12.POTÊNCIA ELÉTRICA

 

12.1 CONCEITOS

 

 

Em um circuito, a corrente elétrica é que irá executar trabalho, mas qual trabalho necessita maior corrente elétrica? Um chuveiro ligado em 22OV ou uma torneira elétrica ligada em 110 V?

 

Para podermos comparar dois aparelhos elétricos, devemos utilizar a potência elétrica, que vem a ser o trabalho realizado por unidade de tempo. O trabalho elétrico surge quando movimentamos uma quantidade de cargas em um condutor e é medido em JOULE -J-. Um Joule corresponde a um ampère impulsionado por um volt, durante um segundo.

 

A potência elétrica indica a rapidez com que se realizará o trabalho. Sua unidade de medida é o WATT -W-, e um Watt é alcançado quando realizamos o trabalho de um Joule em um segundo.

 

TRABALHO ELÉTRICO (   ) surge do movimento de cargas em um condutor.

 

Unidade => Joule

1 J = 1 V. 1 A. em 1 s

 

POTÊNCIA ELÉTRICA (P) indica a rapidez com que será realizado o trabalho elétrico. Unidade =:> Watt

1 W = 1 J . em 1 s

 

Para o cálculo da potência elétrica de um aparelho sob tensão e consumindo uma corrente elétrica, usamos a seguinte fórmula:

 

P=Vxl P = Potência elétrica ern W

 

V = Tensão elétrica ern V

I = Corrente elétrica ern A

 

 

 

 

Equívalências: 1 CV = 736 W 1 HP = 745,7 W 1 BTU = 0,293 W

 

 

Exemplo

 

Um chuveiro que trabalha com uma potência de 4700 W, se ligado a uma tensão de 220 V, qual será o consumo de corrente elétrica deste chuveiro?

I = P/V

I = 21,36 A

 

____________________________________________________________                                                                     


 

 

 

 

Isto é muito útil para o projeto da instalação predial de urna residência, afinal as tomadas, os fios e os disjuntores deverão suportar as correntes drenadas pelos aparelhos. Veja uma tabela de fios normalizada pela ABNT-NBR-6148.

 

 

Capacidade do Condutor em Função da bitola

 

BITOLA DO FIO

CORRENTE MÁXIMA

mm2

AMPERES

1,5

15

2,5

21

4,0

28

6,0

36

10

50

16

68

25

89

35

111

50

134

70

171

90

205

Tab. 10 – Capacidade de condução de corrente

 

 

No exemplo, o fio necessário seria de 4 mm 2 pois suporta correntes de até 28 A Outro fator da potência elétrica é o consumo. As companhias de energia elétrica cobram uma média de quilowatt consumidos por hora. Podemos calcular quanto custa em dinheiro aquele banho de chuveiro de 20 minutos.

 

Na conta de energia elétrica é registrado o consumo em kWh (quilowatt-hora), isto é, quantos mil watts foram consumidos a cada hora decorridas. Mas os aparelhos informam o consumo em watts, portanto, faça o seguinte: anote a potência do aparelho (vem registrado na placa ), registre o tempo que o aparelho ficou ligado em segundos e aplique a fórmula:

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Exemplo:

Digamos que você tomou um banho de 20 minutos (1200 segundos), e que na etiqueta do chuveiro indique uma potência de 4700 W, logo:

 

____________________________________________________________                                                                    


 

 

P(kWh)= 4.700 x 1.200 = 1,56 kWh

3600000

 

Repare na sua conta que há um valor correspondente à tarifa por kWh (R$0,17946), logo, este banho custou:

Custo= P (kWh) x 0, 17946 Custo = 1,56 x 0,17946 Custo = R$ 0,28

 

O quadro a seguir apresenta as fórmulas fundamentais da potência e suas deduções

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.2 Efeito joule

 

 

O Efeito Joule é um fenômeno que ocorre quando as cargas que constituem a corrente elétrica chocam-se com os átomos de um resistor; quando ocorre este choque, parte da energia das cargas transfere-se para os átomos do resistor, o que provoca um aumento das vibrações desses átomos e um conseqüente aumento de temperatura.

 

O nome deste fenômeno está associado ao físico inglês James Prescott Joule (1818-1889), que formulou a lei física que determina a unidade de medida do sistema prático: "a quantidade de calor desenvolvida em um condutor pela passagem de uma corrente constante é proporcional ao quadrado da intensidade da corrente e ao tempo". Utilizando quatro processos diferentes ele determinou o equivalente mecânico do calor.

 

Assim, a energia térmica (W), é diretamente proporcional à d.d.p. nos terminais do resistor (V), à corrente que nele circula (i) e ao tempo durante o qual a corrente circula (t).

 

Assim, podemos escrever :

 

W = V.I.t

 

Sabemos que pela Lei de Ohm, V = r.i . Então: W = R.I2.t

 

Através desta expressão podemos calcular a quantidade de energia