FÍSICA
3ª SÉRIE
NIVELAMENTO: POTÊNCIA ELÉTRICA
RETOMADA DO DESCRITOR d34
AULA N11
Verificar a potência elétrica em sistemas diversos.
Retomar a habilidade avaliada na Prova Paraná (d34).
OBJETIVOS DA AULA
d34 - Aplicar o conceito de potência.
PARA INÍCIO DE CONVERSA
A eficiência de nossos aparelhos elétricos é indicada pelas suas potências, principalmente, em propagandas para a venda. São muitos os exemplos de valores de potência exaltando o quão melhor é um aparelho.
Explique como a potência do aparelho influencia o seu funcionamento?
A potência indica o quanto de energia é consumida/usada por unidade de tempo, quanto maior a potência mais energia o aparelho possui ou usa.
POTÊNCIA
A potência é um conceito físico que possibilita medir a energia que um sistema usa.
Em motores de automóveis é medida em cavalos-vapor (cv)
1 cv = 735 W
em aparelhos domésticos em watts (W).
Aparelhos domésticos possuem diversas potências, portanto é necessário sistemas que forneçam energia suficiente para o correto funcionamento deles.
1 W de potência significa 1 J de energia a cada segundo de operação.
A POTÊNCIA ELÉTRICA
A potência elétrica útil de um sistema é dada por:
Onde:
P ⇒ potência em watt (W)
U ⇒ ddp ou tensão elétrica em volt (V)
i ⇒ corrente elétrica em ampere (A)
Esta é a potência fornecida pela fonte U a um sistema de corrente elétrica máxima imax, quando a corrente elétrica é máxima, é indicada pela unidade: Ah ou mAh (h = high).
POTÊNCIA ELÉTRICA DISSIPADA
Pode-se substituir a lei de Ohm: U = R·i na equação de potência:
ou na forma: i = U/R:
Assim temos três equações para a potência elétrica, que são equivalentes:
Potência útil
Potência
dissipada
EQUIVALÊNCIA DAS EQUAÇÕES
Considere o sistema elétrico:
sua corrente elétrica vale:
Calculando a potência elétrica usando as três equações temos:
Obtém-se a mesma potência pelas três equações, portanto são equivalentes.
POTÊNCIA ELÉTRICA
Copie em seu caderno e resolva: calcule a potência elétrica dos resistores R1 e R2 ligados no circuito elétrico a seguir:
Para R1 = 300 Ω, temos:
Para R2 = 600 Ω, temos:
Primeiramente calcula-se a corrente elétrica:
POTÊNCIA NOS APARELHOS ELÉTRICOS
A potência dos aparelhos elétricos está diretamente relacionada com o consumo de energia elétrica.
Ela está relacionada também, com a corrente elétrica, quanto maior a potência maior será a corrente elétrica sobre o aparelho.
Isso explica porque não se deve ligar muitos aparelhos de alta potência simultaneamente.
RELAÇÃO: CORRENTE ELÉTRICA E POTÊNCIA
Vamos usar como exemplo dois aparelhos ligados em 110 V, um chuveiro de 5500 W e uma lâmpada de 10 W.
Chuveiro elétrico
Lâmpada
Perceba que a diferença da corrente elétrica é grande, pois ela é diretamente proporcional a potência do aparelho.
Ao ligar-se mais de um aparelho elétrico no sistema, as potências deles somam-se.
Aumentando proporcionalmente a corrente elétrica da rede.
A POTÊNCIA DAS RESIDÊNCIAS
A instalação elétrica residencial é adquirida pela sua potência máxima.
As distribuidoras usam como unidade o quilovolt-ampere: kVA.
1 kVA = 1kW
São atribuídas para edifícios residenciais potências máximas (cargas) de 5 kVA até 10 kVA, dependendo da distribuidora de energia elétrica de sua região e das dimensões da residência.
É mais comum carga de aproximadamente 6 kVA.
A POTÊNCIA DOS PRÉDIOS
Em edifícios residenciais é comum carga de 5,5 kVA a 6,3 kVA por apartamento.
Para os prédios comercias, usando sistema trifásico, as cargas são superiores a 13 kVA, podendo atingir 120 kVA.
Para sistemas com cargas (potências máximas) elevadas é necessário, por questão de segurança, possuir uma central elétrica.
ANALISANDO RESIDÊNCIAS
Copie e responda: considere uma residência ligada a uma rede monofásica de 110 V, no sistema de entrada dela foi conectado um disjuntor de 40 A. Determine a carga (potência máxima) desta residência para este disjuntor.
Como P = U · i, temos:
Portanto, a carga é de 4,4 kVA, pois 1 kW = 1 kVA.
Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5
Na aula de hoje, revimos um pouco mais sobre a potência em aparelhos elétricos.
O QUE VIMOS?
REFERÊNCIAS