Potência Elétrica. Prof. Alex Siqueira

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Isabella Duarte Teves
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1 Potência Elétrica { Prof. Alex Siqueira

2 Imagem: Lâmpada incandescente / Ming888 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. FÍSICA UP 2 Ano do Ensino Médio INTRODUÇÃO No nosso cotidiano são várias as situações onde o conhecimento de Física pode nos ajudar a tomar decisões. Imagem: Lâmpada fluorecenscete / Leridant / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic. Numa situação simples, como escolher entre uma lâmpada fluorescente e outra incandescente, ou entre duas incandescentes/fluorescentes, necessitamos de conhecimentos de física para compreendermos o seu comportamento elétrico.

decisões. Imagem: Lâmpada fluorecenscete / Leridant / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.

3 Imagem: Ferro Elétrico / Li-sung / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Imagem: Ventilador / Jorge Barrios / Domínio Público. FÍSICA UP 2 Ano do Ensino Médio Nos aparelhos elétricos a corrente elétrica transforma a energia potencial elétrica em outras formas de energia, principalmente a térmica e a mecânica. É a quantidade de energia transformada que pagamos às concessionárias de energia elétrica dos nossos estados. Imagem: Chuveiro Elétrico / Andrevruas / Creative Commons Attribution 3.0 Unported. Dessa forma, conhecermos as características da corrente elétrica que circula em cada aparelho elétrico pode nos ajudar a escolher aquele que melhor se adequa às nossas necessidades, principalmente a financeira.

É a quantidade de energia transformada que pagamos às concessionárias de energia elétrica dos nossos estados. Imagem: Chuveiro Elétrico / Andrevruas / Creative Commons Attribution 3.

Provavelmente existem outras marcas que possuem as mesmas funções da marca que ela escolheu.

4 A cena da fotografia mostra pessoas numa seção de aparelhos elétricos de uma loja. No primeiro plano uma mulher levando uma televisão. Provavelmente existem outras marcas que possuem as mesmas funções da marca que ela escolheu. Qual terá sido o fator determinante para a compra dessa marca de televisão? E no seu caso, que fator você levaria em consideração? Preço? Marca? Condições de pagamento? Design? Potência elétrica?

5 POTÊNCIA ÚTIL Você já esteve em contato com conceito de POTÊNCIA quando estudou o conceito de ENERGIA na MECÂNICA. Em eletricidade, a Potência Útil tem o mesmo significado. Observe a imagem. { A carga elétrica recebe uma certa quantidade de energia potencial elétrica armazenada no campo elétrico estabelecido no interior do condutor. Quando a carga elétrica começa a circular pelo condutor (corrente elétrica) ao passar na lâmpada, devido ao efeito Joule, a energia potencial elétrica é transformada em Calor num determinado intervalo de tempo.

{ A carga elétrica recebe uma certa quantidade de energia potencial elétrica armazenada no campo elétrico estabelecido no interior do

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7 EXEMPLOS 1. Qual a potência necessária para fazer girar um motor elétrico, cuja tensão é de 220 volts e a corrente necessária é de 20 ampères? 2. Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica em uma residência, destaco as seguintes: Substitua lâmpadas { incandescentes por fluorescentes compactas. Evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posição "inverno" ou "quente". Acumule uma quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez. Evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente. Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades. A característica comum a todas essas recomendações é a proposta de economizar energia através da tentativa de, no dia a dia, reduzir: a) a potência dos aparelhos e dispositivos elétricos; b) o tempo de utilização dos aparelhos e dispositivos; c) o consumo de energia elétrica convertida em energia térmica; d) o consumo de energia térmica convertida em energia elétrica; e) o consumo de energia elétrica através de correntes de fuga.

ampères? 2. Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica em uma residência, destaco as seguintes: Substitua lâmpadas { incandescentes por fluorescentes compactas.

8 VALORES NOMINAIS Em eletricidade a potência elétrica passou a ser uma grandeza muito útil porque permite medir o consumo de energia potencial elétrica de qualquer aparelho elétrico. Assim os fabricantes de lâmpadas, ferros elétricos, chuveiros elétricos etc., passaram a especificar em seus produtos pelo menos dois valores, chamados de valores nominais que são: { Tensão nominal ou ddp (U) tensão da rede para a qual o produto foi fabricado; Potência nominal (P) potência consumida pelo aparelho. Ao colocarmos um aparelho em funcionamento devemos observar que: 1) Se a rede elétrica, na qual o aparelho vai ser ligado, apresentar uma ddp menor que a ddp nominal do aparelho, este funcionará em condições abaixo do normal. O aparelho funcionará desenvolvendo uma potência abaixo da potência nominal, ou seja, o funcionamento do aparelho é abaixo do normal.

