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Energia Elétrica e Conta de Luz
1. (Unifesp 2013) Observe a charge.
Em uma única tomada de tensão nominal de 110V, estão ligados, por meio de um adaptador, dois abajures (com lâmpadas incandescentes com indicações comerciais de 40W–110V), um rádio-relógio (com potência nominal de 20W em 110V) e um computador, com consumo de 120W em 110V. Todos os aparelhos elétricos estão em pleno funcionamento.
Considerando que o valor aproximado a ser pago pelo consumo de 1,0kWh é R$0,30 e que os aparelhos permaneçam ligados em média 4 horas por dia durante os 30 dias do mês, calcule o valor a ser pago, no final de um mês de consumo, devido a estes aparelhos elétricos. 2. (Ufpr 2013) Devido ao seu baixo consumo de energia, vida útil longa e alta eficiência, as lâmpadas de LED (do inglês light emitting diode) conquistaram espaço na última década como alternativa econômica em muitas situações práticas. Vamos supor que a prefeitura de Curitiba deseje fazer a substituição das lâmpadas convencionais das luzes vermelhas de todos os semáforos da cidade por lâmpadas de LED. Os semáforos atuais utilizam lâmpadas incandescentes de 100 W. As lâmpadas de LED a serem instaladas consomem
aproximadamente 12 W de potência. Supondo que existam 10.000 luzes vermelhas, que elas permaneçam acesas por um tempo total de 10h ao longo de cada dia e que o preço do quilowatt-hora na cidade de Curitiba seja de R$ 0,50, a economia de recursos associada apenas à troca das lâmpadas convencionais por lâmpadas de LED nas luzes vermelhas em um ano seria de:
a) R$ 1,65010 .3 b) R$ 1,60610 .6 c) R$ 3,21210 .6 d) R$ 1,5510 .7 e) R$ 3,0610 .7
www.nsaulasparticulares.com.br Página 2 de 11 3. (Ulbra 2012) A termoterapia consiste na utilização do calor com fins terapêuticos. Esse procedimento é utilizado em diversos tratamentos provocando a dilatação nos vasos sanguíneos para promover melhor vascularização em algumas partes do corpo, tais como braços e pernas. Para esses tratamentos, um dos aparelhos utilizados é o Forno de Bier. Um instrumento desse tipo apresenta potência de 780 W. Para cada seção fisioterápica, é indicada sua utilização por um tempo máximo de 10 minutos. Sabendo que o kW.h custa R$ 0,40, se o Forno de Bier for associado a uma tensão de 220 V, para 200 seções de tempo máximo, custará o seguinte: a) R$ 624,00. b) R$ 104,40. c) R$ 94,40. d) R$ 62,40. e) R$ 10,40.
4. (Ufpb 2011) Boa parte dos aparelhos eletrônicos modernos conta com a praticidade do modo de espera denominado stand-by. Nesse modo, os aparelhos ficam prontos para serem usados e, embora “desligados”, continuam consumindo energia, sendo o stand-by responsável por um razoável aumento no consumo de energia elétrica.
Para calcular o impacto na conta de energia elétrica, devido à permanência de cinco aparelhos ininterruptamente deixados no modo stand-by por 30 dias consecutivos, considere as seguintes informações:
• cada aparelho, operando no modo stand-by, consome 5J de energia por segundo; • o preço da energia elétrica é de R$ 0,50 por kWh.
A partir dessas informações, conclui-se que, no final de 30 dias, o custo com a energia consumida por esses cinco aparelhos, operando exclusivamente no modo stand-by, será de: a) R$ 17,00
b) R$ 15,00 c) R$ 13,00 d) R$ 11,00 e) R$ 9,00
5. (Ufjf 2010) O gráfico mostra a potência elétrica, em kW , consumida na residência de um morador da cidade de Juiz de Fora, ao longo do dia. A residência é alimentada com uma voltagem de 120 V. Essa residência tem um disjuntor que desarma, se a corrente elétrica ultrapassar um certo valor, para evitar danos na instalação elétrica. Por outro lado, esse disjuntor é dimensionado para suportar uma corrente utilizada na operação de todos os aparelhos da residência, que somam uma potência total de 7,20 kW .
a) Qual é o valor máximo de corrente que o disjuntor pode suportar?
b) Qual é a energia em kWh consumida ao longo de um dia nessa residência? c) Qual é o preço a pagar por um mês de consumo, se o 1kWh custa R$ 0,50?
