Question

A figura ao lado representa, de forma esquemática, a instalação elétrica de uma residência, com circuitos de tomadas de uso geral e circuito específico para um chuveiro elétrico. Nessa residência, os seguintes equipamentos permaneceram ligados durante 3 horas a tomadas de uso geral, conforme o esquema da figura: um aquecedor elétrico (Aq) de 990 W, um ferro de passar roupas de 980 W e duas lâmpadas, L1 e L2, de 60 W cada uma. Nesse período, além desses equipamentos, um chuveiro elétrico de 4400 W, ligado ao circuito específico, como indicado na figura, funcionou durante 12 minutos. Para essas condições, determine

a) a energia total, em kWh, consumida durante esse período de 3 horas;

b) a corrente elétrica que percorre cada um dos fios fase, no circuito primário do quadro de distribuição, com todos os equipamentos, inclusive o chuveiro, ligados;

c) a corrente elétrica que percorre o condutor neutro, no circuito primário do quadro de distribuição, com todos os equipamentos, inclusive o chuveiro, ligados.

Answer 1

a) cada aparelho tem seu consumo de energia elétrica determinando por:
$E_{el}$ = P. Δt

No aquecedor: $E_{a}$ = (990W) . (3h) = 2.970 Wh = 2,97kWh
No ferro elétrico:$E_{f}$ = (980W) . (3h) = 2.940Wh = 2,94kWh
Nas duas lâmpadas: $E_{L}$ = 2.(60W) . (3h) = 360Wh = 0,36kWh
No chuveiro: $E_{C}$ = (4400W) . (12/60h) = 880Wh = 0,88kWh

De posse desses dados, podemos concluir que a energia total consumida em 3 horas é:
$E_{tot}$ = 2,97kWh + 2,94kWh + 0,36kWh + 0,88kWh 
$E_{tot}$ = 7,15kWh


b) Apresentamos o cálculo de intensidade de cada um dos aparelhos:

No aquecedor: P = i . U = $i_{a}$ = $\frac{900W}{110V}$ = 9,0A
No ferro eléttrico: $i_{f}$ = $\frac{980W}{110V}$ = $\frac{98}{11}A$
Nas duas lâmpadas: $i_{L1} = i_{L2} = \frac{60W}{110V}= <strong>\frac{6}{11}A$
No chuveiro: $i_{c} = \frac{4400W}{220V} = <strong>20,0A$

No fio de fase 1 passam as correntes elétricas que servem ao aquecedor e ao chuveiro: $i_{1} = 9,0A + 20,0A = 29,0A$

No fio de fase 2 passam as correntes elétricas que servem as duas lâmpadas, ao ferro elétrico e ao chuveiro: $i_{2} = (2. \frac{6}{11}+ \frac{98}{11}+20,0)A$ ⇒ $i_{2}= 30,0A$


c) E por fim, no fio neutro, passa a diferença entre as intensidades das correntes elétricas dos fios de fase 1 e 2: $i_{N}$ = i₂ - i₁
$i_{N}$ = 30,0A - 29,0A
$i_{N}$ = 1,0A