Potencia eletrica

Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Física
Ensino Médio, 3º Ano
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FÍSICA, 3° Ano do Ensino Médio
Potência Elétrica
INTRODUÇÃO
No nosso cotidiano são várias as situações onde o conhecimento de Física pode nos ajudar
a tomar decisões.
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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Potência Elétrica
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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Público.
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Potência Elétrica
POTÊNCIA DA CORRENTE ELÉTRICA
Você já esteve em contato com conceito de POTÊNCIA quando estudou o conceito de
ENERGIA na MECÂNICA. Em eletricidade, a potência da corrente elétrica tem o mesmo
significado. Observe a animação.
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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Potência Elétrica
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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,
destacamos 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 – informações do aparelho
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:
 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.
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CÁLCULO DA ENERGIA ELÉTRICA
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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
Atividade especial adaptada – conta de energia elétrica
Potência Elétrica
QUANTIDADE APARELHO ESPECIFICAÇÃO
DDP/Potência
HORA DE USO POR
DIA
TOTAL GASTO NO
MÊS EM kWh
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
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EXEMPLOS
Questão 01 - Um estudante resolveu acampar durante as férias de verão. Em sua
bagagem levou uma lâmpada com as especificações: 220 V - 60 W. No camping
escolhido, a rede elétrica é de 110 V. Se o estudante utilizar a sua lâmpada na
voltagem do camping:
• não terá luz, pois a lâmpada “queimará”;
• ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 15 W;
• ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 30 W;
• ela brilhará normalmente, dissipando a potência de 60 W.
http://www.supletivounicanto.com.br/docs/listas/medio/fisica/Fisica_3o_Ano_potencia_eletrica_fim.pdf
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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
Potência Elétrica
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
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Potência Elétrica
Resistores – Leis de Ohm
A corrente elétrica quando
percorre um condutor provoca
colisões entre os portadores
de carga elétrica(elétrons) e
os átomos da rede do
condutor. Então os átomos da
rede funcionam como
verdadeiros obstáculos à
passagem da corrente
elétrica. Isso gera então o
EFEITO JOULE.
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Potência Elétrica
São classificados, quanto à
transformação de ENERGIA.
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Geradores – qualquer tipo de energia em elétricaReceptores – Energia elétrica em qualquer tipo de energiaReceptores Ativos – Energia Elétrica em alguma outra
modalidade, exceto TERMICA.
Receptores Resistivos – Energia elétrica
EXCLUSIVAMENTE em energia térmica.

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Resistência elétrica (R) entre
dois pontos de um condutor de
um condutor é a razão entre a
ddp (U) e a Corrente elétrica (i)
ddp
Corrente

Potência Elétrica
U
i
U= R.i
U
i
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A 1ª Lei de OHM só é valida para
resistores ôhmicos.
Resistor ôhmico Resistor não-ôhmico

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(UCSal-BA) Um resistor de 100 Ω é percorrido por
uma corrente elétrica de 20 mA. A ddp entre os
terminais do resistor, em volts, é igual a:
a) 2,0 b) 5,0 c) 2,0 . 10 d) 2,0 . 103
e) 5,0 . 103

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(Uneb-BA) Um resistor ôhmico, quando
submetido a uma ddp de 40 V, é atravessado por
uma corrente elétrica de intensidade 20 A.
Quando a corrente que o atravessa for igual a 4 A,
a ddp, em volts, nos seus terminais, será:
a) 8 b) 12 c) 16 d) 20 e) 30

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Ao ser estabelecida uma ddp de 50V entre os
terminais de um resistor, estabelece-se uma
corrente elétrica de 5A. Qual a resistência entre os
terminais?
10 Ω

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Um resistor de resistência R, ao ser submetido a
uma ddp U, passa a ser percorrido por uma
corrente i. O valor da corrente elétrica, se a ddp
for o dobro do valor inicial e a resistência for
substituída por outra de valor 3R, é:
a) 6i b) 3i/2 c) 2i/3 d) i/6 e) 5i

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Você ainda se lembra da 1ª
LEI DE OHM?
ddp
Corrente
ddp
Corrente
𝑃 = 𝑅𝑖² 𝑒 𝑃 =
𝑈2
𝑅

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Um chuveiro elétrico residencial tem o seu
seletor de temperatura colocado na posição
inverno. Nessa posição, a potência dissipada
pelo aparelho, em forma de calor, é de 5000 W.
Assumindo que o aparelho permaneça ligado
por 30 min por dia, assinale entre as alternativas
abaixo aquela que indica a quantidade mensal
de energia dissipada em kWh.
a) 75 kWh b) 4500 kWh c) 4,5 kWh
d) 2700 kWh e) 2,7 kWh

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Podemos calcular a quantidade de calor dissipado pelo efeito Joule
por meio de uma relação simples: Q = i2R.t, na qual Q é a quantidade
de calor dissipado em Joules; i é a corrente elétrica em Amperes; R é
a resistência elétrica do condutor em Ohms; e t é o tempo que a
corrente elétrica leva para atravessá-lo em segundos. Dessa forma,
assinale a alternativa que apresenta corretamente a resistência
elétrica, em Omhs, de um condutor que dissipa 64 J de calor quando
percorrido por uma corrente elétrica de 4 A durante um tempo de 2
s.
a) 20 Ω b) 2 Ω c) 10 Ω d) 100 Ω e) 0,2 Ω

