F059º ano10 exercíciosSimulador autoral
Toda vez que você liga uma lâmpada, cargas elétricas circulam por um caminho fechado empurradas pela tensão da tomada ou da pilha. No simulador você monta um circuito simples, mede corrente e tensão, vê o brilho da lâmpada mudar com a potência e calcula quanto um aparelho pesa na conta de luz.
Antes, convém saber: Energia e suas transformações
A matéria é feita de átomos com prótons (carga positiva), elétrons (carga negativa) e nêutrons (sem carga). Cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem. Nos condutores (metais), há elétrons livres que se movem com facilidade; nos isolantes (borracha, plástico, vidro), não. A carga é medida em coulombs (C).
Corrente é o movimento ordenado de cargas num caminho fechado (circuito). Sua intensidade é a carga que passa por segundo: $i=\frac{Q}{\Delta t}$, medida em ampères ($1\,\text{A}=1\,\text{C/s}$). Nos fios, quem se move são os elétrons, do polo negativo para o positivo; por convenção, o sentido da corrente é o contrário, do $+$ para o $-$. A corrente é medida pelo amperímetro, ligado em série.
A tensão (ou diferença de potencial, ddp) é o “empurrão” que a fonte dá nas cargas, medida em volts (V). Uma pilha comum tem $1{,}5$ V, uma bateria de carro $12$ V, e as tomadas residenciais, $127$ V ou $220$ V. Ela é medida pelo voltímetro, ligado em paralelo com o aparelho.
A resistência $R$ mede a dificuldade que um aparelho oferece à passagem da corrente, em ohms ($\Omega$). Para muitos condutores vale a lei de Ohm: $U=R\,i$. Com a mesma tensão, maior resistência significa menor corrente. Na resistência, a energia elétrica vira calor (efeito Joule): é assim que funcionam chuveiro, ferro de passar e lâmpadas incandescentes.
Potência é a energia elétrica transformada por segundo: $P=U\,i$, em watts. A etiqueta “$60$ W – $127$ V” quer dizer: ligada em $127$ V, a lâmpada consome $60$ W. Com a lei de Ohm, também vale $P=\frac{U^2}{R}$. Numa lâmpada incandescente, mais potência significa mais brilho.
A conta cobra energia, não potência: $E=P\cdot\Delta t$. Com $P$ em kW e $\Delta t$ em horas, a energia sai em kWh. Para converter: W $\div1000=$ kW e minutos $\div60=$ horas. Um chuveiro de $5{,}5$ kW ligado $10$ h no mês gasta $55$ kWh; a R$ 0,80 por kWh, são R$ 44,00.
Carregando o simulador…
Abrir só o simulador em outra aba · feito em HTML pelo Prof. Luis Teixeira
Um chuveiro de $4400$ W funciona ligado em $220$ V. Qual é a corrente que passa por ele e qual é a sua resistência?
Uma lâmpada incandescente de $60$ W, acesa $8$ horas por dia, foi trocada por uma de LED de $8$ W. Qual é a economia de energia em $30$ dias e quanto isso representa na conta, a R$ 0,80 por kWh?
Resolva no papel antes de abrir a resposta. Conferir cedo demais atrapalha o aprendizado.
Um resistor de $4\,\Omega$ é ligado a uma bateria de $12$ V. Qual é a corrente?
Por uma lâmpada ligada em $120$ V passa uma corrente de $0{,}5$ A. Qual é a sua potência?
Um aquecedor de $2000$ W fica ligado durante $3$ h. Quanta energia ele consome, em kWh?
Uma carga de $10$ C atravessa um fio em $2$ s. Qual é a intensidade da corrente?
Um secador de cabelo tem a etiqueta “$1100$ W – $220$ V”. Qual é a corrente e a resistência dele em funcionamento?
Uma TV de $100$ W fica ligada $5$ h por dia. Quanto ela consome em $30$ dias e quanto custa, a R$ 0,80 por kWh?
Um chuveiro de $5500$ W é usado $15$ minutos por dia. Qual é o consumo em $30$ dias?
Uma régua de tomadas suporta até $20$ A e está ligada em $110$ V. Dá para usar ao mesmo tempo um ar-condicionado de $1100$ W, uma cafeteira de $900$ W e um secador de $750$ W?
Uma lâmpada incandescente de $60$ W, acesa $8$ h por dia, é trocada por uma de LED de $8$ W. Qual é a redução do consumo em $30$ dias, em kWh?
(ENEM) Um carro elétrico roda $5{,}0$ km com cada kWh. Depois de um percurso de $110$ km, ele é recarregado por um carregador de $220$ V percorrido por $20$ A. Quantas horas leva a recarga?
Os mesmos slides e fichas usados nas aulas. Bom para revisar ou se aprofundar depois dos exercícios.
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