CLUBEDAELETRNI CAELETRNI CAGERAL Potncia eltrica Autor:Clodoaldo Silva- Verso : 01J un2005 Potncia eltrica e consumo de energia Umaparelho,submetidoaumadiferenadepotencial,tenso,percorridoporumacorrenteeltrica desenvolve uma potncia eltrica dada pelo produto entre a tenso e a corrente. Matematicamente podemos escrever: J que conhecemos a primeira Lei de Ohm podemos associa-las. Substituindo 1 em 2, temos : ou ainda : Mas ento no necessitamos conhecer a resistncia da lmpada para conhecer a corrente ? Isso mesmo, basta conhecermos a potncia nominal que a lmpada ou qualquer aparelho necessite para seu funcionamento. Exemplo: UmaLmpadatemaseguinteespecificao 127V e 100W. Qual ser a corrente que essa lmpada drena da rede eltrica ? P = V . I 100W =127V . I I =787,4mA De uma maneira geral, os aparelhos eltricos so dispositivos que transformam energia eltrica em outras formas de energia, como :

Luminosa produzida por uma lmpada;Mecnica produzida por um motor;Sonora produzida por um aparelho de som; Trmica produzida por um chuveiro.

Enfimaenergiaeltricapodesertransformadaemvariasoutras.Aunidadedepotncia,nosistema internacional de unidades, o watt, como visto acima,em homenagem ao engenheiro escocs J ames Watt (1736 1819) outras duas unidades de potncia bastante conhecidas so CV cavalo-vapor e o HP horse-power, cujas relaes so: 1 CV (cavalo vapor) 735 W 1 HP ( horse-power) 745,7 W Exemplo:CLUBEDAELETRNI CAELETRNI CAGERAL Potncia eltrica Autor:Clodoaldo Silva- Verso : 01J un2005 Qual a potncia em Watts de um motor de 2CV ?fcil basta uma regra de trs. Eficincia Algo a saber, que elementos que convertem energia eltrica em energia mecnica, em especial motores eltricos, possuem uma eficincia ( ) de operao definida por: Exemplo: Qual a eficincia de operao de um motor eltrico que desenvolve 1hp enquanto absorve uma potncia de entrada de 900W. Issosignificaquesomente82,85%dapotenciadeentrada realmente aproveitada, 17,15% ser usada para romper as resistncias passivas dos elementos. A essa potncia perdida damos o nome de potncia dissipada. E PMPO o que ? a sigla de peak meansure power output, isto , medida de pico de potncia de sada. Normalmente, esse valor obtido aplicando um pico de elevada potncia, por um perodo de 0,5 segundos, na caixa acstica. S pode ser obtida experimentalmente, no h relao entre PMPO e Watts. A potncia PMPO no tem significado eltrico e usado como estratgia de marketing. Exemplo: Um radio tem a especificao de 15 W PMPO. Ele funciona com 4 pilhas de 1,5V cada e com seu volume no mximo a corrente chega a 0,5 A. Qual a potncia real desse radio ? P =V . I P =6V . 0,5A P =3 W Bastante diferente, no ? rgos de proteo ao consumidor obrigam fabricantes a estampar a potncia real ( em Watts ) no equipamentos eletrnicos. Uma dvida interessante surgiu recentemente, um aluno me disse: Tenho um aparelho de som no carro que funciona muito bem, mais tambm quer usa-lo em casa comprei uma fonte de 12 V, porque a bateria do carro tambm 12 V, s que quando aumento demais o volume o som no sai. CLUBEDAELETRNI CAELETRNI CAGERAL Potncia eltrica Autor:Clodoaldo Silva- Verso : 01J un2005 Tentaremos explicar a bateria do carro est preparada para fornecer uma corrente alta para o equipamento de som e a fonte comprada pelo aluno no ela saturou ,termo bastante usado. Mas porque o som funciona bem at um certo ponto ? bem simples quanto mais alto estiver o som mais corrente ele consome, ou seja mais energia eltrica ser convertida em sonora. Energia eltrica consumida A energia eltrica consumida ou produzida o produto da potncia de entrada ou sada we o tempo durante o qual essa entrada ou sada ocorre: Energia eltrica aquilo que os consumidores compram das companhias eltricas. A unidade de energia o J oule e indicada pela letra J , em homenagem ao fsico ingls J ames Prescott J oule ( 1918-1889). Engraado, nunca recebi uma conta de fora em J oule. Isso mesmo, as companhias usam o quilo-watt-hora ( KWh ), por mera convenincia.