6. (Fatec 2010) Durante uma aula de Física, o professor pede a seus alunos que calculem o gasto mensal de energia elétrica que a escola gasta com 25 lâmpadas fluorescentes de 40 W cada, instaladas em uma sala de aula. Para isso, o professor pede para os alunos
considerarem um uso diário de 5 horas, durante 20 dias no mês.
Se o preço do kWh custa R$ 0,40 em média, o valor encontrado, em reais, será de a) 100. b) 80. c) 60. d) 40. e) 20.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 3 de 11 7. (G1 - cps 2010) Pequenos consumos podem parecer bobagem, mas quando somados se tornam grandes gastos.
Para ajudarmos o nosso planeta e também economizarmos o nosso salário, devemos desligar os aparelhos e não os deixar no modo de espera, conhecido por stand by.
Pensando nisso, considere a situação:
• um determinado DVD consome 20 W em stand by;
• admita que esse DVD permaneça, em média, 23 horas por dia em stand by; • 1 kWh de energia equivale ao consumo de um aparelho de 1 000 W de potência durante uma hora de uso (1 kWh = 1 000 W ∙ 1 h);
• o preço de 1 kWh é R$ 0,40.
Conclui-se que o consumo anual, em média, desse aparelho em stand by é, aproximadamente, de Adote: 1 ano = 365 dias a) R$ 7,00. b) R$ 19,00. c) R$ 38,00. d) R$ 67,00. e) R$ 95,00.
8. (Enem 2010) A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, 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$ 0,20.
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de a) R$ 41,80. b) R$ 42.00. c) R$ 43.00. d) R$ 43,80. e) R$ 44,00.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 4 de 11 9. (Enem cancelado 2009) Uma estudante que ingressou na universidade e, pela primeira vez, está morando longe da sua família, recebe a sua primeira conta de luz:
Medidor Consumo Leitura Cód Emissão Id. Bancária Número 7131312 Consumidor 951672 Leitura 7295 kWh 260 Dia 31 Mês 03 21 01/04/2009 Banco 222 Agência 999-7 Município S. José das Moças Consumo dos últimos 12 meses em kWh Descrição 253 Mar/08 278 Jun/08 272 Set/08 265 Dez/08
Fornecimento ICMS 247 Abr/08 280 Jul/08 270 Out/08 266 Jan/09
255 Mai/08 275 Ago/08 260 Nov/08 268 Fev/09
Base de Cálculo ICMS Alíquota Valor Total
R$ 130,00 25% R$ 32,50 R$ 162,50
Se essa estudante comprar um secador de cabelos que consome 1000 W de potência e considerando que ela e suas 3 amigas utilizem esse aparelho por 15 minutos cada uma durante 20 dias no mês, o acréscimo em reais na sua conta mensal será de
a) R$ 10,00. b) R$ 12,50. c) R$ 13,00. d) R$ 13,50. e) R$ 14,00.
10. (Pucrs 2008) Uma família que costuma controlar seu consumo de energia elétrica registrou, ao final de um mês, os seguintes dados:
Supondo que o valor de um quilowatt-hora (1kWh) de energia elétrica é cerca de R$0,45, e desprezando outros custos além das informações constantes no quadro, a família concluirá
que:
I. O custo mensal de energia elétrica ficará entre 55 e 60 reais.
II. Dentre os itens listados na tabela, o chuveiro elétrico foi o que gerou a maior despesa.
III. As oito lâmpadas foram as responsáveis pelo menor consumo de energia elétrica. A(s) afirmativa(s) CORRETA(S) é/são:
a) I, apenas. b) II, apenas. c) III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 5 de 11 11. (Pucmg 2007) Numa residência existem quatro aparelhos elétricos, descritos na tabela a seguir:
Dados: 1 mês = 30 dias; 1kWh = R$ 0,30
O custo mensal em R$ de toda a energia consumida na casa pelo uso de todos os aparelhos é aproximadamente de:
a) R$ 21,78 b) R$ 36,15 c) R$ 28,26 d) R$ 24,60
12. (Unifesp 2006) Atualmente, a maioria dos aparelhos eletrônicos, mesmo quando desligados, mantêm-se em "standby", palavra inglesa que nesse caso significa "pronto para usar". Manter o equipamento nesse modo de operação reduz o tempo necessário para que volte a operar e evita o desgaste provocado nos circuitos internos devido a picos de tensão que aparecem no instante em que é ligado. Em outras palavras, um aparelho nessa condição está sempre parcialmente ligado e, por isso, consome energia. Suponha que uma televisão mantida em "standby" dissipe uma potência de 12 watts e que o custo do quilowatt-hora é R$0,50. Se ela for mantida em "standby" durante um ano (adote 1 ano = 8 800 horas), o seu consumo de energia será, aproximadamente, de
a) R$ 1,00. b) R$ 10,00. c) R$ 25,00. d) R$ 50,00. e) R$ 200,00.
