O documento discute conceitos fundamentais de potência e energia elétrica. Explica que resistores transformam energia elétrica em energia térmica, denominada potência dissipada. Apresenta fórmulas para calcular a potência em diferentes circuitos e define a unidade de potência como o watt. Também define a energia elétrica consumida e sua unidade, o joule.

1. 45
POTÊNCIA DISSIPADA
Como visto, resistores transformam energia elétrica em energia térmica. A energia térmica
transformada por unidade de tempo é denominada potência dissipada (no sentido de consumir) pelo resistor.
No entanto agora se pode calcula a potência correspondente a cada tipo de resistor ôhmico quando percorrido
por uma corrente elétrica.
P = i.U
P = R.i
P = U2
R
2
A unidade de potência dissipada no SI é o watt representado pela letra W.
A transformação de energia elétrica em energia térmica dá-se o nome de efeito Joule. É graças a esse
efeito que você pode tomar banho quente, passar sua roupa, fazer misto quente em chapas elétricas,
esquentar comida em fornos elétricos e etc.
ENERGIA
A quantidade de energia elétrica consumida no resistor, durante certo intervalo de tempo vale:
E = P.∆t
∆
A unidade de energia no SI é o Joule representado pela letra J. Uma unidade muito utilizada é o
quilowatt-hora (kWh). Um kWh é a quantidade de energia com potência de 1 kW, que é transformada no
intervalo de 1 h.
6
Relação entre o kWh e o J: 1 kWh = 1000 W . 3600 s = 3,6 . 10 J.
1 kWh = 3,6 . 106 J
EXERCÍCIOS
01. Quando uma lâmpada é ligada a uma tensão de 120 V, a corrente que flui pelo filamento da lâmpada vale
1 A. Qual a potência da lâmpada?
02. De acordo com o fabricante, um determinado resistor de 100 Ω pode dissipar, no máximo, potência de 1 W.
Qual é a corrente máxima que pode atravessar esse resistor?
03. Calcule a corrente que percorre o filamento de uma lâmpada de 120 V e 60 W.
04. Em um resistor, de resistência igual a 10 Ω passa uma corrente com intensidade de 2 A. Calcule a potência
dissipada no resistor.
05. Um tostador elétrico de 590 W, um relógio de 4 W, um rádio de 6 W e uma dúzia de lâmpadas de 60 W
cada um são alimentados simultaneamente por uma rede elétrica com tensão de 220 V. A potência total
dissipada em watts e a corrente, em ampères, que circula na rede, são, respectivamente:
a) 1230 e 7
b) 1230 e 6
c) 1320 e 7
d) 1320 e 6
06. (PUC-SP) O que consome mais energia elétrica: um banho de 30 minutos em um chuveiro elétrico de
potência 5 000 W ou uma lâmpada de 60 W que permanece ligada durante 24 horas? Justifique.
07. (UFR-RJ) Um chuveiro, quando ligado a uma diferença de potencial constante de 110 V, desenvolve uma
potência de 2200 W. Esse chuveiro fica ligado nessa ddp todos os dias durante apenas 10 minutos. Nesse
caso, responda:
a) Qual a energia, em joules, consumida por esse chuveiro durante 10 minutos?
b) Se 1 kWh custa RS 0,60 (sessenta centavos), qual a despesa em reais com esse chuveiro durante um mês
(trinta dias)?
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2. 46
08. (UFPE) Um raio é produzido a partir de um ponto da atmosfera que está num potencial de 18 MV (M: mega
6
= 10 ) em relação à Terra. A intensidade de descarga é de 200 kA e tem duração de 1 ms. Por outro lado, o
consumo médio da residência do Porf. Pardal em um mês é de 125 kWh. Se a energia liberada por um raio,
como o descrito acima, pudesse ser armazenada de forma útil, quantas residências iguais à do Prof. Pardal
poderiam ser abastecidas no período de um mês?
09. Em um chuveiro vemos escrito: 5400 W – 220 V. Isso significa que, ao ser ligado sob tensão de 220 V, o
aparelho consumirá uma potência de 5400 W. Supondo que o chuveiro esteja ligado sob 220 V, calcule, em
kWh, a energia consumida em 2,0 horas de funcionamento.
10. (UF-PB) Uma residência, alimentada com uma tensão de 220 V, usa alguns equipamentos elétricos, cuja
potência de cada um e o tempo de funcionamento em um mês encontram-se especificados na tabela abaixo:
Equipamento
Quant.
