ENEM 2010 PPL — questão 84 de Física
Enunciado em texto
Quando ocorre um curto-circuito em uma instalação elétrica, como na figura, a resistência elétrica total do circuito diminui muito, estabelecendo-se nele uma corrente muito elevada.
[Figura: desenho de um homem tomando banho sob um chuveiro elétrico; nos fios que chegam ao chuveiro, junto à parede, saem faíscas e uma pequena chama.]
O superaquecimento da fiação, devido a esse aumento da corrente elétrica, pode ocasionar incêndios, que seriam evitados instalando-se fusíveis e disjuntores que interrompem essa corrente, quando a mesma atinge um valor acima do especificado nesses dispositivos de proteção.
Suponha que um chuveiro instalado em uma rede elétrica de 110 V, em uma residência, possua três posições de regulagem da temperatura da água. Na posição verão utiliza 2 100 W, na posição primavera, 2 400 W, e na posição inverno, 3 200 W.
GREF. Física 3: Eletromagnetismo. São Paulo: EDUSP, 1993 (adaptado).
Deseja-se que o chuveiro funcione em qualquer uma das três posições de regulagem de temperatura, sem que haja riscos de incêndio. Qual deve ser o valor mínimo adequado do disjuntor a ser utilizado?
a) 40 A
b) 30 A
c) 25 A
d) 23 A
e) 20 A
(Enunciado e figura: ENEM 2010 PPL (2ª aplicação), Caderno 1 – Azul — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: o menor disjuntor que deixa o chuveiro funcionar em todas as posições sem desarmar.
Passo 1 — a corrente em cada posição, com , ou seja, :
Passo 2 — o disjuntor. Ele tem de suportar a maior corrente, a da posição inverno, cerca de 29,1 A. Um disjuntor de 25 A (ou menor) desarmaria no inverno. O menor valor entre as alternativas que passa de 29,1 A é 30 A.
Por que não 40 A: funcionaria, mas não é o mínimo. E um disjuntor muito acima da necessidade deixa passar correntes altas demais antes de desarmar, o que reduz a proteção da fiação.
⚠️ As armadilhas: dimensionar pela posição verão (cerca de 19 A → 20 A, alternativa E) ou pela primavera (cerca de 22 A → 23 A, alternativa D). O chuveiro tem de funcionar em qualquer posição, então manda a de maior potência.
A ideia em uma frase: o disjuntor se escolhe pela maior corrente de funcionamento, i = P/U na potência máxima, arredondando para o valor comercial logo acima.
Resposta: alternativa B (30 A).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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