No cotidiano, são utilizados vários equipamentos elétricos, tais como uma geladeira, um secador de cabelo, entre muitos outros. Esses equipamentos consomem certa quantidade de energia, que é chamada de potência elétrica. A seguir, aprenda o que é essa potência e a fórmula para calculá-la, além do efeito Joule. Veja também videoaulas e exercícios resolvidos sobre o assunto!
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O que é potência elétrica
Quando ligamos algum aparelho de eletrodoméstico, fazemos com que uma corrente elétrica passe pelo motor desse aparelho e ligue-o. Dessa forma, podemos dizer que a energia elétrica é transformada em algum outro tipo de energia. Nesse caso, essa conversão de energia é chamada de potência elétrica.
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Pode ser definida como a grandeza física que mede a quantidade de trabalho realizado em um determinado intervalo de tempo. Ela tem como unidade de medida o watt (W).
Fórmula da potência elétrica
Tendo em mente o que é a potência elétrica, vamos agora entender como é feito o seu cálculo.
Na fórmula, temos os seguintes elementos:
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- Potência elétrica (P): é a potência que determinado aparelho possui, medida em watt (W).
- Diferença de potencial (U): é a voltagem utilizada pelo aparelho, medida em volts (V).
- Corrente elétrica (I): corrente elétrica que passa pelo aparelho ou circuito elétrico, medida em Ampere (A).
Com essa fórmula em mente, vamos ver um exemplo de como fazer o cálculo.
Como calcular a potência elétrica
Vamos supor que você deseje saber qual a potência de uma lâmpada que se encontra em sua casa. A ddp (diferença de potencial) que passa nas casas brasileiras é de, aproximadamente, 110 volts, mas, no nosso exemplo, vamos supor que a ddp seja de 120 volts. Além disso, a corrente elétrica que passa na lâmpada possui um valor de 0,5A. Vamos jogar esses valores na fórmula da potência.
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Portanto, a potência dessa lâmpada é de exatos 60W (watts).
Efeito Joule
Primeiramente, vamos entender o que são resistores. Eles são dispositivos que, ao serem percorridos por uma corrente elétrica, convertem energia elétrica em energia térmica. Em outras palavras, os resistores aquecem ao serem percorridos por uma corrente elétrica. Esse fenômeno é chamado de efeito Joule. Secadores de cabelo, chuveiros e lâmpadas incandescentes são alguns exemplos que utilizam esse efeito.
Podemos utilizar a seguinte fórmula para calcular a potência de um resistor:
Nesse caso, temos os seguintes elementos:
- Potência elétrica (P): potência de um resistor, medida em watt (W).
- Resistência elétrica (R): valor, medido em Ohms, do resistor.
- Corrente elétrica (I): corrente elétrica que passa pelo resistor, medida em Ampere (A).
Além disso, se utilizarmos a primeira lei de Ohm (U = R∙i), podemos usar outra fórmula para calcular a potência de um resistor, conforme mostrado a seguir.
Aqui, os elementos da fórmula são os seguintes:
- Potência elétrica (P): potência de um resistor, medida em watt (W).
- Diferença de potencial (U): é a voltagem que passa pelo resistor, medida em volts (V).
- Resistência elétrica (R): valor, medido em Ohms, do resistor.
Mais informações sobre a potência elétrica
Para que você entenda melhor o conceito, apresentaremos vídeos com mais detalhes sobre o assunto. Dessa forma, seus estudos ficarão completos. Acompanhe!
A potência elétrica e o efeito Joule
Nesse vídeo, é apresentado o conceito sobre a potência e há algumas considerações sobre o efeito Joule.
Qual fórmula da potência elétrica utilizar
Aqui, você acompanha as equações utilizadas na potência elétrica e quais delas utilizar.
Exercícios resolvidos
Para que você não fique com nenhuma dúvida sobre o conteúdo, esse vídeo apresenta a resolução de exercícios. Acompanhe!
Para finalizar e fixar melhor o conteúdo, não deixe de conferir os exercícios resolvidos abaixo. E para continuar seus estudos de Física, aprenda também sobre a resistência elétrica.
Referências
As faces da Física (2007) – Wilson Carron e Osvaldo Guimarães
Física para o Ensino Médio, Volume 3 (2016) – Kazuhito Yamamoto e Luiz Felipe Fuke
Por Guilherme Santana da Silva
Graduado no curso de Física pela Universidade Estadual de Maringá. Professor assistente em um colégio de ensino médio e preparatório para os vestibulares. Nas horas vagas se dedica à vida religiosa, praticar mountain bike, tocar bateria, dar atenção à família e cuidar de suas duas gatinhas Penélope e Mel.
Santana, Guilherme. Potência elétrica. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/potencia-eletrica. Acesso em: 19 de April de 2024.
1. [UERGS – PR]
Um chuveiro elétrico está instalado numa casa onde a rede elétrica é de 110 V. Um eletricista considera aconselhável alterar a instalação elétrica para 220 V e utilizar um chuveiro de mesma potência que o utilizado anteriormente, pois, com isso, o novo chuveiro:
a) consumirá mais energia elétrica.
b) consumirá menos energia elétrica.
c) será percorrido por uma corrente elétrica maior.
d) será percorrido por uma corrente elétrica menor.
e) dissipará maior quantidade de calor.
Resposta correta: D
Sendo a potência elétrica dada pela expressão P = U . i, temos:
I = P/U.
Como a potência dissipada pelos chuveiros é a mesma, então concluímos que, quanto maior a diferença de potencial U, menor é a intensidade da corrente.
2. [PUC-MG]
Ao aplicarmos uma diferença de potencial 9,0 V em um resistor de 3,0Ώ, podemos dizer que a corrente elétrica fluindo pelo resistor e a potência dissipada, respectivamente, são:
a) 1,0 A e 9,0 W.
b) 2,0 A e 18,0 W.
c) 3,0 A e 27,0 W.
d) 4,0 A e 36,0 W.
e) 5,0 A e 45,0 W.
Resposta correta: C.
A potência elétrica em função da tensão elétrica é dada por:
P = U²/R
Substituindo os valores, temos:
P = 9²/3
P = 81/3
P = 27W
Além disso, temos que P = U.i, assim:
i = P/U
i = 27/9
i = 3A