Lâmpada
Ferro elétrico
Televisor
4
1
1
Tempo
(h)
120
30
60
Potência
(W)
60
600
120
A energia elétrica consumida em kWh pelos equipamentos vale:
a) 42
b) 6
c) 32
d) 54
e) 72
11. O fusível de entrada de uma casa alimentada com tensão de 110 V queima-se se a intensidade da corrente
total ultrapassar 20 A. Qual é o número máximo de lâmpadas de 100 W que poderão estar ligadas sem que o
fusível se queime? (Supõe-se que nenhum outro aparelho elétrico esteja funcionando).
a) 2
b) 5
c) 11
d) 22
e) 60
12. (Fuvest-SP) No medidor de energia elétrica usado na medição do consumo de residências há um disco,
visível externamente, que pode girar. Cada rotação completa do disco corresponde a um consumo de energia
elétrica de 3,6 Watt-hora. Mantendo-se, em uma residência, apenas um equipamento ligado, observa-se que o
disco executa uma volta a cada 40 segundos. Nesse caso, a potência “consumida” por esse equipamento é de,
aproximadamente:
a) 36 W
b) 90 W
c) 144 W
d) 324 W
e) 1000 W
13. Preocupado em economizar energia elétrica em sua residência, um jovem quer determinar qual o consumo
relativo à utilização, durante o mês, da máquina de lavar roupa. Percebeu que os ciclos de lavagem duram 30
min e que a máquina é utilizada durante 12 dias no mês (30 dias). Sabendo que o manual do fabricante informa
que essa máquina tem potência de 450 W, qual foi o consumo encontrado em kWh?
14. (UEL-PR) A corrente elétrica em um soldador elétrico é 5,0 A, quando submetido a uma diferença de
potencial de 110 V. A potência dissipada por esse soldador, em watts, é igual a:
2
2
3
a) 1,1 . 10
b) 2,2 . 10
c) 1,1 . 10
d) 5,5 . 10
e) 2,8 . 10
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3. 47
GABARITO
01.
P = i . U = 1 . 120 = 120 W
02.
2
P=R.i
→
03.
P=i.U →
1 = 100 . i
→
60 = i . 120 →
2
i = 1
100
2
i = 0,01 = √0,01 = 0,1 A
→
i = 60 = 0,5 A
120
04.
2
2
P = R . i = 10 . 2 = 10 . 4 = 40 W
05.
OPÇÃO D.
PTO = 590 W
PRe = 4 W
PRa = 6 W
PLA = 60 W . 12 = 720 W
PTotal = PTO + PRe + PRa + PLA
PTotal = 590 + 4 + 6 + 720 = 1320 W
P = i . U → 1320 = i . 220
i = 1320 = 6 A
220
06.
Energia consumida pelo chuveiro (EC):
EC = P . ∆t = 5000 . 0,5 = 2500 Wh = 2,5 kWh
Energia consumida pela lâmpada (EL):
EC = P . ∆t = 60 . 24 = 1440 Wh = 1,44 kWh
O chuveiro elétrico consome mais energia que a lâmpada pois a sua potência é maior que a potência da
lâmpada.
07.
a) ∆t = 10 min = 600 s = 1/6 h
6
E = P . ∆t = 2200 . 600 = 1320000 J = 1,32 . 10 J
b) EDia = P . ∆t = 2200 . 1
6
EMês = 30 . EDia = 30 . 2200 . 1 = 11000 Wh = 11 kWh
6
Consumo = 0,60 . 11 = 6,6. Portanto, a despesa com o chuveiro é de R$ 6,60.
08.
6
U = 18 . 10 V
3
i = 200 . 10 A
-3
-2
∆t = 1 . 10 s = 1 . 10 h
3600
Ecasa = 125 kWh
09.
U = 220 V
P = 5400 W
∆t = 2 h
3
6
3
Praio = i . U = 200 . 10 . 18 . 10
9
Praio = 3600 . 10 W
9
Ncasas = Eraio = 1 . 10 kWh
Ecasa 125 kWh
-3
Eraio = P . ∆t = 3600 . 10 . 1 . 10
3600
6
Eraio = 1 . 10 Wh
3
Eraio = 1 . 10 kWh
3
Ncasas = 0,008 . 10 = 8 casas.
E = P . ∆t = 5400 . 2
E = 10800 Wh
E = 10,8 kWh
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4. 48
10.
OPÇÃO D.
Equipamento
Quant.
Tempo (h)
Potência (W)
Lâmpada
4
120
60
Ferro elétrico
1
30
600
Televisor
1
60
120
Total
Energia (kWh)
4 . 120 . 60 = 28,8
1000
1 . 30 . 600 = 18
1000
1 . 60 . 120 = 7,2
1000
54
11.
OPÇÃO D.
Primeiro devemos calcular a resistência de uma lâmpada e depois calcular a resistência equivalente da
associação.
2
2
→ R = 121 Ω
U = Req . i → 110 = Req . 20 → Req = 5,5 Ω
P = U → 100 = 110
R
R
Como a resistência equivalente é menor que a resistência de uma lâmpada percebemos que estão associadas
em paralelo, daí temos:
Req = R → 5,5 = 121 → N = 22 lâmpadas
N
N
12.
OPÇÃO D.
E = 3,6 Wh
∆t = 40 s = 40 = 1 h
3600 90
P = E = 3,6 = 3,6 . 90 = 324 W
1
∆t
1
90
13.
∆t = 0,5 . 12 = 6 h
P = 450 W
E = P . ∆t = 450 . 6 = 2700 Wh = 2,7 kWh
14.
OPÇÃO D.
i=5A
U = 110 V
2
P = i . U = 5 . 110 = 550 W = 5,5 . 10 W
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