13. (Enem 2005) 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 a seguir fossem utilizados diariamente da mesma forma.
Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico.
Aparelho Potência Tempo de uso diário (horas) Ar condicionado 1,5 8 Chuveiro elétrico 3,3 1/3 Freezer 0,2 10 Geladeira 0,35 10 Lâmpadas 0,1 6
Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1kWh é R$ 0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente
a) R$ 135. b) R$ 165. c) R$ 190. d) R$ 210. e) R$ 230.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 6 de 11 14. (G1 - cftmg 2004) O consumo de energia elétrica residencial mensal, expresso em kWh (quilowatt-hora), é registrado por um medidor, composto de cinco relógios numerados de zero a nove e dotados de um ponteiro, cuja rotação é o da numeração crescente. O primeiro relógio, à esquerda, marca dezenas de milhar; o segundo, milhar; o terceiro centenas; o quarto, dezenas e o último, unidades. As figuras 1 e 2 representam, respectivamente, as leituras anterior e atual de duas contas de energia elétrica, de um mesmo medidor residencial, em dois meses
consecutivos, e num período de trinta dias.
Considerando que a tarifa da distribuidora é de R$ 0,44 o kWh, o custo da conta de energia elétrica dessa residência, no período de trinta dias, em reais, é
a) 231,56. b) 131,56. c) 126,06. d) 106,56.
15. (Ufsc 2001) O quadro a seguir apresenta os equipamentos elétricos de maior utilização em uma certa residência e os respectivos tempos médios de uso/funcionamento diário, por
unidade de equipamento. Todos os equipamentos estão ligados em uma única rede elétrica alimentada com a voltagem de 220 V. Para proteção da instalação elétrica da residência, ela está ligada a um disjuntor, isto é, uma chave que abre, interrompendo o circuito, quando a corrente ultrapassa um certo valor.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 7 de 11 Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) e some os valores de cada proposição:
01) Somente os dois chuveiros elétricos consomem 195 kWh em trinta dias.
02) Considerando os equipamentos relacionados, o consumo total de energia elétrica em 30 dias é igual a 396 kWh.
04) É possível economizar 32,5 kWh em trinta dias, diminuindo em 5 minutos o uso diário de cada chuveiro.
08) Se os dois chuveiros forem usados simultaneamente, estando ligados em uma mesma rede e com um único disjuntor, este teria que suportar uma potência de 10.000W..
16) Em trinta dias, se o kWh custa R$ 0,20, despesa correspondente apenas ao consumo das lâmpadas, é R$ 16,32.
32) Em 30 dias, o consumo de energia da geladeira é menor do que o consumo total dos dois televisores.
64) Em 30 dias, o consumo de energia das lâmpadas é menor do que o consumo da geladeira.
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Gabarito:
Resposta da questão 1:
Dados: tΔ 4 30120h; tarifa do kWh, c = R$0,30; P = 220 W = 0,22 kW. O valor a ser pago (C) é:
C P t c 0,22 120 0,30 C R$ 7,92 . Δ Resposta da questão 2: [B]
A potência de cada lâmpada de LED é PV.i120x01 12W. A economia por lâmpada trocada é ΔP 100 12 88W.
Como as lâmpadas são 10000 e ficam ligadas 10h por dia, a economia total anual será:
9 6
W10.000x88x3603,2x10 Wh3,2x10 kWh.
