O material didático oferece uma ferramenta eficiente para fixar os conceitos que regem o uso da eletricidade nos lares e na indústria, desafiando a turma a calcular e diferenciar a potência dos aparelhos, o tempo de funcionamento, o cálculo do consumo em quilowatts-hora (kWh) e a relação das grandezas elétricas fundamentais segundo a Lei de Ohm. Clique abaixo para baixar o PDF completo e proporcione aos seus alunos um exercício dinâmico, moderno e estritamente alinhado às diretrizes da BNCC!

O Gabarito da Atividade está disponível no final da página.

Potência e Consumo de Energia Elétrica

1)
A embalagem de uma lâmpada de LED com as inscrições destacadas: "Potência: 9 W" e "Tensão: 110 V - 220 V (Bivolt)".
Com base na leitura dos dados técnicos da embalagem:

a) Explique o significado físico do valor "9 W".




b) Calcule a energia elétrica, em kWh, que essa lâmpada consumirá se ficar ligada ininterruptamente por 100 horas.



2)
Um "Selo Procel" de eficiência energética fixado na porta de uma geladeira, com a classificação "A" e um destaque para a informação "Consumo de Energia: 45 kWh/mês".
Extraindo os dados do selo de eficiência da geladeira:

a) Sabendo que a tarifa cobrada pela distribuidora de energia é de R$ 1,00 por cada kWh, qual será o gasto financeiro gerado apenas por esta geladeira no final do mês?




b) Considerando um mês comercial de 30 dias, qual é o consumo diário de energia dessa geladeira em kWh?



3)
Um gráfico de barras simples relacionando a Potência (em kW) no eixo vertical e o Tempo de uso (em h) no eixo horizontal. O gráfico forma um retângulo com altura marcando 2 kW e a base abrangendo o intervalo de 0 a 4 horas.
A partir da análise visual geométrica do gráfico de uso de um eletrodoméstico:

a) Converta a potência do equipamento indicada no gráfico para a unidade Watts (W).





b) Calcule a energia total consumida pelo equipamento (numericamente igual à área do retângulo no gráfico).



4)
Uma dona de casa utiliza um ferro de passar roupas que possui potência nominal de 1500 W. Se ela passar roupas durante exatas 2 horas, qual será o consumo de energia elétrica, em kWh, registrado pelo medidor da residência nesse período?

A) 3000,0 kWh

B) 15,0 kWh

C) 3,0 kWh

D) 1,5 kWh

5)
Analise as afirmações abaixo sobre potência e energia elétrica, e marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso:

(                           ) A unidade de medida de potência no Sistema Internacional (SI) é o Watt (W).
(                           ) O Quilowatt-hora (kWh) é uma unidade utilizada pelas concessionárias para medir a potência elétrica dos aparelhos.
(                           ) A energia elétrica consumida por um equipamento depende tanto da sua potência quanto do tempo que ele permanece ligado.
(                           ) Um banho de 10 minutos em um chuveiro de 5000 W consome menos energia do que deixar uma lâmpada LED de 10 W ligada por 10 horas.
(                           ) Para o cálculo direto do consumo em kWh, é obrigatório converter a potência do aparelho para kW e o tempo de uso para horas.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

A) V - F - V - F - V

B) V - V - F - F - V

C) F - V - V - V - F

D) V - F - V - V - F

6)
Relacione a primeira coluna com as grandezas físicas e unidades da segunda coluna:

(1) Potência Elétrica
(2) Energia Elétrica
(3) Watt (W)
(4) Quilowatt-hora (kWh)
(5) Tensão Elétrica

(                     ) Unidade de medida de energia cobrada mensalmente pelas concessionárias de energia.
(                     ) Grandeza que indica a rapidez com que um aparelho consome ou transforma energia.
(                     ) Unidade padrão no Sistema Internacional para medir a Potência Elétrica.
(                     ) Grandeza também conhecida como diferença de potencial (d.d.p.), medida em Volts (V).
(                     ) Resultado matemático do produto da potência pelo tempo de funcionamento.


A sequência correta de preenchimento é:

A) 3 - 2 - 1 - 5 - 4

B) 4 - 1 - 3 - 5 - 2

C) 4 - 2 - 1 - 3 - 5

D) 5 - 1 - 3 - 2 - 4

7)
O chuveiro é considerado um dos maiores vilões da conta de luz. Um chuveiro elétrico operando na posição "Inverno" consome 6000 W de potência. Se um morador tomar um banho demorado de 30 minutos, qual será a energia elétrica consumida nessa atividade?

