Questões de Física do ENEM sobre Circuitos Elétricos e Eficiência das Lâmpadas

Enem 2011 Um curioso estudante empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola resolve desmontar sua lanterna Utilizando se da lâmpada e da pilha retiradas do equipamento e de um fio com as extremidades descascadas faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada Tendo por base os esquemas mostrados em quais casos a lâmpada acendeu a 1 3 6 b 3 4 5 c 1 3 5 d 1 3 7 e 1 2 5 Enem 2010 A energia elétrica consumida nas residências é medida em quilowatthora por meio de um relógio medidor de consumo Nesse relógio da direita para esquerda tem se o ponteiro da unidade da dezena da centena e do milhar Se um ponteiro estiver entre dois números considera se o último número ultrapassado pelo ponteiro Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt hora fosse de R 020 O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de aR 4180 bR 4200 c R 4300 d R 4380 e R 4400 ENEM 2012 Para ligar ou desligar uma mesma lâmpada a partir de dois interruptores conectamse os interruptores para que a mudança de posição de um deles faça ligar ou desligar a lâmpada não importando qual a posição do outro Esta ligação é conhecida como interruptores paralelos Este interruptor é uma chave de duas posições constituída por um polo e dois terminais conforme mostrado nas figuras de um mesmo interruptor Na Posição I a chave conecta o polo ao terminal superior e na Posição II a chave o conecta ao terminal inferior O circuito que cumpre a finalidade de funcionamento descrita no texto é Enem 2012 Física A eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando a razão considerada linear entre a quantidade de luz produzida e o consumo A quantidade de luz é medida pelo fluxo luminoso cuja unidade é o lúmen lm O consumo está relacionado à potência elétrica da lâmpada que é medida em watt W Por exemplo uma lâmpada incandescente de 40 W emite cerca de 600 lm enquanto uma lâmpada fluorescente de 40 W emite cerca de 3 000 lm Disponível em httptecnologiaterracombr Acesso em 29 fev 2012 adaptado A eficiência de uma lâmpada incandescente de 40 W é a maior que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W que produz menor quantidade de luz b maior que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W que produz menor quantidade de luz c menor que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W que produz a mesma quantidade de luz d menor que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W pois consome maior quantidade de energia e igual a de uma lâmpada fluorescente de 40 W que consome a mesma quantidade de energia ENEM 2005 Q4 Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse consumo Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela abaixo fossem utilizados diariamente da mesma forma Tabela A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico ENEM 2005 Q4 9 Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1KWh é de R 040 o consumo de energia elétrica mensal dessa casa é de aproximadamente AR 135 B R 165 C R 190 D R 210 E R 230 ENEM 2005 Q4 10 1 KWh é ENERGIA Logo ENERGIA POTÊNCIA KW X HORA h O que temos no gráfico A energia gasta em 1 dia Então se multiplicarmos as duas colunas o que encontraremos ENEM 2005 Q4 Ar condicionado 15 x 8 120 KWh Chuveiro 33 x 13 11 KWh Freezer 02 x 10 20 KWh Geladeira 035 x 10 35 KWh Lâmpadas 010 x 6 06 KWh 11 192 KWh dia 192 x 30 dias 576 KWh mês ENEM 2005 Q4 1KWh vale R 040 Então 576KWh valerá ENEM 2005 Q4 576 x 040 R 23000 ENEM 2005 Q4 A R 135 B R 165 C R 190 D R 210 E R 230 Enem 2009 A instalacao eletrica de uma casa envolve varias etapas desde a alocacao dos dispositivos instrumentos e aparelhos eletricos ate a escolha dos materiais que a compoem passando pelo dimensionamento da potencia requerida da fiacao necessaria dos eletrodutos entre outras Para cada aparelho eletrico existe um valor de potencia associado Valores tipicos de potencias para alguns aparelhos eletricos sao apresentados no quadro seguinte Valores de potência associados Foto Reprodução Eletrodutos sao condutos por onde passa a fiacao de uma instalacao eletrica com a finalidade de protegela A escolha das lampadas e essencial para obtencao de uma boa iluminacao A potencia da lampada devera estar de acordo com o tamanho do comodo a ser iluminado O quadro a seguir mostra a relacao entre as areas dos comodos em metros quadrados e as potencias das lampadas em W e foi utilizado como referencia