Potência Elétrica
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Prof. Alex Siqueira
FÍSICA UP 2 Ano do Ensino Médio
Potência Elétrica – Prof. Alex Siqueira
INTRODUÇÃO
Imagem: Lâmpada incandescente / Ming888 / Creative Commons
Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
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.
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Imagem: Ventilador / Jorge Barrios /
Domínio Público.
Imagem: Chuveiro Elétrico / Andrevruas
/ Creative Commons Attribution 3.0
Unported.
Imagem: Ferro Elétrico / Li-sung /
Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported.
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.
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.
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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?
http://exame.abril.com.br/marketing/noticias/varejo-corta-precos-deeletronicos-em-ate-80-hoje
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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.
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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.
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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:
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 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.
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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: Lâmpada incandescente / Ming888 /
Creative Commons Attribution-Share Alike
3.0 Unported.
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Imagem: Chuveiro Elétrico / Andrevruas / Creative
Commons Attribution 3.0 Unported.
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CÁLCULO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
Ordem
Sigla
Concessionária
R$ / KWh
Vigência
1º
UHENPAL
Usina Hidroelétrica Nova
Palma Ltda.
0,58908
2º
CHESP
Companhia Hidroelétrica São
Patrício
0,56166
3º
ELETROCAR
Centrais Elétricas de
Carazinho S/A.
0,54651
4º
HIDROPAN
Hidroelétrica Panambi S/A.
0,53739
5º
COOPERALIANÇA
Cooperativa Aliança
0,52441
6º
ENF
Energisa Nova Friburgo Distribuidora de Energia S.A.
0,52054
19/04/2015
até
18/04/2016
02/03/2015
até
11/09/2015
02/03/2015
até
28/06/2015
02/03/2015
até
28/06/2015
02/03/2015
até
13/08/2015
18/06/2015
até
17/06/2016
7º
CEMIG-D
CEMIG Distribuição S.A
0,50974
8º
AMPLA
Ampla Energia e Serviços S/A
0,50692
9º
ELEKTRO
Elektro Eletricidade e Serviços
S/A.
0,50616
10º
DEMEI
Departamento Municipal de
Energia de Ijuí
0,50359
38º
ESCELSA
Espírito Santo Centrais
Elétricas S/A.
0,45312
74º
Boa Vista
Boa Vista Energia S.A
0,28978
08/04/2015
até
07/04/2016
15/03/2015
até
14/03/2016
02/03/2015
até
26/08/2015
02/03/2015
até
28/06/2015
02/03/2015
até
06/08/2015
01/11/2014
até
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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: http://pt.scribd.com/doc/72897057/21569-Cap-40-conta-de-energia-eletrica#download
QUANTIDADE
APARELHO
ESPECIFICAÇÃO
DDP/Potência
HORA DE USO POR
DIA
1
Televisão 20”
120V-60W
5
1
Televisão 14”
120V-50W
5
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
TOTAL GASTO NO
MÊS EM kWh
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Questão 02 - Antes de comprar um chuveiro elétrico para instalar em sua residência, um chefe de
família levantou os seguintes dados:
• potência do chuveiro = 2.400 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
http://www.supletivounicanto.com.br/docs/listas/medio/fisica/Fisica_3o_Ano_potencia_eletrica_fim.pdf
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
http://www.supletivounicanto.com.br/docs/listas/medio/fisica/Fisica_3o_Ano_potencia_eletrica_fim.pdf
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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.
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Potência Dissipada em um Resistor