Question

Numa propriedade rural existe um pequeno rio com uma queda d'água. Seu proprietário decidiu construir uma miniusina hidrelétrica para aproveitar a energia desta queda. Um sistema de dutos, com vazão de 1000 litros por segundo, foi montado para levar a água, da parte superior do rio, até o rotor do gerador, num desnível de 2 metros.

(A) Se o gerador é capaz de transformar 80% da energia potencial da água, quando no seu nível mais alto, em energia elétrica, calcule a quantidade de energia elétrica gerada por esse sistema em 1 segundo. Considere a densidade da água = 1 kg/L e g = 10 m/s2.


(B) Suponha que, num certo momento, vários equipamentos elétricos dessa fazenda estejam ligados, totalizando um consumo de 15 400 W de potência e que o gerador forneça uma tensão elétrica de 220 V. Qual será o valor total da corrente elétrica necessária para o funcionamento simultâneo desses equipamentos? Despreze as perdas de energia nos fios de ligação e considere que todos os aparelhos estejam ligados em paralelo.

Answer 1

Densidade da água = 1kg/L, ou seja, a cada 1kg equivale a 1L
1000 Litros de água são, portanto, 1000 kg
Energia potencial da queda da água:
Ep = m*g*h
Ep = 1000*10*2
Ep = 20000 Joules
Como o gerador tranforma apenas 80% dessa energia:
0,8*20000 => 8*2000 = 16000 J ou 16 kJ

B) 
Potência (P) = 15 400 W
Tensão (U) = 220 V
Corrente (i) = ?
P = U*i
15400 = 220 * i
i = 15400/220
i = 70 A