Questão 4970
(Unicamp-SP) Algumas residências recebem três fios da rede de energia elétrica, sendo dois fios correspondentes às fases e o terceiro ao neutro. Os equipamentos existentes nas residências são projetados para serem ligados entre uma fase e o neutro (por exemplo, uma lâmpada) ou entre duas fases (por exemplo, um chuveiro). Considere o circuito abaixo, que representa, de forma muito simplificada, uma instalação elétrica residencial. As fases são representadas por fontes de tensão em corrente contínua e os equipamentos, representados por resistências. Apesar de simplificado, o circuito pode dar uma ideia das consequências de uma eventual ruptura do fio neutro. Considere que todos os equipamentos estejam ligados ao mesmo tempo.
a) Calcule a corrente que circula pelo chuveiro.
b) Qual é o consumo de energia elétrica da residência em kWh durante quinze minutos?
c) Considerando que os equipamentos se queimam quando operam com uma potência 10% acima da nominal (indicada na figura), determine
quais serão os equipamentos queimados caso o fio neutro se rompa no ponto A.
a) 20 A; b) 2,50 kWh ; c) só o ventilador
a) 20 A ; b) 1,25 kWh ; c)só o ventilador
a) 40 A ; b) 2,50 kWh ; c) só o chuveiro
a) 40 A ; 2,50 kWh ; c) só o ventilador
Gabarito:
a) 20 A ; b) 1,25 kWh ; c)só o ventilador
Resolução:
(a) A corrente elétrica no chuveiro:
(b)
(c)
Observe que na situação com o rompimento a DDP na TV e no Ventilador são diferentes, nos demais não há nenhuma alteração.
O valor da resistência equivalente no ramo BDC (onde estão a geladeira e a TV) é e a ddp entre os terminas B e C é
então com
encontramos
.
Com essa nova corrente vamos calcular o valor da potência dissipada pela TV e pelo Ventilador:
e
como a resistência deles não muda podemos escrever:
.
VENTILADOR: - QUEIMA porque a potência é maior que 10% do nominal.
TV: - NÃO queima porque a potência é menor do que a nominal.