, passaram a especificar em seus produtos pelo menos dois valores, chamados de valores nominais que são: { Tensão nominal ou ddp (U) tensão da rede para a qual o produto foi fabricado; Potência

9 Imagem: Lâmpada incandescente / Ming888 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. FÍSICA UP 2 Ano do Ensino Médio 2) Sendo a ddp da rede elétrica igual à ddp nominal do aparelho, este funciona em condições normais. 3) Finalmente, se a ddp da rede elétrica for maior que a ddp nominal do aparelho elétrico, este sofrerá superaquecimento, podendo, em função do tempo de funcionamento, fundir, o que significa queima do aparelho. { Imagem: Chuveiro Elétrico / Andrevruas / Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

3) Finalmente, se a ddp da rede elétrica for maior que a ddp nominal do aparelho elétrico, este sofrerá superaquecimento, podendo,

10 CÁLCULO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA

11 Ordem Sigla Concessionária R$ / KWh Vigência 1º UHENPAL Usina Hidroelétrica Nova Palma Ltda. 2º CHESP Companhia Hidroelétrica São Patrício 3º ELETROCAR Centrais Elétricas de Carazinho S/A. 0, /04/ /04/2016 0, /03/ /09/2015 0, /03/ /06/2015 4º HIDROPAN Hidroelétrica Panambi S/A. 0, /03/ /06/2015 5º COOPERALIANÇA Cooperativa Aliança 0, /03/2015 6º ENF Energisa Nova Friburgo - Distribuidora de Energia S.A. 13/08/2015 0, /06/ /06/2016 7º CEMIG-D CEMIG Distribuição S.A 0, /04/ /04/2016 8º AMPLA Ampla Energia e Serviços S/A 0, /03/ /03/2016 9º ELEKTRO Elektro Eletricidade e Serviços S/A. 0, /03/ /08/ º DEMEI Departamento Municipal de Energia de Ijuí 0, /03/ /06/ º ESCELSA Espírito Santo Centrais Elétricas S/A. 0, /03/ /08/ º Boa Vista Boa Vista Energia S.A 0, /11/2014

0,53739 02/03/2015 28/06/2015 5º COOPERALIANÇA Cooperativa Aliança 0,52441 02/03/2015 6º ENF Energisa Nova Friburgo - Distribuidora de Energia S.A. 13/08/2015 0,52054 18/06/2015 17/06/2016 7º CEMIG-D CEMIG Distribuição S.

12 Atividade Especial Adaptada Consumo de Energia Elétrica Pedro mora com mais três amigos em uma república. Na tabela abaixo estão listados os aparelhos elétricos existentes na casa e as horas de uso, em média, de cada aparelho. Para calcular o gasto mensal de energia elétrica, em kwh, você deve adotar o seguinte procedimento: Considere o mês com 30 dias. 1. Complete a tabela, calculando o total gasto no mês, em kwh, em cada item. 2. Qual é o aparelho que mais consome energia elétrica na república? 3. Com exceção do chuveiro, todos os demais aparelhos funcionam em 120 V. Se todos funcionam simultaneamente, exceto o chuveiro, qual é o total da intensidade de corrente elétrica necessária? 4. Qual é a intensidade de corrente elétrica que atravessa o chuveiro, quando em funcionamento? 5. Considerando que o preço do kwh seja R$ 0,17, qual é o gasto mensal de energia elétrica da república? 6. De quantos ampères deve ser um fusível para proteger todos os aparelhos que funcionam em 120 V? E para proteger o chuveiro? Fonte: QUANTIDADE APARELHO ESPECIFICAÇÃO DDP/Potência 1 Televisão V-60W 5 1 Televisão V-50W 5 HORA DE USO POR DIA TOTAL GASTO NO MÊS EM kwh 1 Geladeira 120V-300W 12 2 Rádiorelógio 120V-4W 24 1 Chuveiro 220V-4.400W 1 1 Grill 120V-640W 0,5 5 Lâmpada Incandescente 120V-60W 6 3 Lâmapada Fluorescente 120V-20W 6

Para calcular o gasto mensal de energia elétrica, em kwh, você deve adotar o seguinte procedimento: Considere o mês com 30 dias. 1.

13 Questão 02 - Antes de comprar um chuveiro elétrico para instalar em sua residência, um chefe de família levantou os seguintes dados: potência do chuveiro = W tempo médio de um banho = 10 min n de banhos por dia = 4 preço do kwh = R$ 0,20 Com esses dados, chega-se à conclusão de que o custo mensal de energia elétrica para utilização do chuveiro será: a) R$ 12,10 b) R$ 9,60 c) R$ 8,40 d) R$ 7,20 Questão 03 - Uma plaqueta presa a um aparelho elétrico indica (840 W 120 V). Supondo que seja ligado corretamente, o valor da corrente que o atravessa e o valor da energia elétrica que consome por hora será, respectivamente de: a) 5 A e 0,72 kwh b) 2 A e 0,84 kwh c) 7 A e 0,84 kwh d) 7 A e 0,54 kwh

a) R$ 12,10 b) R$ 9,60 c) R$ 8,40 d) R$ 7,20 http://www.supletivounicanto.com.br/docs/listas/medio/fisica/fisica_3o_ano_potencia_eletrica_fim.

14 Potência dissipada num resistor O que fazer para ligar uma lâmpada de tensão menor que a da rede sem queimá-la? A solução é fazer a corrente elétrica transformar uma parte da energia recebida em calor (dissipar energia) de forma que o restante seja suficiente para que a lâmpada funcione nos seus valores nominais.

A solução é fazer a corrente elétrica transformar uma parte da energia

15 Potência Dissipada em um Resistor

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