para o primeiro pavimento de uma residencia Considerando a planta baixa fornecida com todos os aparelhos em funcionamento a potencia total em watts sera de a 4070 b 4270 c 4320 d 4390 e 4470 ENEM1999 O alumínio se funde a 666C e é obtido à custa de energia elétrica por eletrólise transformação realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de 1000C A produção brasileira de alumínio no ano de 1985 foi da ordem de 550000 toneladas tendo sido consumidos cerca de 20kWh de energia elétrica por quilograma do metal Nesse mesmo ano estimou se a produção de resíduos sólidos urbanos brasileiros formados por metais ferrosos e não ferrosos em 3700 tdia das quais 15 estima se corresponder ao alumínio Dados adaptados de FIGUEIREDO P J MA sociedade do lixo resíduos a questão energética e a crise ambiental Piracicaba UNIMEP 1994 Suponha que uma residência tenha objetos de alumínio em uso cuja massa total seja de 10kg panelas janelas latas etc O consumo de energia elétrica mensal dessa residência é de 100kWh Sendo assim na produção desses objetos utilizou se uma quantidade de energia elétrica que poderia abastecer essa residência por um período de a 1 mês b 2 meses c 3 meses d 4 meses e 5 meses ENEM 99 Lâmpadas incandescentes são normalmente projetadas para trabalhar com a tensão da rede elétrica em que serão ligadas Em 1997 contudo lâmpadas projetadas para funcionar com 127V foram retiradas do mercado e em seu lugar colocaramse lâmpadas concebidas para uma tensão de 120V Segundo dados recentes essa substituição representou uma mudança significativa no consumo de energia elétrica para cerca de 80 milhões de brasileiros que residem nas regiões em que a tensão da rede é de 127V A tabela abaixo apresenta algumas características de duas lâmpadas de 60W projetadas respectivamente para 127V antiga e 120V nova quando ambas encontramse ligadas numa rede de 127V Acender uma lâmpada de 60W e 120V em um local onde a tensão na tomada é de 127V comparativamente a uma lâmpada de 60W e 127V no mesmo local tem como resultado Amesma potência maior intensidade de luz e maior durabilidade Bmesma potência maior intensidade de luz e menor durabilidade Cmaior potência maior intensidade de luz e maior durabilidade Dmaior potência maior intensidade de luz e menor durabilidade Emenor potência menor intensidade de luz e menor durabilidade ENEM 2001 A distribuição média por tipo de equipamento do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico Como medida de economia em uma residência com 4 moradores o consumo mensal médio de energia elétrica foi reduzido para 300 kWh Se essa residência obedece à distribuição dada no gráfico e se nela há um único chuveiro de 5000 W podese concluir que o banho diário de cada morador passou a ter uma duração média em minutos de A 25 B 50 C 75 D 100 E 120 ENEM 2008 Q26 Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações dentre elas destacamse aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas É inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados Nesse caso um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança ENEM 2008 Q26 Considere que um elevador de 800 kg quando lotado com oito pessoas ou 600 kg precisa ser projetado Para tanto alguns parâmetros deverão ser dimensionados O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão O elevador deve subir 10 andares em torno de 30 metros a uma velocidade constante de 4 metros por segundo ENEM 2008 Q26 Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima considere que a tensão seja contínua que a aceleração da gravidade vale 10 ms2 e que o atrito pode ser desprezado Nesse caso para um elevador lotado a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de ENEM 2008 Q26 A 24 kW e 109 A B 32 kW e 145 A C 56 kW e 255 A D 180 kW e 818 A E 240 kW e 1090 A ENEM 2008 Q26 POTÊNCIA ENERGIA TEMPO ENEM 2008 Q26 30 O TEMPO DE EXECUÇÃO SERÁ ENEM 2008 Q26 E A POTÊNCIA DA FORÇA SERÁ ENEM 2008 Q26 A 24 kW e 109 A B 32 kW e 145 A C 56 kW e 255 A D 180 kW e 818 A E 240 kW e 1090 A ENEM 2001 Questão 50 A padronização insuficiente e a ausência de controle na fabricação podem também resultar em perdas significativas de energia através das paredes da geladeira Essas perdas em função da espessura das paredes para geladeiras e condições de uso típicas são apresentadas na tabela Considerando uma família típica com consumo médio mensal de 200 kWh a perda térmica pelas paredes de uma geladeira com 4 cm de espessura relativamente a