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4/26/2019 1 TUTORIA ONLINE Trabalho Elétrico É a transformação de energia elétrica em outra forma de energia. 4/26/2019 2 Potência Elétrica Capacidade de um consumidor(carga) produzir trabalho, em determinado tempo, a partir da energia elétrica. Exemplo: Os dois elevadores fazem o mesmo trabalho, a diferença é que um deles, tendo um motor mais potente, desloca-se mais rapidamente, portanto, realiza o trabalho em menor tempo. Unidade de medida de Potência Elétrica Unidade de medida: Watt Símbolo: W Um watt (1 W), corresponde à potência desenvolvida por uma carga no intervalo de tempo de 1 segundo alimentada por uma tensão de 1 V na qual circula uma corrente de 1 A. 4/26/2019 3 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GW MW kW W mW µW nW Tabela para conversão de Potência Elétrica 2,5 W → kW 2 5 , 0 0 0 2 5 0 0 0 2 5 , 2,5 W = 0,0025 kW , Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GW MW kW W mW µW nW Tabela para conversão de Potência Elétrica 0,5 MW → W 0 5 , 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 , 0,5 MW = 500 000 W , 4/26/2019 4 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GW MW kW W mW µW nW Tabela para conversão de Potência Elétrica 12 GW → kW 1 2 0 1 2 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 12 GW = 12 000 000 kW , , , Determinação da POTÊNCIA P: Potência Elétrica - watt (W) V: Tensão Elétrica - volt (V) I: Corrente Elétrica - ampère (A) A potência elétrica depende da tensão aplicada e da corrente que circula nos seus terminais. V P I I P V IVP 4/26/2019 5 EXEMPLO Uma lâmpada de lanterna de 12 V solicita uma corrente de 0,5 A das baterias. Qual é a potência da lâmpada? IVP WAVP 65,012 I = ? R = 0,5Ω V = 6V I = 2mA R = 1kΩ V = ? R = ? I = 2mA V = 3V R V I I V R IRV IRV . A V 12 5,0 6 VA 2002,0000.1 k A V 5,11500 002,0 3 IVP WAV 72126 IVP WAV 004,0002,02 IVP WAV 006,0002,03 Informe o valor de V, I, R e P IVP . 4/26/2019 6 Equações combinadas Quando se faz necessário combinar as fórmulas da potência e a 1° Lei de Ohm. IRV . IVP . Potência Corrente Tensão Resistência Resumo das Fórmulas 4/26/2019 7 Potência Corrente Tensão Resistência IVP IIR 2IRP IRV . IVP . IVP IVP R V V R V P 2 2IR R V 2 R V I V I Potência Corrente Tensão Resistência IRV V P R IRV . IVP . IRV V P I V P RV PRVV PRV 2 PRV I P V I 4/26/2019 8 Potência Corrente Tensão Resistência IRV . IVP . I V R I V R I I P 2I P R II P 1 2I P I V R V P V P V R 2 P V V P V 2 V P I I P V I V Potência Corrente Tensão Resistência V P I IRV . IVP . IR P I PIRI R P I 2 R P I V P I IR P R V I V 4/26/2019 9 Determinação da POTÊNCIA Circuito Série IT R1 R2 I1 I2 V1 V T V2 IT P1 P2 IT R1 V T V1 I1 P1 R2 V2 I2 P2 I2 Circuito Paralelo PT = P1 + P2 + ... + Pn Circuito Série IT R1 R2 I1 I2 V1 V T V2 IT P1 P2 RT = R1 + R2 VT = V1 + V2 PT = P1 + P2 IT = I1 = I2 IT R1 V T V1 I1 P1 R2 V2 I2 P2 I2 VT = V1 = V2 PT = P1 + P2 IT= I1 + I2 Circuito Paralelo 21 21 RR RR RTotal 4/26/2019 10 Leis de Joule A unidade de medida chamada joule refere-se a energia. Onde existe uma relação entre o fluxo da corrente que passa por meio de uma resistência elétrica e o calor dissipado, formulando as chamadas Leis de Joule. Uma resistência transforma a energia elétrica recebida de um circuito em energia térmica. Isso quer dizer que essa resistência dissipa (em forma de calor) a energia elétrica que recebe do circuito. Assim, a potência elétrica consumida por uma resistência é a energia dissipada por ela. Potência dissipada 2IRP IVP . IRV . Toda vez que falamos em energia, estamos falando da potência em uma determinada variação de tempo Δt (lê-se “delta t”). tPE . tIRE .. 