Questão 3
FUVEST 2012
(FUVEST 2012 - 2ª FASE)
A figura ao lado representa, de forma esquemática, a instalação elétrica de uma residência, com circuitos de tomadas de uso geral e circuito específico para um chuveiro elétrico. Nessa residência, os seguintes equipamentos permaneceram ligados durante 3 horas a tomadas de uso geral, conforme o esquema da figura: um aquecedor elétrico (Aq) de 990 W, um ferro de passar roupas de 980 W e duas lâmpadas, L1 e L2, de 60 W cada uma. Nesse período, além desses equipamentos, um chuveiro elétrico de 4400 W, ligado ao circuito específico, como indicado na figura, funcionou durante 12 minutos. Para essas condições, determine
a) a energia total, em kWh, consumida durante esse período de 3 horas;
b) a corrente elétrica que percorre cada um dos fios fase, no circuito primário do quadro de distribuição, com todos os equipamentos, inclusive o chuveiro, ligados;
c) a corrente elétrica que percorre o condutor neutro, no circuito primário do quadro de distribuição, com todos os equipamentos, inclusive o chuveiro, ligados.
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NOTE A ADOTE A tensão entre fase e neutro é 110 V e, entre as fases, 220 V. Ignorar perdas dissipativas nos fios. O símbolo |
Gabarito:
Resolução:
a) Durante o período de 3 horas funcionaram sem parar o aquecedor, o ferro de passar roupas e as duas lâmpadas. Além disso, o chuveiro funciona por um quinto de hora.
Logo, .
Substituindo os valores das potências, encontramos: .
b e c) Primeiro encontramos as correntes em cada aparelho usando a relação P = Ui.
No aquecedor, iAq = 9 A; Em cada uma das lâmpadas, iL = 6/11 A; No ferro, iFe = 98/11 A. No chuveiro, ichuveiro = 20 A.
Pela fase 1, entram 29 A, que se distribuem pelo aquecedor e pelo chuveiro. E pela fase 2 saem 30 A, da soma das correntes dos aparelhos que se conectam nesse fio.
Pelo neutro, entra 1 A tal que o sistema ficaria organizado de forma que os 9 A que passaram pelo aquecedor acabariam se distribuindo pelos outros aparelhos que se conectam entre o neutro e a fase 2.