Apresentação do PowerPoint

Curso Técnico em Mecânica - 2016
ELETRICIDADE
Aula 11
Potência Elétrica
Prof. Dra. Giovana Tripoloni Tangerino
https://giovanatangerino.wordpress.com
[email protected]
[email protected]
ELETRICIDADE
watts.segundo [W.s]
watt [W]
kilowatts.hora [kWh]
joule/segundo [J/s]
joule [J]
newton.metro [N.m]
volt.ampere [V.A]
• Cada aparelho consome certa potência: kW
• O consumidor paga pela energia consumida kWh
• Energia = Potência x tempo
Profa. Dra. Giovana Tripoloni Tangerino
RESUMO
• Energia (𝜏) é a capacidade de executar um trabalho (𝜏). Realizar trabalho significa transferir energia por
meio de uma força, que sempre resulta em mover, transformar ou deformar.
• Tensão elétrica (𝑉): sobre um elemento é o trabalho (𝜏) realizado para mover uma unidade de carga
(1C) através do elemento, de um terminal ao outro.
𝜏
𝑉=
∆𝑄
• A intensidade da corrente elétrica (I) é a medida da variação da carga (ΔQ), em coulomb [C], por meio
da seção transversal de um condutor durante um intervalo de tempo (Δt), em segundos [s].
𝐼=
∆𝑄
∆𝑡
• Potência elétrica (P) é a quantidade de carga elétrica (ΔQ) que uma fonte de tensão (V) pode fornecer
ao circuito num intervalo de tempo (Δt):
𝑉. ∆𝑄
𝑃=
= 𝑉. 𝐼
∆𝑡
• Potência está associado à quantidade de energia elétrica (τ) desenvolvida num intervalo de tempo (Δt)
por um dispositivo elétrico:
𝜏
𝑃=
∆𝑡
Prof . Dra. Giovana Tripoloni Tangerino
a
Símbolo Unidade de medida Equação
Tensão
V
volts [v]
Corrente I
Ampère [A]
Potência P
watt [W]
Energia
𝜏 ou W
Joule [J]
Unidades de medida
equivalentes
𝜏
𝐽
𝑉=
𝑉 =[ ]
∆𝑄
𝐶
∆𝑄
𝐶
𝐼=
𝐴 =[ ]
∆𝑡
𝑠
𝜏
𝐽
𝑃=
= 𝑉. 𝐼
𝑊 = [ ] = [𝑉𝐴]
∆𝑡
𝑠
𝜏 = P. ∆t
𝐽 = 𝑊𝑠 = [𝑁𝑚]
ou
𝜏 = V. ∆𝑄
1kWh=3,6M Ws = 3,6M J
1hp=745,7W
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ENERGIA E TRABALHO
• Energia é a capacidade de executar um trabalho.
• Realizar trabalho significa transferir ou transformar energia por meio de uma
força, que sempre resulta em mover, transformar ou deformar.
𝜏 = 𝐹. 𝑑. cos 𝜃
• Símbolo: 𝜏 (tau)
• Unidade de medida: : Joule [J]
• 1 Joule: trabalho realizado por uma força de 1 newton, ao deslocar um corpo por 1 metro
(1J=1N.1m)
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TENSÃO – DIFERENÇA DE POTENCIAL
• A diferença de tensão entre dois pontos, também chamada de diferença de
potencial, é o trabalho necessário em joules para mover 1C (um coulomb) de
carga de um ponto a outro.
𝜏
𝑉 =
∆𝑄
[V] = [J/C]
Portanto, energia é:
𝜏 = V. ∆𝑄
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POTÊNCIA
• O conceito de potência elétrica (P) está associado à quantidade de energia
elétrica (τ) desenvolvida num intervalo de tempo (Δt) por um dispositivo elétrico
𝜏
𝑃=
∆𝑡
• Unidade de medida: joule/segundo [J/s] ou watt [W]
• SE 1J de trabalho é absorvido ou liberado numa taxa constante durante 1s, a potência
correspondente é 1W.
• A potência leva em conta o tempo gasto na realização de trabalho.
