Familiarizar com o conceito de tensão e corrente elétrica.
A energia consumida como o produto da potência e tempo.
Calcular o valor a se pagar nas contas de luz.

O gasto da energia elétrica está associada a potência dos aparelhos e ao tempo em que estes ficam ligados.
Um relógio de luz residencial é o responsável pela cobrança de sua conta de luz. Ele registra a utilização da energia elétrica de uma casa. Você pode facilmente medir o valor indicado pelo relógio. O relógio de luz possui esta configuração. Este desenho pode ser encontrado nas contas residenciais. Relógios mais modernos possuem contadores/mostradores com números sequenciais e apresentam leituras maiores do que 5 dígitos. Relógios mais antigos possuem apenas 4 mostradores e precisam de um fator multiplicativo de 10.

Os valores devem ser lidos sempre pelo menor número onde está situado o ponteiro. 

No exemplo acima o relógio marca: 1587

Exercício 1- 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.

Resolução 1- É preciso fazer as leituras. Deve-se ler a marcação entre dois números sempre pelo menor. Assim no mês passado a marcação foi 2563 kWh e no mês atual 2783 kWh (embora a marcação do 8 tenha ficado ruim para leitura no original do enem).

O gasto mensal é a diferença entre as leituras: 2783 – 2563 = 220 kWh

Para obter o valor a ser pago, devemos multiplicar pelo preço do kWh => 20 centavos.

Assim o custo é 220 x 0,2 = 44 reais

 

Exercício 2- Em uma cidade, o valor total da conta de energia elétrica é obtido pelo produto entre o consumo (em kWh) e o valor da tarifa do kWh (com tributos), adicionado à Cosip (contribuição para custeio da iluminação pública), conforme a expressão:

Valor do kWh (com tributos) x consumo (em kWh) + Cosip

O valor da Cosip é fixo em cada faixa de consumo.  O quadro mostra o valor cobrado para algumas faixas.

Suponha que, em uma residência, todo mês o consumo seja de 150 kWh, e o valor do kWh (com tributos) seja de R$ 0,50. O morador dessa residência pretende diminuir seu consumo mensal de energia elétrica com o objetivo de reduzir o custo total da conta em pelo menos 10%.

Qual deve ser o consumo máximo, em kWh, dessa residência para produzir a redução pretendida pelo morador?

a) 134,1
b) 135,0
c) 137,1
d) 138,6
e) 143,1

Resolução 2- A conta de luz, com um consumo de 150 kWh custa:

150 . 0,5 + 4,5 = 79,50 reais

Como a conta sofreu uma redução de 10%,

logo,

0,9 . 79,50 = 71,55.

Assim, o consumo será de:

X . 0,5 + 3 = 71,55

X = 137,1

 

Exercício 3- A tabela a seguir mostra os principais eletrodomésticos e suas quantidades em uma residência com quatro pessoas, a potência elétrica de cada equipamento e o tempo mensal de funcionamento em horas. Supondo que a companhia de energia elétrica cobre R$ 0,50 por cada KWh consumido, determine o custo mensal da energia elétrica para essa residência.

a) R$ 215,00

b) R$ 178,25

c) R$ 355,00

d) R$ 329,30

e) R$ 274,40

Resolução 3- A equação para o consumo de energia mostra que a energia elétrica consumida é dada pelo produto da potência em KW e o tempo de uso em horas. Sendo assim, temos:

E = P.Δt

Essa equação deve ser aplicada para cada um dos aparelhos indicados na tabela. Os valores das potências devem ser divididos por 1000 para serem transformados em KW. Sendo assim, temos:

  • Chuveiro: ECHUVEIRO = 5,5. 30 = 165 KWh
  • Ferro elétrico: EFERRO = 1.10 = 10 KWh
  • Geladeira: EGELADEIRA = 0,5.720 = 360 KWh
  • Lâmpadas: ELÂMPADA = 0,1.120 = 12 KWh. Essa resposta corresponde a apenas uma lâmpada, portanto, ela deve ser multiplicada pela quantidade total desse equipamento, que é de 10 unidades. Sendo assim, temos: ELÂMPADA = 120 KWh
  • TV: ETV = 0,09.20 = 1,8 KWh. Essa resposta corresponde a apenas uma TV, portanto, ela deve ser multiplicada pela quantidade total desse equipamento, que é de 2 unidades. Sendo assim, temos: ETV = 3,6 KWh

O consumo total de energia elétrica será dado pela soma das energias de cada equipamento:

ETOTAL = 165 + 10 + 360 + 120 + 3,6 = 658,6 KWh

Como o preço de cada KWh é de R$ 0,50, o valor a ser pago será de:

658,6. 0,50 = R$ 329,3

Exercício 4- O chuveiro elétrico de uma residência possui potência elétrica equivalente a 5000 W. Sabendo que nessa casa moram cinco pessoas e que cada uma toma dois banhos diários de 15 min, determine o consumo de energia elétrica mensal em KWh correspondente ao chuveiro.

a) 150 KWh

b) 250 KWh

c) 475 KWh

d) 300 KWh

e) 375 KWh

Resolução 4- Primeiramente, faz-se necessário saber quanto tempo o chuveiro é utilizado por mês. Há um total de 10 banhos por dia com duração de 15 min cada, logo, são 150 min por dia e 4500 min por mês (150 x 30 = 4500). Sabendo que 60 min são 1h, deve-se dividir o tempo total por 60 para se ter o valor em horas:

Δt = 4500 ÷ 60 = 75 h

Conhecendo a potência do chuveiro, podemos determinar a energia consumida pela seguinte equação:

E = P.Δt

A potência do chuveiro deve ser dividida por 1000 para ser transformada em KW, logo, temos:

E = 5. 75 = 375 KWh

Exercício 5- (ENEM) Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica em uma residência, destacamos as seguintes: Substitua lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas. Evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posição “inverno” ou “quente”. Acumule uma quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez. Evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente. Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades. A característica comum a todas essas recomendações é a proposta de economizar energia através da tentativa de, no dia a dia, reduzir

a) a potência dos aparelhos e dispositivos elétricos.

b) o tempo de utilização dos aparelhos e dispositivos.

c) o consumo de energia elétrica convertida em energia térmica.

d) o consumo de energia térmica convertida em energia elétrica.

e) o consumo de energia elétrica através de correntes de fuga.

 

Resolução 5- Todas as recomendações citadas no enunciado da questão fazem referência à diminuição da quantidade de energia elétrica transformada em calor por meio do fenômeno denominado de efeito Joule. Esse efeito consiste na transformação de eletricidade em calor e é responsável pelo alto consumo de energia elétrica.

Exercício 6- Em uma época de intenso calor, um aparelho de ar-condicionado com potência de 1500W ficou ligado por mais tempo, chegando à marca mensal de consumo igual a 7500 W.h. Determine por quanto tempo esse aparelho ficou ligado por dia.

a) 2 h

b) 4 h

c) 5 h

d) 6 h

e) 7,5 h

 

Resolução 6- Por meio da equação para a energia elétrica consumida, temos:

E = P.Δt

Sendo 1500 W a potência do equipamento e 7500 Wh a sua energia consumida, temos:

7500 = 1500. Δt

Δt = 5 h

 

Para saber mais:

https://pt.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/a/what-is-power