivo de proteção que interrompe o circuito quando a corrente excede a sua capacidade nominal (evitando aquecimento excessivo e riscos). Como I_{\text{total}} é aproximadamente o dobro da corrente nominal, o disjuntor irá desarmar (abrir o circuito) para proteger a instalação. Em termos práticos de prova, isso corresponde à alternativa que afirma que o disjuntor desarmará ao ligar os três aparelhos simultaneamente, interrompendo o circuito. (Observação: na prática o tempo exato de desarme depende do tipo de disjuntor, mas o enunciado e as opções querem a conclusão de que haverá desarme por sobrecorrente.)

Resposta

C) O disjuntor desarmará imediatamente ao ligar os três aparelhos simultaneamente, interrompendo o circuito.

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