Potência Elétrica - Tensão e potência

Potência Elétrica - Tensão e potência

Potência

No estudo da mecânica vimos a definição geral de potência. Nesta aula vamos aplicar o conceito de potência à eletricidade. Antes disso porém, vamos recordar alguns conceitos.

Quando um sistema absorve (ou fornece) uma energia , num intervalo de tempo , a potência média (P_m) absorvida (ou recebida) nesse intervalo de tempo é definida por:

Pm =      (I)

A potência instantânea P é obtida considerando intervalo de tempo "muito pequeno" (tendendo a zero). Quando a potência instantânea é constante, a potência média coincide com a instantânea:

P constante P = P_m =

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de energia é o joule (J), a unidade de tempo é o segundo (s) e a unidade de potência é o watt (W):

Exemplo 1

Um chuveiro elétrico consome a energia = 12000 joules em um intervalo de tempo = 4,0 segundos. Calcule:

a) A potência desse chuveiro

b) A energia consumida pelo chuveiro em 2,0 minutos

Resolução:

a) Aqui temos:

Portanto:

P =

=

12000 J / 4,0 s

=

3000 J/s = 3000 watts = 3000 W = 3,0 . 103 W

P = 3,0 . 10³ W

Lembrando que o prefixo k (quilo) equivale a 10³, também podemos escrever:

P = 3,0 . 10³ W = 3,0 kW = 3,0 quilowatts

b) P = 3,0 . 10³ W

= 2,0 minutos = 120 segundos = 120 s

De P =

tiramos:

= P . ()

= (3,0 . 10³W) (120s)

= 360 . 10³J

= 3,6 . 105J

O quilowatt - hora

Na prática é muito usada uma unidade de energia que não pertence ao Sistema Internacional : o quilowatt - hora, cujo símbolo é kWh.

O quilowatt - hora é definido como sendo a energia correspondente a uma potência de 1 quilowatt, durante 1 hora.

Da equação P =

tiramos:

= P . ()

Assim: 1 kwh = (1 kWh) (1 h)

Ou: 1 kWh = (10³ W) (3600 s) = 3,6.10⁶ J

Exemplo 2

Um chuveiro de potência P = 5,0 kW funcionou durante 3,0 horas. Calcule a energia consumida por esse chuveiro, em kWh e em joules.

Resolução:

= P . ()

= (5,0 kW) (3,0 h) = 15 kWh

= 15 kWh

Para dar a resposta em joules fazemos:

= (5,0 kW) (3,0 h)

= (5,0 . 10³ W) . (3,0) (3.600 s)

= 5,4 . 107 J

Na figura a seguir temos a reprodução da "conta de energia" enviada para uma residência pela empresa responsável pelo envio da energia.

Como você pode observar, o consumo de energia vem dado em kWh (quilowatt - hora). Nesse caso vemos que essa residência consumiu, durante esse mês, uma energia elétrica de 315 kWh. O custo dessa energia foi R$ 75,74 (Esse custo já inclui os impostos).

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