outra de 10 cm corresponde a uma porcentagem do consumo total de eletricidade da ordem de A 30 B 20 C 10 D 5 E 1 Enem 2010 Questão 48 Todo carro possui uma caixa de fusíveis que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão como o estanho por exemplo e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de suportar O quadro a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles suportados Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V Os dois faróis são ligados separadamente com um fusível para cada um mas após um mau funcionamento o motorista passou a conectálos em paralelo usando apenas um fusível Dessa forma admitindose que a fiação suporte a carga dos dois faróis o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o a azul b preto c laranja d amarelo e vermelho ENEM 2015 Um estudante precisando instalar um computador um monitor e uma lâmpada em seu quarto verificou que precisaria fazer a instalação de duas tomadas e um interruptor na rede elétrica Decidiu esboçar com antecedência o esquema elétrico O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um interruptor sem afetar os outros dispositivos pensou Símbolos adotados Qual dos circuitos esboçados atende às exigências a b c d e ENEM 2013 Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico Por exemplo podemos usar o circuito elétrico apresentado no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito RS e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida Para um valor de temperatura em que RS 100 Ω a leitura apresentada pelo voltímetro será de a 62V b 17 V c 03 V d 03 V e 62 V ENEM 2016 Por apresentar significativa resistividade elétrica o grafite pode ser utilizado para simular resistores elétricos em circuitos desenhados no papel com o uso de lápis e lapiseiras Dependendo da espessura e do Comprimento das linhas desenhadas é possível determinar a resistência elétrica de cada traçado produzido No esquema foram utilizados três tipos de lápis diferentes 2H HB e 6B para efetuar três traçados distintos Munido dessas informações um estudante pegou uma folha de papel e fez o desenho de um sorvete de casquinha utilizandose desses traçados Os valores encontrados nesse experimento para as resistências elétricas R medidas com o auxílio de um ohmímetro ligado nas extremidades das resistências são mostrados na figura Verificouse que os resistores obedeciam à Lei de Ohm Na sequência conectou o ohmímetro nos terminais A e B do desenho e em seguida conectouo nos terminais B e C anotando as leituras RAB e RBC respectivamente Ao estabelecer a razão RABRBC qual resultado o estudante obteve a 1 b 47 c 1027 d 1481 e 481 ENEM 2016 Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado A bateria apresenta resistência interna desprezível e os fios possuem resistência nula Um técnico fez uma análise do circuito para prever a corrente elétrica nos pontos A B C D e E e rotulou essas Correntes de IA IB IC ID e IE respectivamente O técnico concluiu que as correntes que apresentam o mesmo valor são a IA IE e IC ID b IA IB IE e IC ID c IA IB apenas d IA IB IE apenas e IC IB apenas Enem 2009 Em manuais de instruções de aparelhos elétricos de alta potência uma das principais recomendações é a seguinte Não utilize em hipótese alguma pinos T benjamins ou similares para ligação de outros aparelhos na mesma tomada de força Isso pode ocasionar um aquecimento prejudicial e até a queima das instalações Esse aquecimento prejudicial na fiação da rede junto à tomada devese ao aumento excessivo da a corrente elétrica b tensão elétrica c resistência elétrica d tensão e da corrente e corrente e da resistência Enem 2009 A instalação elétrica de uma residência utiliza um circuito elétrico em paralelo em que todos os equipamentos têm a mesma tensão Quando o equipamento é ligado ocorre variação na corrente elétrica do circuito que é diretamente proporcional à potência P do aparelho Observe a figura Indique em ordem crescente as variações nas correntes elétricas causadas por esses eletrodomésticos a A B C D b B A C D c D C A B d D C B A e A D C B ENEM 2013 Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha Nesse ambiente existem uma geladeira G uma tomada T e uma lâmpada L conforme a figura O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira a corrente total e a corrente na lâmpada Para isso ele dispõe de um voltímetro V e dois amperímetros A Para realizar essas medidas o esquema da ligação desses instrumentos está representado em