Eletricidade (Eletrodinâmica, Circuitos Elétricos e Potência) no ENEM

Questão 1

Em uma campanha de eficiência energética do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL), técnicos visitaram residências de baixa renda para orientar as famílias sobre o consumo dos eletrodomésticos. Em uma das visitas, identificaram que o principal equipamento responsável pelo alto valor da conta de luz era o chuveiro elétrico, ligado em média 3 horas por dia. A etiqueta afixada no aparelho indicava que ele operava com uma tensão de 220 V e uma corrente de 25 A. Para estimar o custo de operação, os técnicos calcularam a potência elétrica do chuveiro com base nos dois valores indicados na etiqueta. Com base nos dados disponíveis, qual é a potência elétrica consumida por esse chuveiro?

Gabarito: D. A potência elétrica (P = U × i) indica a taxa de consumo de energia. Chuveiros elétricos com resistências de alta potência (5,5 kW) aquecendo água durante minutos acumulam rapidamente energia consumida em kWh, o que explica seu grande impacto nas contas de luz de residências brasileiras.

Questão 2

Bombeiros que investigaram o incêndio em um imóvel comercial concluíram que a causa foi o superaquecimento de um fio de extensão sobrecarregado. O laudo técnico explicou que fios condutores transformam parte da energia elétrica em calor quando uma corrente os percorre — fenômeno chamado de efeito Joule — e que a taxa de dissipação de calor é tanto maior quanto maior a resistência elétrica do condutor e quanto maior a corrente que o atravessa. O responsável pela instalação havia conectado vários equipamentos a um único fio de extensão com resistência de 2 ohms, e a corrente total medida pelos investigadores era de 15 ampères. Com base nos dados apurados, qual é a potência dissipada como calor nesse fio de extensão?

Gabarito: D. O efeito Joule (P = R·i²) é a base de dispositivos de aquecimento como chuveiros e ferros de passar, mas é indesejado em fios de transmissão — a potência dissipada cresce com o quadrado da corrente, por isso sobrecarregar um fio com corrente excessiva é uma das principais causas de incêndios elétricos.

Questão 3

Em uma oficina de manutenção elétrica residencial oferecida por uma cooperativa de moradores, o instrutor demonstrou a diferença entre circuitos em série e em paralelo usando um painel educativo. Ele ligou três lâmpadas ao painel: no primeiro arranjo, as três estavam conectadas em série (uma após a outra no mesmo caminho); no segundo, em paralelo (cada lâmpada conectada diretamente aos bornes da fonte). O instrutor então retirou uma lâmpada de cada arranjo e pediu à turma que observasse o que acontecia com as demais. Na configuração em série, as outras duas apagaram. Na configuração em paralelo, as outras duas continuaram acesas com o mesmo brilho. Em seguida, ele perguntou por que a retirada de uma lâmpada apagou as demais apenas no circuito em série, mas não no paralelo. Qual alternativa apresenta a explicação correta?

Gabarito: C. Circuito em série: mesma corrente em todos os componentes, tensão dividida — uma interrupção apaga tudo. Circuito em paralelo: mesma tensão em todos os ramos, corrente dividida — cada ramo é independente. As instalações elétricas residenciais usam o paralelo exatamente por essa razão: um aparelho pode ser desligado sem afetar os demais.