A) 1,5 kWh

B) 2,0 kWh

C) 3,0 kWh

D) 6,0 kWh

8)
Em uma região de clima muito quente, um ar-condicionado de 2000 W de potência fica ligado todas as noites por 8 horas seguidas. Qual será o custo financeiro desse aparelho ao final de um mês de 30 dias, sabendo que a tarifa de energia custa R$ 0,50 por cada kWh consumido?

A) 120 reais

B) 240 reais

C) 480 reais

D) 800 reais

9)
Uma televisão de tela plana consome uma potência de 200 W. Se a família tem o hábito de deixá-la ligada diariamente por 5 horas, qual será a energia elétrica total consumida por essa TV após 30 dias?

A) 100 kWh

B) 10 kWh

C) 300 kWh

D) 30 kWh

10)
Um micro-ondas foi projetado para funcionar em uma rede elétrica cuja tensão é de 220 V. Durante o seu aquecimento máximo, ele é percorrido por uma corrente elétrica de 5 A. Aplicando a fórmula adequada, determine a potência elétrica desenvolvida por esse aparelho.

A) 225 W

B) 440 W

C) 1.100 W

D) 2.200 W

11)
Uma escola decidiu substituir todas as suas velhas lâmpadas incandescentes de 60 W por modernas lâmpadas de LED de apenas 10 W. Considere apenas uma dessas trocas. Se a nova lâmpada ficar acesa 5 horas por dia, durante 30 dias letivos, quantos kWh a escola terá deixado de gastar (economizado) no mês por causa dessa única substituição?

A) 7,5 kWh

B) 50,0 kWh

C) 9,0 kWh

D) 1,5 kWh

Questão 1:

a)
Significa que a lâmpada transforma 9 Joules de energia elétrica em luz (e um pouco de calor) a cada segundo de funcionamento.

b)
Potência em kW = 9 / 1000 = 0,009 kW.
$E = P \cdot \Delta t$
$E = 0,009 \cdot 100$
$E = 0,9$ kWh

Questão 2:

a)
Custo = Consumo mensal multiplicador pela tarifa.
Custo = $45 \cdot 1$
Custo = 45 reais.

b)
Consumo diário = Consumo mensal / 30.
Consumo diário = $45 / 30$
Consumo diário = 1,5 kWh.

Questão 3:

a)
Como 1 kW = 1000 W, então 2 kW representam 2000 W de potência.

b)
$E = P \cdot \Delta t$
$E = 2 \cdot 4$
$E = 8$ kWh

Questão 4: C

Questão 5: A

Questão 6: B

Questão 7: C

Questão 8: B

Questão 9: D

Questão 10: C

Questão 11: A

Plano de Aula da Atividade

Plano de Aula: Física – Potência e Consumo de Energia Elétrica

Séries:

3ª Série do Ensino Médio (Eletrodinâmica, eficiência energética e impactos socioambientais do consumo elétrico).

Habilidades BNCC:

  • EM13CNT103: Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação, assim como avaliar o consumo e a eficiência dos equipamentos elétricos residenciais.

  • EM13CNT106: Avaliar, com base em dados, o impacto e o custo socioambiental de diferentes matrizes de geração de energia, promovendo o consumo consciente e sustentável na comunidade escolar, em sintonia com o Referencial Curricular de Rondônia (RCRO).

  • EM13CNT301: Construir questões e interpretar selos de eficiência energética, faturas de concessionárias de energia e dados nominais de aparelhos, justificando conclusões através do equacionamento matemático.

Objetivos do Conhecimento:

  • Potência Elétrica: Compreender a potência como a rapidez com que a energia é transformada, utilizando as relações matemáticas ($P = U \cdot i$ e $P = R \cdot i^2$).

  • Energia Elétrica e Consumo: Aplicar a equação do consumo ($E = P \cdot \Delta t$) para calcular o gasto dos aparelhos no tempo.

  • Conversão de Unidades: Dominar a conversão da potência de Watts (W) para Quilowatts (kW) e do tempo de minutos para horas.

  • Leitura e Custo Financeiro: Traduzir o consumo em kWh para o valor monetário em reais (R$), simulando uma conta de luz real.

Objetivos da Aula:

  • Extrair dados nominais (tensão e potência) de placas, selos e faturas de energia ilustradas.

  • Calcular de forma estruturada a energia total consumida em um mês de 30 dias.

  • Desenvolver resoluções matemáticas diretas, alinhando as unidades de medida antes de aplicar as fórmulas.

Produzido por:

Cleiton Bentes