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Quando um fio condutor é percorrido por uma ________, parte da
energia ________ dos ____________ é transferida para os átomos,
aumentando sua agitação. Com isso, há um aumento na ________ .
O nome que se dá a esse fenômeno é efeito ________.
Complete as lacunas e assinale a alternativa correta:
a) corrente elétrica, elétrica, elétrons, temperatura, Joule.
b) corrente elétrica, potencial, elétrons, temperatura, compton.
c) tensão elétrica, potencial, prótons, temperatura, fotoelétrico.
d) tensão elétrica, elétrica, elétrons, temperatura, Joule.
e) corrente elétrica, cinética, elétrons, temperatura, Joule.
cinética elétrons
temperatura
joule
Corrente i

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Assinale a alternativa incorreta em relação ao efeito Joule.
a) O calor dissipado pelo efeito Joule é diretamente proporcional ao
quadrado da corrente elétrica.
b) A energia elétrica dissipada em forma de calor é diretamente
proporcional à potência elétrica dissipada.
c) A quantidade de calor dissipada é inversamente proporcional à
resistência elétrica do material.
d) Quanto maior o tempo de passagem da corrente elétrica, maior
será a quantidade de energia dissipada.
e) Se um material dissipa mais energia em forma de calor do que
outro, sua resistência elétrica é maior.

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Permite calcular a Resistencia
em função de suas
características.
comprimento
Área
A
A
A
A
l
l
l
l
l
A
2
resistência R
resistência 2R
Fios de mesmo
material
resistência R
resistência R/2
Fio condutor
Fios de mesmo
material
Rô
Resistividade Elétrica

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(UNIFESP) Você constrói três resistências elétricas, RA, RB e RC, com
fios de mesmo comprimento e com as seguintes características:
I. O fio de RA tem resistividade 1,0·10–6 Ω·m e diâmetro de 0,50 mm.
II. O fio de RB tem resistividade 1,2·10–6 Ω·m e diâmetro de 0,50 mm.
III. O fio de RC tem resistividade 1,5·10–6 Ω·m e diâmetro de 0,40 mm.
Pode-se afirmar que:
a) RA > RB > RC. b) RB > RA > RC.
c) RB > RC > RA. d) RC > RA > RB.
e) RC > RB > RA.

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(Mack) Um fio A tem resistência elétrica igual a duas vezes a
resistência elétrica de outro fio B. Sabe-se que o fio A tem o dobro do
comprimento do fio B e sua secção transversal tem raio igual à metade
do raio da secção transversal do fio B. A relação pA / pB entre a
resistividade do material do fio A e a resistividade do material do fio B
é:
a) 0,25 b) 0,50 c) 0,75 d) 1,25 e) 1,50

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Dois fios A e B são tais que o comprimento do fio B é o dobro do
comprimento do fio A e a área de secção do fio A é 8 vezes menor que
a do fio B. Sendo os fios feitos do mesmo material, determine a razão
entre a resistência do fio B e a do fio A.
a) ½ b) ⅛ c) ¼ d) ⅞ e) 1

• NUSSENZWEIG, Moisés. Curso de Física Básica. v.3. 4ª ed. Edgard
Blücher Editora.
• TIPLER, Paul A. Física. v.3.4ª ed. Livros Técnicos e Científicos Editora.
• Halliday, Resnick, Walker. Fundamentos de Física. v.1. 7ª ed. Livros
Técnicos e Científicos Editora.
• FEYNMAN. Lectures on Physics. v.3. Addison Wesley.
• GUIMARÃES, Luiz A. Mendes. Física para o 2° grau. Eletricidade. Ed.
Harbra, 1997.
• FUKUI, Ana. Física: Ensino Médio. 3ª série. 1ª ed. Edições SM, 2009.
• DOCA, Ricardo Helou. Física. Vol. 3. Mecânica. 1ª ed. Ed. Saraiva, 2010.
• FERRARO, Nicolau Gilberto. Física Básica. Vol. único. 3ª ed. Atual, 2009.
BIBLIOGRAFIA
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Potência Elétrica
• http://www.brasilescola.com/fisica/potencia.htm
• http://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%A2mpada_incandescente
• http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Chuveiro.JPG
• http://exame.abril.com.br/marketing/noticias/varejo-corta-precos-de-eletronicos-em-ate-80-
hoje
• http://luzcasa.com.br/Produto-LAMPADAS---Incandescente-E27-Lampada-Incandescente-
Leitosa-60-Watts---OSRAM-versao-14-14.aspx
• http://www.supletivounicanto.com.br/docs/listas/medio/fisica/Fisica_3o_Ano_potencia_eletr
ica_fim.pdf
• http://dc145.4shared.com/doc/NDKbdPEp/preview.html
• http://profsolimar.blogspot.com.br/2012/02/tudo-sobre-chuveiro-eletrico.html
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Potência Elétrica
• http://www.tungsten-bar.com/Portuguese/tungsten-wire.html
• http://republica.ath.cx/matdidatico/eter/1oano/MMM/Cap04-
Dispositivos%20de%20Protecao.pdf
• http://www.youtube.com/watch?v=v1TdSgOwoeU&feature=fvsr
• http://www.geocities.ws/hifi_eventos/ResistenciaEletrica.html
• http://www.kuroski.com.br/escola/opet/listaOpet3EM.pdf
• Todos os acessos feitos em 06.06.2012
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