(Cefetmg 2015)
Analise o circuito elétrico de um chuveiro com as opções “quente” e “morno”.
I. A chave C na posição 1 corresponde a água quente.
Comecemos nomeando alguns pontos
Agora vamos analisar o circuito com a chave em 2
Nesta situação o trecho EF está aberto. Nós podemos desconsiderar trechos em aberto, é como se ele nem existisse
ficamos então com 2 resistências em série
assim, a resistência total do circuito é
16 Ω
Agora vamos analisar o circuito com a chave em 1
Mas antes, considere uma resistência R entre os pontos A e B com uma d.d.p U
De acordo com a 1ª lei de Ohm \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ R = \Large{ {U} \over {i} } }\)
R: resistência, unidade Ω (ohms)
U: diferença de potencial, também conhecida como tensão, unidade V (Volt)
i: corrente elétrica, unidade A (ampère)
No nosso exemplo acima, considerando que ela é atravessada por uma corrente i, a resistência R seria \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ R = \Large{ {U} \over {i} } }\)
Agora imagine que nós ligamos A e B por um fio ideal
A diferença de potencial entre 2 pontos ligados por um fio sem resistência é nula
U = 0
Nesta situação, dizemos que o resistor está em
curto-circuito.
Assim sendo, o valor da resistência R será
\(R = \Large{ {0} \over {i} }\)
\( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ R = 0 }\)
Ou seja, é com se R nem existisse
Voltando ao nosso problema, nosso circuito fica assim
logo, a resistência total é 8 Ω.
A potência de um aparelho elétrico, neste caso um chuveiro é \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ P = \Large{ {U^2} \over {R} } }\)
P: potência, unidade W (watts)
U: diferença de potencial a qual a resistência está submetida, também conhecida como tensão, unidade V (Volt)
R: resistência, unidade Ω (ohms)
Quanto maior a potência, mais quente será a água. E quanto
menor a resistência, maior será a potência.
Quando a chave está em 1, a resistência diminui, a potência aumenta e a água esquenta mais, concluímos que a afirmativa está correta.
II. A chave C na posição “morno” corresponde a uma corrente de 13,75 A.
Se a posição 1 é a quente, então 2 é morno.
Como vimos acima, quando a chave está em 2 a resistência total do circuito é de 16 Ω.
Utilizando a 1ª lei de Ohm
\( 16 = \Large{ {220} \over {i} }\)
\( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ i = 13,75 A }\)
III. A chave C na posição 2 corresponde a um consumo de aproximadamente 3000 W.
Novamente \( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ P = \Large{ {U^2} \over {R} } }\).
Assim sendo,
\(P = \Large{ {220^2} \over {16} }\)
\( \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ P = 3.025 W }\)
IV. A chave C na posição “quente” corresponde a uma diferença de potencial de 110 V em cada resistor.
Como já vimos na afirmação I, a d.d.p do 2º resistor é nula. Ele estã em curto-circuito.
