De acordo com as normas técnicas do U.S. National Electrical Code, os fios de cobre usados...

De acordo com as normas técnicas do U.S. National Electrical Code, os fios de cobre usados nas instalações elétricas de casas, hotéis, edifícios comerciais e instalações industriais devem conduzir uma corrente máxima especificada. A tabela seguinte indica o valor da corrente máxima Imáx para diversas dimensões de fios com um verniz isolante. O “calibre do fio” é um método padronizado para a descrição do diâmetro de um fio. Note que, quanto maior o diâmetro do fio, menor o calibre dele.

(a) Quais são as considerações usadas para determinar a corrente máxima da fiação elétrica de uma casa? (b) Uma potência total igual a 4.200 W deve ser fornecida para os aparelhos elétricos de uma residência. Sabendo que a diferença de potencial através do conjunto de aparelhos é igual a 120 V, calcule o valor do calibre do fio mais fino que pode ser usado. (c) Suponha que a fiação usada na casa possua o calibre calculado na parte (b) e que seu comprimento total seja igual a 42,0 m. Qual é a taxa de dissipação de energia nesse fio? (d) A casa está construída em um local onde a energia elétrica custa R$ 0,11 por quilowatt-hora. Considere um fio com um diâmetro maior, cujo calibre seja dado pelo calibre seguinte ao calculado no item (b); supondo que você faça a fiação da casa com fios com esse diâmetro maior, quanto dinheiro você poderia economizar em energia ao longo de um ano? Suponha que os aparelhos elétricos permaneçam ligados durante 12 horas por dia.