Lista de Exercícos Potência e Energia Resumo teórico

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Disciplina: Eletro-Eletrônica 
Turma: Técnico em Petróleo e Gás - 
Subsequente 
Professor: João Marcelo Costa Leal 
 
 
Lista de Exercícios – PARTE 1: REVISÃO 
 
1- (a) Encontre a resistência total RT 
do circuito da Figura ao lado em 
função de R. 
(b) Calcule a corrente total que 
circula no amperímetro A1, para R 
= 1kΩ e V = 10 volts. 
 
 
 
2- Calcule o resistor equivalente RAB para o 
circuito da Figura ao lado, onde: 
R1 = 1kΩ, R2 = 1k2Ω, R3 = 10kΩ. 
 
 
3- Para o circuito ao lado, encontre a resistência RT 
com os terminais A e B: (a) abertos e (b) curto-
circuitados. 
 
 
 
4- Determine a resistência elétrica utilizada do reostato nos esquemas das Figuras abaixo, quando 
o cursor está: (a) na posição P. (b) na posição Q. 
 
 
 
5- No circuito ao lado, temos uma chave S que 
pode permanecer aberta ou fechada. Sabe-se 
que R1 = R2 = 10kΩ. Determine a corrente em 
cada resistor: 
a) para a chave S aberta. 
b) para a chave S fechada. 
 
 
6- Encontre a corrente total fornecida por uma bateria de 12V que alimenta 4 (quatro) resistores 
ligados em paralelo, sendo os resistores dados por R1 = 2k, R2 = 2k2, R3 = 4k7 e R4 = 3k3. 
 
7- No circuito mostrado na Figura ao lado, calcule a 
corrente IL no resistor de carga RL para: 
(a) RL = 0; (b) RL = 5 e (c) RL = 20. São dados: I1 = 
28A , R1 = 8Ω, R2 = 6Ω e R3 = 20Ω. 
 
 
 
8- (NILSSON, 1999) – Exercício 3.2 – Página 41. Os 
resistores utilizados no circuito divisor de tensão ao lado 
possuem uma tolerância de ±10%. Determine os valores 
máximo e mínimo de v0. 
 
 
 
9- (NILSSON, 1999) Problema 3.12 - pág. 
52. 
a) Determine a tensão Vx no circuito da ao 
lado. 
b) Substitua a fonte de 45V por uma fonte 
de tensão geral igual a Vs. Suponha que 
Vs é positiva no terminal superior. 
Calcule Vx em função de Vs. 
 
 
 
 
 
RESUMO TEÓRICO: POTENCIA E ENERGIA ELÉTRICA 
(O resumo teórico abaixo foi retirado do site: http://sofisica.com.br) 
Potência Elétrica 
A potência elétrica dissipada por um condutor é definida como a quantidade de energia 
térmica que passa por ele durante uma quantidade de tempo. 
 
A unidade utilizada para energia é o watt (W), que designa joule por segundo (J/s) 
Ao considerar que toda a energia perdida em um circuito é resultado do efeito Joule, 
admitimos que a energia transformada em calor é igual a energia perdida por uma carga q que passa 
pelo condutor. Ou seja: 
 
Mas, sabemos que: 
 
Então: 
 
Logo: 
 
Mas sabemos que , então podemos escrever que: 
 
Por exemplo: 
Qual a corrente que passa em uma lâmpada de 60W em uma cidade onde a tensão na rede elétrica é 
de 220V? 
 
 Pela 1ª Lei de Ohm temos que , então podemos definir duas formas que relacionem a 
potência elétrica com a resistência. 
 
 
Então se utilizando do exemplo anterior, qual a resistência do filamento interno da lâmpada? 
 
 
Consumo de energia elétrica 
Cada aparelho que utiliza a eletricidade para funcionar, como por exemplo, o computador de 
onde você lê esse texto, consome uma quantidade de energia elétrica. 
Para calcular este consumo basta sabermos a potência do aparelho e o tempo de utilização 
dele, por exemplo, se quisermos saber quanta energia gasta um chuveiro de 5500W ligado durante 
15 minutos, seu consumo de energia será: 
 
Mas este cálculo nos mostra que o joule (J) não é uma unidade eficiente neste caso, já que o 
cálculo acima se refere a apenas um banho de 15 minutos, imagine o consumo deste chuveiro em 
uma casa com 4 moradores que tomam banho de 15 minutos todos os dias no mês. 
Para que a energia gasta seja compreendida de uma forma mais prática podemos definir 
outra unidade de medida, que embora não seja adotada no SI, é mais conveniente. 
Essa unidade é o quilowatt-hora (kWh). 
Para calcularmos o consumo do chuveiro do exemplo anterior nesta unidade consideremos 
sua potência em kW e o tempo de uso em horas, então teremos: 
 