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POTÊNCIA ELÉTRICA
• Potência elétrica (P) é a quantidade de carga elétrica (ΔQ) que uma fonte de
tensão (V) pode fornecer ao circuito num intervalo de tempo (Δt):
• 𝑃=
𝑉.∆𝑄
∆𝑡
• como: 𝐼 =
• temos:
∆𝑄
∆𝑡
𝑃 = 𝑉. 𝐼
• Unidade de medida: volt.ampere [V.A] ou joule/segundo [J/s] ou watt [W]
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POTÊNCIA ELÉTRICA
• Se a tensão através do elemento é v e uma pequena carga Δq se move através do
elemento do terminal positivo para o negativo, então a energia absorvida pelo
elemento, Δw, é dada por:
∆𝑤 = 𝑣. ∆𝑞
• Se o tempo envolvido é Δt, então a velocidade com que o trabalho é executado,
ou a energia w é dissipada, é dada por:
∆𝑤
𝑣. ∆𝑞
lim
= lim
∆𝑡→0 ∆𝑡
∆𝑡→0 ∆𝑡
𝑑𝑤
∆𝑞
=𝑣
= 𝑣. 𝑖
𝑑𝑡
∆𝑡
• A potência é a velocidade com que uma energia é dissipada.
𝑝 = 𝑣. 𝑖
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POTÊNCIA ELÉTRICA
• Para saber se um elemento fornece ou consome energia ao/do circuito, deve-se
saber a polaridade da tensão sobre o elemento e o sentido da corrente ao
atravessar o mesmo.
• Se uma corrente positiva entra no terminal positivo de tensão, então uma força
externa deve estar excitando a corrente, logo fornecendo ou entregando energia
ao elemento. Neste caso o elemento está absorvendo energia.
• Se uma corrente positiva sai do terminal positivo de tensão (entra pelo negativo),
então o elemento está entregando energia ao circuito externo.
+
V
A
-
+
B
I
V
A
B
I
Absorve energia
Fornece energia
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POTÊNCIA ELÉTRICA CONSUMIDA NO RESISTOR
• No resistor, a potência dissipada em função de R pode ser calculada pelas
expressões:
• 𝑃 = 𝑉. 𝐼
𝑃 = 𝑅. 𝐼. 𝐼
𝑃 = 𝑅. 𝐼2
• 𝑉 = 𝑅. 𝐼
• 𝑃 = 𝑉. 𝐼
•𝐼=
𝑉
𝑅
𝑉
𝑃 = 𝑉.
𝑅
𝑉2
𝑃=
𝑅
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CAVALO-VAPOR
• Um motor é um dispositivo que converte potência elétrica em potência mecânica
num eixo em rotação.
• A potênica elétrica fornecida ao motor é medida em watts ou em quilowatts
• A energia mecânica liberada por um motor é medida em cavalo-vapor (hp,
diretamente do inglês “horse power”).
• Um cavalo-valor é equivalente a 745,7W de potência elétrica.
• Por aproximação: 1 hp = 750 W
• Ou 1 hp = ¾ kW
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CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
• A energia elétrica consumida/produzida é o produto da potência elétrica de
entrada/saída pelo tempo durante o qual essa entrada ou saída ocorre:
Energia = Potência x tempo
𝜏 = P. t
[J]=[W.s]
• Uma fonte de energia produz ou desenvolve energia e uma carga absorve energia
• O consumo de energia elétrica depende da potência do aparelho utilizado e do
tempo de utilização.
• Os aparelhos elétricos possuem diferentes potências, consumindo mais ou
menos energia.
• Energia elétrica é o que os consumidores compram das companhias elétricas.
• É o medidor de energia elétrica (relógio de luz) que registra o consumo de
eletricidade.
• Unidade de medida das companhias: [kWh]
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EFEITO JOULE
• Ocorre quando energia elétrica é transformada em energia térmica
• O calor é proveniente do choque dos elétrons em movimento no interior do
condutor (corrente elétrica) com as partículas dele.
• Aplicações práticas que se utilizam do efeito Joule para o seu funcionamento:
• Chuveiro elétrico, ferro elétrico, torneira elétrica, etc.
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