Exemplo: Suponhamos que voc esquea o ferro de solda ligado por um perodo de 12 horas. Se o preo pelo kWh R$ 0,25. Qual o custo mensal que esse esquecimento gerou ? Quilowatts-hora =0,1kW . 12 h =1,2kWh Em reais ser 1,2kWh. 0,25 =R$ 0,30, +impostos

Pouco no ? Isso porque voc ainda no conhece o grande vilo. O chuveiro eltrico. CLUBEDAELETRNI CAELETRNI CAGERAL Potncia eltrica Autor:Clodoaldo Silva- Verso : 01J un2005 Quandofalamosemconsumode energiaeltrica.Msporqueum circuitotosimplesgastatanto fora, na verdade todos os circuitos puramenteresistivosdrenammuita corrente,eacorrenteemconjunto comatensofazcomqueseu medidor de energia gire mais rpido. chavenaposioFocircuitoesta aberta e, portanto desligado. Colocando a chave na posio A o circuito tem trs resistncias de 11.

V = R x I ento 220 V =33 W x I I =6,67 A P = V x I ento P =220 V x 6,67A P=1467 W

Colocando a chave na posio B o circuito tem duas resistncias de 11W

V = R x I ento 220 V =22W x I I =10 A P = V x I ento P =220 V x 10 A P =2200 W

Colocando a chave na posio C o circuito tem uma resistncia de 11W

V = R x I ento 220 V =11 W x I I =20 A P = V x I ento P =220 V x 20 A P =4400 W

Analisando os clculos acima podemos concluir que: Quantomaisquenteochuveiroestivermaiscorrenteeledrenadafonte,emaiorsersuapotncia consumida e maior ser a conta no final do ms.

Outra dvida interessante costuma surgir quando o assunto chuveiro : Se fizer uma ligao 220 V o consumo ser menor que se fizer uma ligao 127V ?

Muitos acreditam que se usarmos um chuveiro numa rede 220 V economizaremos energia e pagaremos menos, que se usarmos 127 V.

O que pagamos de energia no depende nem da corrente e nem da tenso, mais sim dos dois, ou seja, do produto entre a tenso e a corrente que resulta na potncia eltrica, medida em Watt. Assim, a medida do gasto de qualquer eletrodomstico resistivo dada em Watt (W).

Uma lmpada de mais Watt de potncia mais forte porque exige mais energia e, portanto converte mais energia eltrica em luz.

Paraobterumadeterminada quantidade de Watt exigida por um aparelho de maior consumo a partir da rede de energia, podemos partir tanto da tenso de 127 V como de 220 V.

Supomos que desejamos alimentar um chuveiro de 2200 W, temos duas possibilidades:

Se usarmos uma rede de 127 V, para obter os 2200 W a corrente dever ser de 17,32 A. (Pois 17,32 A x 127 V =2200 W).

No entanto, se usarmos a rede de 220 V, para obter os 2200 W a corrente dever ser de 10 A (Pois 10 A x 220 V =2200 W).

CLUBEDAELETRNI CAELETRNI CAGERAL Potncia eltrica Autor:Clodoaldo Silva- Verso : 01J un2005 Veja ento que, se ligarmos o chuveiro numa rede de 220 V a corrente ser menor o consumo no! Ser absolutamente o mesmo: 2200 W, o que nos leva a uma grande vantagem na instalao: os fios usados podem ser mais finos e as perdas nestes fios sero menores.