O mais interessante em adotar esta unidade é que, se soubermos o preço cobrado por kWh, 
podemos calcular quanto será gasta em dinheiro por este consumo. 
Por exemplo: 
Considere que em sua cidade a companhia de energia elétrica tenha um tarifa de 0,300710 
R$/kWh, então o consumo do chuveiro elétrico de 5500W ligado durante 15 minutos será: 
 
Se considerarmos o caso da família de 4 pessoas que utiliza o chuveiro diariamente durante 
15 minutos, o custo mensal da energia gasta por ele será: 
 
 
Lista de Exercícios – PARTE 2: Potência e Energia 
 
1) De que maneira pode-se obter energia elétrica? 
2) O que diferencia as energias renováveis das não renováveis? Exemplifique. 
3) Pesquise no mínimo 3 tipos de usinas geradoras de energia elétrica que existem? Como é 
feita a transformação de energia em cada uma delas? 
4) Avalie e argumente a frase: "não existe energia limpa, a não ser nas campanhas 
universitárias". 
5) Algumas bicicletas possuem um farol que acende quando pedalamos. Como isso acontece? 
Há relação com a transformação de energia que ocorre nas hidrelétricas? 
6) Observando as placas fotovoltaicas. Qual é o tipo de fonte que fornece energia ao circuito? 
Pesquise como essa energia é coletada. 
7) A energia solar é fonte renovável ou não renovável de energia? 
8) Uma serpentina de aquecimento, utilizada em “banho maria”, ligada a uma linha de 220 V, 
consome 900 mA. Determine a resistência elétrica e potência dissipada por esta serpentina. 
9) Um dispositivo eletrônico é conectado a uma fonte CC de 48V, sendo percorrido por uma 
corrente de 5A. Calcule a energia elétrica (em kWh) consumida após 1 h 30 min. de 
utilização. 
10) Um chuveiro elétrico ligado a uma rede de 220V consome 1200W de potência. Pede-se: 
a. a intensidade de corrente elétrica que passa pela resistência do chuveiro. 
b. a resistência do chuveiro em W. 
c. a energia elétrica consumida se o chuveiro permanecer ligado durante 2 h 10 min. 
11) Um estudante aluno necessita de um resistor que, ligado a uma tomada de 110 V, gere 2,2 
KW de potência térmica. Ele constrói o resistor usando fio de cobre com área de secção 
transversal de 10,0x10-1 mm2 e resistividade elétrica 5x10-7 .m. 
a. Que corrente elétrica passará pelo resistor? 
b. Qual será a sua resistência elétrica? 
c. Quantos metros de fio deverão ser utilizados? 
 
12) Numa residência, dentre os eletrodomésticos, existem: uma churrasqueira elétrica (9 KW), 
um ferro elétrico (900 W) e uma torradeira elétrica (1,2 KW). Num determinado dia, a 
churrasqueira funcionou durante 4h, o ferro elétrico durante 3h e a torradeira elétrica 
durante 2h. Sabendo-se que a tarifa por cada KWh é R$ 0,40, e que circuito de uma 
residência está em paralelo e a tensão da rede é de 220 V, calcule: 
a. A energia em kWh e o custo em reais nesse dia. 
b. A corrente que passa no medidor quando os três aparelhos estão ligados ao mesmo 
tempo. 
13) Um fusível de 30A foi instalado em uma rede alimentada por uma tensão de 120V. Quantas 
lâmpadas de 60W/220V poderão ser ligadas simultaneamente nessa rede, sem que o fusível 
se queime? 
14) (a) Um estudante usou uma lâmpada de 100W durante 8h de estudo. Se o custo médio da 
energia é de R$ 0,12/kWh (valor fictício), calcule o custo da energia consumida neste 
período. 
(b) Um eletrodoméstico de 127V que possui uma resistência de 50Ω operou por uma hora e 
meia. Qual foi a energia elétrica utilizada? 
 
15) Qual o valor da resistência que deve ser 
associada em série a uma lâmpada 
incandescente de 120V, 60W (Figura ao 
lado), para que ela trabalhe dentro da sua 
tensão especificada, num local onde a 
tensão da redeé de 127 Volts? 
 
 
16) Sejam três resistores em série, R1, R2 e R3, alimentados por uma fonte C.C. de 12V e 60W 
(nominal) através de uma chave S. 
a) Desenhar o esquema do circuito. 
b) Calcular o valor de cada resistor para a operação da fonte C.C. em condições nominais, 
sabendo-se que R1 = R3 = R e que R1 = 2R2.