05. Questoes Contextualizadas

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Universidade Tiradentes – UNIT 
Pró-Reitoria Adjunta de Graduação 
Disciplina: Eletrotécnica 
Profª.: Denise de Jesus Santos 
 
Questões Contextualizadas. 
1. Os tempos de crise são bons para reavaliar os padrões e hábitos de consumo de produtos para ver onde é que 
podemos enxugar os gastos. Uma possibilidade que volta e meia está sendo discutida por aí na mídia é a de 
substituir as já não tão novas lâmpadas fluorescentes pelas novíssimas lâmpadas de LED que têm aparecido por 
aí na praça. Pensando nisso, uma empresa contratou uma equipe de engenheiros de produção para avaliar a 
logística de gastos com energia elétrica. A equipe de engenheiros de produção resolveu então testar se valeria 
ou não a pena fazer a troca das lâmpadas fluorescente pelas de LED. Para isso, assumiram algumas hipóteses: 
 Compararam o consumo de uma lâmpada fluorescente com o de uma lâmpada de LED, ambas com o mesmo 
nível de luminosidade; 
 Consideraram um uso diário de 4 horas; 
 Verificaram vida útil de uma lâmpada de LED é três vezes maior que a de uma lâmpada fluorescente; 
 Consideraram o custo da energia de R$0,80 por KWh 
 Calcularam e compararam o custo médio mensal de uma lâmpada, custo este que foi desmembrado em dois: 
O valor gasto na compra das lâmpadas, transformado em gasto mensal considerando a vida útil de cada 
lâmpada; e o gasto relacionado ao consumo de energia elétrica de cada uma delas. 
Constataram que o uso da fluorescente por quatro horas diárias resultaria numa vida útil de 3,5 anos; já a de LED 
demoraria 10,5 anos. Logo, seriam necessárias três fluorescentes pra durar o mesmo tempo que a lâmpada de LED 
e permitir a comparação. O custo com as três lâmpadas fluorescentes foi de R$21, e a de LED, R$ 31,05. Dividindo 
esses valores pela quantidade de meses de vida útil da de LED, estimaram o custo “mensal” da compra das 
lâmpadas fluorescentes em R$ 0,17, valor mais em conta do que os R$ 0,25 da lâmpada de LED. Entretanto, para 
uma análise mais conclusiva seria necessário quantificar o consumo de energia elétrica e o gasto com energia 
elétrica. Considerando que a lâmpada fluorescente analisada consome 15W e a de LED, 8,5W. (a) Quanto eles 
obtiveram de consumo de energia elétrica considerando as 120 horas ligadas por mês, e qual o gasto mensal com 
energia elétrica para cada tipo de lâmpada? (b) Qual delas apresentou o maior custo benefício ao final do mês? E ao 
longo de 10,5 anos? (c) Considerando que a empresa tem 50 lâmpadas, a economia anual seria suficiente para 
justificar a troca de todas as lâmpadas? 
2. Numa fábrica de chuveiros elétricos, engenheiros de produção avaliam o desempenho de chuveiros elétricos 
instalados em residências alimentada com tensão de 220V que opera em duas posições: inverno (4.400 W) e verão 
(2.200 W). Considerando que a carga desse chuveiro elétrico seja representada por uma resistência pura. Sabendo 
que a potência em uma carga é igual ao produto da tensão pela corrente (P = V×I), que a relação entre tensão e 
corrente em uma carga resistiva é igual ao próprio valor da resistência (R = V/I) e que a energia em uma carga de 
potência constante é dada pelo produto da potência pelo tempo (E = P×t), conclui-se que: 
(a) É adequado o uso de um disjuntor de 15 A para proteger o circuito desse chuveiro. 
(b) A resistência do chuveiro na posição inverno é maior que a resistência na posição verão. 
(c) A quantidade de energia gasta em um banho de 10 minutos independe da posição da chave do chuveiro: 
inverno ou verão. 
(d) A potência do chuveiro na posição inverno, se ele fosse instalado em uma residência alimentada em 110 V, 
seria de 1.100 W. 
(e) A potência independe do valor da resistência, visto que é dada pelo produto da tensão pela corrente. 
 
3. De acordo com suas especificações de projeto, o circuito de um temporizador que retarda o fechamento da porta de 
um elevador deve ter uma resistência elétrica de entre os pontos A e B onde . Para otimizar os 
gastos da empresa engenheiros de produção sugeriram a compra de um resistor barato mais durável. Quando o 
circuito é adquirido, descobre-se que o resistor barato mais durável instalado entre os dois pontos tem resistência de 
 . Os engenheiros foram acionados e informaram que para atender às especificações, um resistor 
adicional de poderia ser colocado entre os dois pontos. Encontre a resistência total e calcule a 
corrente e a queda de tenção para cada resistor quando os resistores estiverem conectados a) em série e b) em 
paralelo. Qual das duas associações pode ser usada para atender as especificações do projeto do elevador? 
 
4. As baterias estão em todos os lugares: telefones celulares, laptops , MP3 players, carros, computadores. Existe uma 
variedade de baterias com características particulares: 
Tipo de célula: 
1. Chumbo-ácido 
2. Zinco-carbono 
3. Níquel-cadmio 
4. Edison 
5. Mercúrio 
 Características: 
(a) Níquel-ferro alcalina 
(b) Bateria seca secundária 
(c) Ideal para equipamentos transistorizados 
(d) Vida longa 
(e) Bateria de automóvel 
(f) Célula de lanterna de baixo custo 
(g) Eletrólito de hidróxido de potássio 
Todas as alternativas não relacionam o tipo de célula e suas respectivas características, exceto: 
(a) 1. Chumbo-ácido: (a) Níquel-ferro alcalina; (e) Bateria de automóvel 
(b) 2. Zinco-carbono: (f) Célula de lanterna de baixo custo; (b) Bateria seca secundária 
(c) 3. Níquel-cadmio: (b) Bateria seca secundária; (g) Eletrólito de hidróxido de potássio 
(d) 4. Edison: (a) Níquel-ferro alcalina; (c) Ideal para equipamentos transistorizados 
(e) 5. Mercúrio:(d) Vida longa; (b) Bateria seca secundária