Assim, sempre interessante alimentar os aparelhos de maior consumo, se possvel com 220 V, pois como eles exigem correntes mais altas, podemos economizar na instalao, que no exige fios to grossos alm de termos perdas menores e mais segurana.

Quanto ao consumo, no se iluda: voc vai pagar o mesmo valor no final do ms.

Outra dvida porque quando ligo o chuveiro as luzes de casa piscam?

Na verdade a instalao de sua casa no foi muito bem feita, e como o chuveiro drena muita corrente do circuito, necessitam de fios ou cabos mais grossos, no tendo esses sido bem dimensionados, o chuveiro puxa toda a corrente para si faltando assim para o restante dos equipamentos que esto ligados no mesmo circuito. Sugesto deixe um circuito exclusivo para o chuveiro. Potncia nominal

Algunsaparelhoscomochuveiros,lmpadasemotorestmumacaractersticaparticular:seu funcionamento obedece a uma tenso previamente estabelecida.Assim, existem chuveiros para 110 V ou 220 V; lmpadas para 6 V, 12 V, 110 V, 220 V e outras tenses; motores, para 110 V, 220 V, 380 V e outras. Estatenso,paraaqualestesconsumidoressofabricados,chama-setenso nominaldefuncionamento.Porisso,osconsumidoresqueapresentamtais caractersticasdevemsempreserligadosnatensocorreta(nominal), normalmente especificada no seu corpo. Quando esses aparelhos so ligados corretamente, a quantidade de calor, luz ou movimento produzido exatamenteaquelaparaaqualforamprojetados.Porexemplo,umalmpadade127V/100Wligada corretamente (em 127 V) produz 100 W entre luz e calor. A lmpada, nesse caso, est dissipando a sua potncia nominal. Portanto, potncia nominal a potncia para qual um consumidor foi projetado. Enquanto umalmpada,aquecedoroumotortrabalhadissipandosuapotncianominal,suacondiode funcionamento ideal. A potncia importante em eletrnica ? Muitoimportante,umadascaractersticaseltricasmaisimportantedoscomponenteseletrnicosa potncia, por isso, todos os fabricantes especificam a potncia mxima dissipada pelo componente. Ostransistores,porexemplo,podemserclassificadosdeacordocomapotnciamximadissipada.Exemplo: Transistores de baixa potncia : So pequenos e no suportam muito calor. Transistores de mdia potncia : So maiores que o anterior e muitos vem com um furo onde pode ser parafusado um dissipador de calor. Transistores de alta potncia : Tem o corpo grande, so envoltos por uma carcaa que suporta grandes temperaturas. Sempre so acompanhados de dissipadores de calor. CLUBEDAELETRNI CAELETRNI CAGERAL Potncia eltrica Autor:Clodoaldo Silva- Verso : 01J un2005 O dissipado de calor Alguns componentes eletrnicos so projetados para trabalhar com altas correnteseportantodissipammuitocalor.Paraessescomponentes necessriocolocarumdissipadordecalor,normalmentefeitode alumnio. Veremos mais detalhes em um capitulo especifico sobre transistores. Humgrandenmerodecomponenteseletrnicosquesecaracteriza por no ter uma tenso de funcionamento especificada. Estescomponentespodemfuncionarcomosmaisdiversos valoresdetenso.ocasodosresistoresquenotrazem nenhuma referncia quanto tenso nominal de funcionamento. Como o resistor no produz luz ou movimento, esta potncia dissipada em forma de calor que aquece o componente.Porissonecessrioverificarseaquantidadedecalorproduzidapeloresistorno excessiva a ponto de danific-lo. A coisa mais difcil do mundo conhecermo-nos a ns mesmos, e o mais fcil falar mal dos outros. (Tales de Mileto) www.clubedeeletronica.com.br Referncias Bibliogrficas: Bonjorno, J . R. e Ramos, M. C. Fsica Fundamenta - Volume nico. So Paulo. Ed. FTD, 1999.__________. Fsica 2grau volume 2. Telecurso 2000. So Paulo. Ed. Globo. Apostila Senai Prof. Dr. E.J . Zerbini.