2 Portanto, podemos dizer que Substituindo P por sua igualdade, teremos: “A energia elétrica dissipada em uma resistência, num dado intervalo de tempo Δt, é diretamente proporcional ao quadrado da intensidade de corrente que a percorre”. 2IRP Por essa fórmula, podemos dizer que a Lei de Joule é: 4/26/2019 11 Podemos concluir que: “Quando a ddp é constante, a potência elétrica dissipada em uma resistência é inversamente proporcional a sua resistência elétrica”. IVP . IRV . R V P 2 Utilizando agora a segunda fórmula da potência: Tensão nominal de funcionamento Certos aparelhos, como os chuveiros e as lâmpadas, tem uma característica particular: Seu funcionamento obedece a uma tensão previamente estabelecida. Exemplos: > Chuveiros para 127 V ou 220 V; > Lâmpadas para 6 V, 12 V, 127 V, 220 V e outras tensões. A tensão para a qual esses consumidores são fabricados chama-se tensão nominal de funcionamento. 4/26/2019 12 Limite de dissipação de potência Há um grande número de componentes eletrônicos que se caracteriza por não ter uma tensão de funcionamento especificada e, por isso, podem funcionar com os mais diversos valores de tensão. É o caso dos resistores que não trazem nenhuma referência quanto a tensão nominal de funcionamento. Entretanto, podemos calcular qualquer potência dissipada por um resistor ligado a uma fonte geradora. A potência dissipada é calculada pela fórmula: R V P 2 400 92 400 812 W2025,0 mW5,202 Como a resistência não produz luz ou movimento, a potência é dissipada em forma de calor, que aquece o componente. Por isso, é necessário verificar se a quantidade de calor produzida pelo resistor não é excessiva a ponto de danificá-lo. 4/26/2019 13 Conclusão: Exemplos de potências de resistores: 1/8 W = 0,125 W 1/4 W = 0,25 W 1/2 W = 0,5W 1 W 3 W Quanto maior for a potência dissipada, maior será o aquecimento. R V P 2 400 92 400 812 W2025,0 1/8 W = 0,125 W 1/4 W = 0,25 W 1/2 W = 0,5W 1 W 3 W De qual potência precisa ser este resistor de 400Ω ? 4/26/2019 14 EXEMPLO Um aquecedor elétrico tem uma resistência de 8 Ω e solicita uma corrente de 10 A. Qual é a sua potência? IVP WP 800108 2 IRV . IVP . IIR 2IRP 8 Ω 10 A EXEMPLO Um acendedor de automóvel funciona com 12 V, que são fornecidos pela bateria. Sabendo que a resistência do isqueiro é de 3 Ω, calcule sua potência dissipada. IVP IRV . IVP . 12 V 3 Ω R V I R V V R V 2 3 122 3 144 P W48 4/26/2019 15 Determine: RT, I1, I2, I3, IT, V1, V2, V3, VT. V T 45V IT RT IT R3 = 30Ω I1 I3 V T 45V R1= 40Ω R2 = 20Ω I2 321 RRRReq T T T R V I 90203040eqR A V 5,0 90 45 VAIRV 205,04011 VAIRV 105,02022 VAIRV 155,03033 VVT 45151020 IVP 11 IVP 22 IVP 33 IVP TT WA 105,020 WA 55,010 WA 5,75,015 WA 5,225,045 32 32 23 RR RR R IT R1=10Ω V T = 20V I1 R2=20Ω I2 I3 R3= 20Ω 231 231 RR RR RT IT R1=10Ω I1 I23 R23= V T = 20V RT= ITI123 V T = 20V Determine: RT, I1, I2, I3, IT, V1, V2, V3, VT. 1 1 R V I 2 2 R V I 3 3 R V I T T T R V I 10 2020 2020 5 1010 1010 A V 4 5 20 A V 2 10 20 A V 1 20 20 A V 1 20 20 IVP 11 IVP 22 IVP 33 IVP TT W40220 W20120 W20120 W80420 4/26/2019 16 IT R1= 400Ω V T = 5V I1 R2= 300Ω I2 I3 R3= 150Ω RT IT I123 V T = 5V 32 32 23 RR RR R 231 RRRT T T T R V I 111 IRV 232323 IRV 2 2 2 R V I 3 3 3 R V I Determine: RT, I1, I2, I3, IT, V1, V2, V3, VT. IT V T = 5V I1 I23 R23= R1= 400Ω 100 450 000.45 150300 150300 500100400 mAA V 1001,0 500 5 VA 401,0400 VA 101,0100 mAA V 3,30033,0 300 1 mAA V 7,60067,0 150 1 IT R1= 400Ω V T = 5V I1 R2= 300Ω I2 I3 R3= 150Ω 32 32 23 RR RR R 231 RRRT T T T R V I 111 IRV 232323 IRV 2 2 2 R V I 3 3 3 R V I Determine: RT, I1, I2, I3, IT, V1, V2, V3, VT. 100 450 000.45 150300 150300 500100400 mAA V 1001,0 500 5 VA 401,0400 VA 101,0100 mAA V 3,30033,0 300 1 mAA V 7,60067,0 150 1 IVP 11 IVP 22 IVP 33 IVP TT W04,001,04 W0033,00033,01 W0067,00067,01 W05,001,05 4/26/2019 17 Obrigado!
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