Insper 2016 (Engenharia) — questão 7 de Física
Enunciado em texto
Texto para a questões 07 e 08.
OS CAMINHOS DO HIDROGÊNIO
Com avanços tecnológicos dos materiais e da eletrônica nos últimos 15 anos, as células tornaram-se mais baratas e formatadas para uso em situações mais corriqueiras.
(...)
Os no breaks [precursores das células] normalmente suprem a rede de computadores por 15 minutos, funcionam com enormes pilhas e seu custo sai em torno de US 1 mil por kW. As células, para fazer o mesmo serviço, tendem a ficar num preço em torno de US 1,5 mil pelo mesmo kW. “A vantagem da célula é que ela opera por um tempo que só é limitado pela capacidade de armazenamento de combustível, podendo chegar a uma autonomia de muitos dias de operação se conectada a tubulações de gás natural. Com isso, a manutenção fica menor, além de diminuir as exigências de espaço físico e a emissão de poluentes. " [...]
Adaptado de: http://revistapesquisa.fapesp.br/2003/10/01/caminhos-do-hidrog%c3%aanio/. Acesso em 21.09.15.
Suponha que um dos ramais da instalação elétrica de uma determinada residência esteja alimentando 1 computador pessoal de 220 W e 10 lâmpadas fluorescentes compactas de 11 W. Todos esses equipamentos estão associados em paralelo e a tensão nominal de alimentação é de 110 V. Qual deverá ser a capacidade de um no break, em Ah (ampère-hora), de modo manter todos esses equipamentos funcionando normalmente por um intervalo de tempo de 15 minutos?
(A) 0,10 Ah
(B) 0,75 Ah
(C) 2,5 Ah
(D) 9,0 Ah
(E) 12,0 Ah
(Enunciado: Vestibular Insper 2016 (Engenharia) — Insper.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Insper Instituto de Ensino e Pesquisa.
Resolução comentada
O que a questão pede: a carga elétrica, em ampère-hora, que o no break precisa fornecer para manter o ramal funcionando por 15 min.
Passo 1 — a potência total. Em paralelo, todos recebem 110 V e as potências se somam:
Passo 2 — a corrente total.
Passo 3 — a carga em A·h. Capacidade é corrente × tempo. Com o tempo em horas, 15 min = 0,25 h:
Conferindo: a energia consumida é 330 W × 0,25 h = 82,5 Wh; dividindo pela tensão, 82,5 / 110 = 0,75 Ah. Mesmo resultado.
⚠️ A armadilha: esquecer de passar os 15 minutos para hora. Com 15 no lugar de 0,25, a conta dá 45, que nem aparece nas alternativas; com 0,15 h (erro comum ao converter), dá 0,45 Ah. A unidade A·h pede o tempo em horas.
A ideia em uma frase: ampère-hora é corrente vezes tempo: some as potências, divida pela tensão e multiplique pelo tempo em horas.
Resposta: alternativa B (0,75 Ah).
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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