Questão 126 do Enem 2021 PPL: o cabo certo para dois chuveiros ligados juntos

Enem 2021 PPL · 2º dia · caderno azul · Física · Eletricidade

Nos outros cadernos: amarelo 121 · cinza 100 · rosa 92

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D 6,0

Pretende-se construir um banheiro em uma área externa, no qual serão instalados dois chuveiros elétricos que podem ser ligados simultaneamente, cada um com consumo de 5,5 kW. A tensão disponível na rede elétrica é de 220 V. Sabe-se que quanto maior for a área de seção reta de um cabo elétrico maior será a intensidade de corrente que ele conseguirá suportar, porém, maior será o seu custo. Portanto, deve ser selecionado o cabo de menor área de seção reta que seja capaz de suportar a corrente requerida para a instalação.

No quadro são apresentados os valores nominais de área de seção reta de cabos elétricos comumente encontrados no mercado (com isolamento térmico), com suas correspondentes correntes máximas.

Área de seção reta (mm²)	Corrente máxima (A)
0,5	12
1,5	23
2,5	31
6,0	54
16,0	100

ABNT. NBR 5410/2004: método de referência B1 para cabos de cobre com isolamento em EPR ou XLPE (90 °C) com dois condutores carregados. Disponível em: www.iar.unicamp.br. Acesso em: 30 out. 2015 (adaptado).

O cabo que apresenta o menor custo e que suporta a corrente total necessária na fiação dos chuveiros é o que tem a área de seção reta, em mm², igual a:

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

O cabo mais fino (e mais barato) que aguenta a corrente dos dois chuveiros ligados ao mesmo tempo.

A corrente total

Os dois chuveiros juntos consomem 2 × 5,5 = 11 kW = 11 000 W:

i = \frac{P}{U} = \frac{11\,000\ \text{W}}{220\ \text{V}} = 50\ \text{A}

O cabo

Procurando no quadro o primeiro cabo com corrente máxima de pelo menos 50 A: o de 6,0 mm², que suporta 54 A. O de 2,5 mm² (31 A) não basta.

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

A
O cabo mais fino aguenta só 12 A: não suporta nem um chuveiro (25 A). (23,2% marcaram)
B
Aguenta 23 A, menos que a corrente de um único chuveiro. (16,9% marcaram)
C
Foi a mais marcada. Aguenta 31 A: suporta um chuveiro (25 A), mas não os dois ligados juntos (50 A). (25,9% marcaram)
E
Aguenta a corrente, mas é mais caro que o necessário. O de 6,0 mm² já suporta os 50 A. (11,2% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 66.705 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 729 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 2ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram22,6%dos candidatos marcaram a D

Habilidade 5 · Competência 2Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano.

Como os candidatos responderam

A23,2%
B16,9%
C25,9% mais marcada
D22,6% ✓ gabarito
E11,2%

Em branco: 0,1% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50020,4%
500 a 60024,7%
600 a 70035,1%
700 ou mais63,8%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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