A economia em reais será: ΔC3,2x10 x0,56 R$ 1,6x10 .6 Resposta da questão 3:
[E]
Dados: P = 780 W = 0,78 kW; N = 200; t 10min1/ 6h; tarifa = 0,40 R$/kWh. A energia consumida em cada seção é:
1 1 E P t 0,78 0,13 kWh. 6 Δ
Para 200 secões, o gasto (G) é:
G200 0,13 0,40 GR$ 10,40. Resposta da questão 4: [E] P25J / s25W0,025kW W W P 0,025 18kWh t 30x24 Δ 1kWh R$0,50 18kWh X XR$9,00.www.nsaulasparticulares.com.br Página 9 de 11 Resposta da questão 5:
a) Não é possível calcular a máxima corrente que o disjuntor pode suportar, pois não é fornecida a potência de desarme. O que o examinador está querendo pedir (mas não pediu) é a máxima corrente que atravessa o disjuntor, quando todos os aparelhos da residência estão ligados. Dados: P = 7,2 kW = 7.200 W; U = 120 V. P 7.200 P U i i i 60 A. U 120 b) Da expressão da potência: E P E P t. t
Como a potência não é constante, calculamos a energia consumida pela área destacada no gráfico dado. Só há consumo de energia entre 6h e 8h e entre 18h e 22h. Assim, o consumo diário é:
E 2 4 2 6 2 2 E 24 kWh.
c) O preço a pagar (p) por um mês de consumo, considerando que esse consumo diário se mantenha é: p24 30 0,50 p R$360,00. Resposta da questão 6: [D] Dados: P = 25(40) = 1.000 W = 1 kW; t = 20 dias = 20(5) = 100 h. A energia consumida é: E = P t = 100 kwh.
O custo mensal (C) é dado por: C = 100(0,40) C = R$ 40,00. Resposta da questão 7:
[D]
Dados: P = 20 W = 0,02 W; t = 36523= 8.395 h; 1 kWh R$0,40. O consumo anual de energia é:
Cen = Pt = 0,02(8.395) = 167,9 kWh. Custo = 167,9(0,40) R$67,00. Resposta da questão 8: [E] Fazendo as leituras: Atual 2.783 kWh; Mês passado 2.563 kWh.
O consumo mensal (C) corresponde à diferença entre as leituras C = 2.783 – 2.563 = 220 kWh.
O valor a ser pago (V) é, então: V = 2200,20 = R$44,00.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 10 de 11 Resposta da questão 9:
[B]
Analisando essa “Conta de Luz”, notamos que foram consumidos 260 kWh, importando na quantia paga de R$ 162,50. O preço (p) do kWh é então:
p = 162,50
260 p = R$ 0,625. A potência do secador é: P = 1.000 W = 1 kW.
O tempo mensal de uso do secador pela estudante e suas 3 amigas (4 pessoas) é: t = 20(4)(15) = 1.200 min = 20 h.
A energia elétrica consumida mensalmente é: E = Pt = 1(20) = 20 kWh.
Esse consumo resulta num custo adicional de: C = 20(0,625) C = R$ 12,50.
Resposta da questão 10: [A]
O chamado consumo pode ser calculado pelo produto entre a potência e o tempo de uso. Para o chuveiro
5,5 kW. 5h = 27,5 kWhPara o aquecedor
1,5 kW.8h = 12 kWh Para o ferro elétrico
1,2 kW.10 h = 12 kWh Para o secador de cabelo
1 kW. 4 h = 4 kWh Para as lâmpadas
0,5 kW. 150 h = 75 kWhDesta forma, o consumo mensal total é de 130,5 kWh. Se o custo é de 45 centavos, o valor total será de 130,5.0,45 = 58,725 reais
De fato, algo entre 55 e 60 reais, o que valida a afirmação I.A maior despesa está associada ao maior consumo e por isto as lâmpadas são o item que gerou maior despesa, o que invalida a afirmação II e a afirmação III.
Resposta da questão 11: [C]
Resposta da questão 12: [D]
www.nsaulasparticulares.com.br Página 11 de 11 Resposta da questão 13:
[E]
Aparelho Potência Tempo de uso diário (horas) Consumo Mensal (kWh) Ar condicionado 1,5 8 30 x 8 x 1,5 = 360 Chuveiro elétrico 3,3 1/3 30 x 3,3 x 1/3 = 33 Freezer 0,2 10 30 x 10 x 0,2 = 60 Geladeira 0,35 10 30 x 10 x 0,35 = 105 Lâmpadas 0,1 6 30 x 6 x 0,1 = 18 Total 576 Custo 576 x 0,4 = R$230,40 Resposta da questão 14: [B] Resposta da questão 15: 01 + 02 + 04 + 16 = 23
