Energia e Potência 3º FisicaC

Energia e Potência da  Corrente Elétrica

fonte de Borges e Nicolau

Uma bateria (gerador elétrico) é ligada a uma lâmpada (figura a) ou a um motor elétrico (figura b). Cada uma das situações representa um circuito elétrico, isto é, um conjunto de aparelhos com os quais pode-se estabelecer uma corrente elétrica.

 

Seja E_el a energia elétrica consumida pela lâmpada ou pelo motor elétrico, durante um certo intervalo de tempo Δt. 
A potência elétrica P consumida pela lâmpada ou pelo motor elétrico é, por definição, dada por:

P =  E_el/Δt

No Sistema internacional, a unidade de energia E_el é o joule (J) e a de intervalo de tempo Δt é o segundo (s). Assim, a unidade de potência P é o joule/segundo (J/s) que recebe o nome de watt (W).
Portanto,  1³W = 1 J/s
Múltiplos:  1 kW = 10³ W (k: quilo); 1 MW = 10⁶ W (M: mega)

De P = E_el/Δt, vem:

E_el = P.Δt

Uma unidade de energia muito usada em Eletricidade é o quilowatt-hora (kWh). Para obtermos a energia em kWh, devemos expressar a potência em kW e o tempo em h. 

Resumindo:

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx E_el = P.Δt
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx J = W.s_el
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx kWh = kW.h_el

Outra expressão para a potência

Vamos considerar a corrente elétrica no sentido convencional: no gerador entra pelo pólo negativo (B) e sai pelo pólo positivo (A). Seja i a intensidade da corrente e U a diferença de potencial (ddp) entre os pólos A (positivo) e B (negativo). Seja Δq a carga elétrica que atravessa a lâmpada ou o motor elétrico no intervalo de tempo Δt. A energia elétrica que estes elementos consomem, que é a energia elétrica fornecida pelo gerador, é dada pelo trabalho da força elétrica no deslocamento de A até B:

E_el = τ_AB = Δq.(V_A - V_B) = Δq.U
De P = E_el/Δt, vem: P = (Δq.U)/Δt. Mas sendo Δq/Δt = i, resulta:

P = U.i

P => watt (W)
U => volt (V)
i => ampère (A) 

Tensão elétrica e diferença de potencial (ddp)

Definição de diferença de potencial e tensão

Considere um aparelho que mantenha uma falta de elétrons e uma de suas extremidades e na outra um excesso. Este aparelho é chamado gerador e pode ser uma pilha comum. A falta de elétrons em um polo e o excesso em outro origina uma diferença de potencial (d.d.p.). Um aparelho elétrico só funciona quando se cria uma diferença de potencial entre os pontos em que estiver ligado para que as cargas possam se deslocar.

A tensão elétrica é a diferença de potencial entre dois pontos. A unidade da tensão elétrica, no SI, é o volt (V) .

 

História da tensão elétrica e diferença de potencial

Repetindo as experiências realizadas por seu amigo, o médico Luigi Galvani (1737–1798), Alessandro Volta estudou os efeitos de contração muscular de patas de rãs ao serem conectadas por dois metais diferentes. Com esses experimentos, descobriu que quando dois discos de metais diferentes, como cobre e zinco, estavam separados por um disco de pano ou papelão umedecido com água salgada, surgia uma diferença de potencial entre os discos de metais.
Volta aumentou essa diferença de potencial colocando esses aparatos em pilhas, assim surgiu o nome que damos a este tipo de gerador elétrico. A diferença de potencial entre os dois polos da pilha também é chamada de tensão elétrica ou voltagem.

A energia elétrica entre dois pontos de um condutor é igual ao trabalho realizado pelas cargas elétricas entre estes dois pontos, ou seja:

E_el=Δq.U

Sendo:

E_el = energia elétrica

Δq = variação de carga elétrica

U = diferença de potencia, tensão elétrica.ou(ddp).

Pela definição vimos que a potência é energia por tempo, logo, a potencia elétrica é energia elétrica por tempo:

P = E_el / Δt

Substituindo E_el por Δq.U, temos:

P = Δq.U / Δt

Fonte tirada de

Efeito Joule

 

2) Na embalagem de uma lâmpada fluorescente compacta constam as seguintes informações: 25 W; 127 V; 60 Hz; 321 MA.

Quais são as grandezas que estão sendo especificadas?

R: 25 W – potência elétrica; 127 V – tensão elétrica ou DDP; 60 Hz – frequência da corrente alternada; 321 mA – corrente elétrica.