Lista de Exercícios Resolvidos - Cálculo de Energia e Potência Elétrica

1 Ao entrar em uma loja de materiais de construção um eletricista vê o seguinte anúncio ECONOMIZE Lâmpadas fluorescentes de 15 W têm a mesma luminosidade iluminação que lâmpadas incandescentes de 60 W de potência De acordo com o anúncio com o intuito de economizar energia elétrica o eletricista troca uma lâmpada incandescente por uma fluorescente e conclui que em 1 hora a economia de energia elétrica em kWh será de a 0015 b 0025 c 0030 d 0040 e 0045 2 A geração de energia elétrica através da luz se dá pelo uso de células fotossensíveis chamadas de células solares fotovoltaicas As células fotovoltaicas em geral são constituídas de materiais semicondutores com características cristalinas e depositadas sobre sílica Essas células agrupadas em módulos ou painéis compõem os painéis solares fotovoltaicos A quantidade de energia gerada por um painel solar é limitada pela sua potência ou seja um painel de 145 W com seis horas úteis de sol gera aproximadamente 810 Watts por dia Fonte httpwwwsunlabcombrEnergiasolarSunlabhtm Assinale o número de horas em que o painel acima consegue manter acesa uma lâmpada fluorescente de 9 Watts a 9 h b 18 h c 58 h d 90 h 3 Determine a energia consumida mensalmente 30 dias por um chuveiro elétrico de potência 4000W em uma residência onde vivem quatro pessoas que tomam diariamente 2 banhos de 12 min Dê sua resposta em KWh a 192 b 158 c 200 d 300 e 90 4 Sobre um resistor de 100 Ω passa uma corrente de 3 A Se a energia consumida por este resistor foi de 2KWh determine aproximadamente quanto tempo ele permaneceu ligado à rede a 15h b 15h c 2h d 3 h e 6h 5 Uma lâmpada de resistência R está acesa A diferença de potencial elétrico sobre a mesma é de 120 V e da está dissipando potência de 72W Ligasse um reostato em paralelo com a lâmpada e percebese que a intensidade da luz da lâmpada diminui um pouco Sabendo que a resistência elétrica do chuveiro é de 5 Ω e que o circuito possui a resistência dos condutores igual a 25 Ω calcule a potência dissipada pela lâmpada quando o chuveiro é ligado e explique o que causa a diminuição da intensidade da luminosidade da lâmpada Obs Desconsidere o efeito da variação da temperatura na lâmpada 6 Considerando a defasagem na fase SN de 120 e TN de 240 demonstre matematicamente a diferença de potencial entre as fases ST no secundário do transformador trifásico apresentado 7 Um transformador de 1000220 V tem uma potência nominal de 100 kVA Calcule a O número máximo de casas com 10 KW e cos φ 10 que é possível alimentar com este transformador b O número máximo de casas com 10 KW e cos φ 06 que é possível alimentar com este transformador c Compare os dois resultados e conclua da importância do fator de potência ser elevado para a CEMIG 8 A tarifa de energia elétrica paga por um consumidor é de R 20000MWh Em um mês típico este consumidor opera ininterruptamente durante 20 dias com potência aparente e fator de potência constantes de 100 KVA e 096 respectivamente O valor cobrado pela energia desse consumidor em um mês típico é de A R 960000 B R 921600 C R 448400 D R 460800 E R 284200 Atividade Q01 Fluorescente 15W Incandescente 60W Consumo em 1 hora 15W 1hora 0015kwh 60W 1hora 006kwh economia 006Kwh 0015Kwh 0045Kwh Letra E Q02 Painel de 145W tempo 6 horas 810 W por dia 24 horas ou seja O consumo é de C 810 24 19440 Wh No caso da lâmpada o consumo é C 9 24 216Wh Por quanto tempo a lâmpada ficaria ligada 19440 216 t t 90h Letra D Q03 1 pessoa 2 banhos de 12 min 24 min 4 pessoas 4 x 24 96 min 16 horas P 4000 W 4 kW Consumo 4 kW 16 horas 30 dias 192 Kwh Letra A Q04 R 100 Ω i 3 A e 2 kwh e p t e R i² t 2000 100 3² t t 2000 100 9 22 h 2 horas Letra C Q05 1ª situação 25 Ω R 120 V Vf PR 72 W P U²R R V²P 120²72 200 Ω iR VR 06 A Além disso VR Vf R R Rcond 120 Vf 200 2025 Vf 1215 V 2ª situação 25 Ω 200 Ω 5 Ω Vf Neste caso Req 2005 25 200 5 205 25 738 Ω Assim i Vf Req 1215 738 1646 A Por sua vez iR i Rch Rch R 1646 5 2005 04 A P R iR² 200 04² 3223 W Ou seja na 2ª situação a corrente da lâmpada diminui Por consequência diminui sua potência e sua intensidade luminosa iR iR P P Q06 Se SN é 120º e N é 240º Vst VHN Vst VSN 0 127 120 Vst 127 240 0 Vst 127 120 127 240 635 110j 635 110j Vst 220j 220 90 007 Trafo 1000200 V Sn 100 KVA a Casa 10 KW P casa cosφ 1 S casa 10 KVA Neste caso m Sn S casa 10 casas b Casa 10 kW cosφ 06 S casa 1667 Neste caso m Sn S casa 100 1667 6 casas 05 c Quanto menor o fator de potência menor o abastecimento P melhor eficiência as casas devem ter alto fator de potência 008 t R20000MWh 20 dias S100KVA Fp096 Neste caso P SFp 96KW Para 20 dias C 96Kw 24 horas 20 dias 46080 Kwh Portanto 1 Mwh R 20000 4608 Mwh x x R 921600 14m B 06