Basta consultarmos o edital da prova do ENCCEJA e as provas anteriores, no site do INEP, para vermos que um dos assuntos mais frequentes na área de Ciências da Natureza é a eletricidade, especialmente na forma de circuitos elétricos e potência elétrica. Às vezes encontramos mais de uma questão sobre o assunto na mesma prova. A seguir vamos mostrar um resumo do conteúdo e exemplos de questões das provas do ENCCEJA.
CIRCUITOS ELÉTRICOS
Para resolvermos circuitos elétricos, precisamos saber a Primeira Lei de Ohm.
$$U = R\cdot i$$
Em que,
U é voltagem da fonte ou de uma seção do circuito (V),
R é resistência do circuito ou de um resistor (conjunto de resistores) do circuito (Ω) e
i é a corrente elétrica do circuito ou de uma seção do circuito (A)
Resistores em série
Resistores em série possuem a mesma corrente e a voltagem é dividida proporcionalmente à resistência de cada resistor.
Dessa forma podemos encontrar a resistência equivalente (R) de um circuito em série
$$U = U_{A} + U_{B} + U_{C} + U_{D}$$
$$R\cdot i = R_{A}\cdot i + R_{B}\cdot i + R_{C}\cdot i + R_{D}\cdot i$$
$$R = R_{A} + R_{B} + R_{C} + R_{D}$$
Resistores em paralelo
Resistores em paralelo possuem a mesma voltagem e a corrente é dividida proporcionalmente à resistência de cada resistor.
Dessa forma podemos encontrar a resistência equivalente (R) de um circuito em paralelo
$$i = i_{A} + i_{B} + i_{C} + i_{D}$$
$$\frac{U}{R} = \frac{U}{R_{A}} + \frac{U}{R_{B}} + \frac{U}{R_{C}} + \frac{U}{R_{D}}$$
$$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_{A}} + \frac{1}{R_{B}} + \frac{1}{R_{C}} + \frac{1}{R_{D}}$$
EXERCÍCIOS
1) Aves são muito sensíveis a variações de temperatura, sendo comum a utilização de aquecedores para estabilizar a temperatura em granjas. Uma pessoa pretende utilizar lâmpadas incandescentes de 110 V/150 W em uma rede de 220 V para substituir, provisoriamente, o aquecedor a gás de 600 W de sua granja. A tensão da rede é aplicada entre os pontos A e B do circuito montado. O circuito que ele pode montar para cumprir seu objetivo está representado em (Comentários e Solução)
2) Na imagem, uma lâmpada, um aquecedor e um ferro de passar roupas estão conectados a uma tomada. Cada um dos dispositivos pode funcionar de forma independente. Desconectando um deles da tomada, os outros continuam funcionando, apesar do risco à rede elétrica.
Os equipamentos podem funcionar de forma independente, pois estão com a mesma (Comentários e solução)
POTÊNCIA ELÉTRICA
Podemos calcular a potência elétrica (P) da seguinte forma.
$$P = i\cdot U$$
Podemos obter outras duas fórmulas se utilizarmos a Primeira Lei de Ohm.
$$P = R\cdot i^{2}$$
$$P = \frac{U^{2}}{R}$$
EXERCÍCIO
3) O disjuntor é um dispositivo que funciona como um interruptor automático. Ele é utilizado para proteger instalações elétricas contra possíveis danos causados por curtos-circuitos e sobrecargas elétricas. Numa casa, uma torneira elétrica com potência de 5 500 W funciona ligada numa rede de 220 V. Para proteger o equipamento, será instalado um disjuntor exclusivo para essa torneira, cuja margem de segurança é de 20%. A intensidade máxima da corrente elétrica, em ampère, suportada por esse disjuntor é (Comentários e solução)
