Efeito Joule e Potência elétrica

1) Como é identificado a quantidade de energia elétrica que está sendo transformada em outros tipos de energia?

A quantidade de energia elétrica transformada por unidade de tempo é denominada potência elétrica. Desse modo, potência elétrica é a grandeza escalar que mede a taxa temporal de transferência de energia transformada em um bipolo elétrico (condutor que possui dois polos).

2) Em termos práticos, como é apresentado a potência elétrica?

Pode-se dizer que ela corresponde à rapidez com que se realiza um trabalho.

3) Como é medida a potência elétrica?

A potência elétrica é medida em Watt (W), indica a quantidade de energia elétrica em joule (J) transformada num aparelho a cada segundo (s). W –> J/s.

4) Que relação existe entre corrente, tensão e potência?

Em geral, os aparelhos consumidores resistivos do dia a dia são submetidos na mesma tensão (constante), mas suas potências são diferentes. Isso significa que no circuito de cada aparelho podem existir diferentes intensidades de corrente elétrica, de forma proporcional. Logo, a potência (P) será o produto da tensão constante (V) com a corrente variável (i), obedecendo a proporcionalidade das grandezas.

Os eletrodomésticos em geral costumam estar acompanhados de duas especificações ditas valores nominais. Uma delas é a tensão nominal, que é a tensão em que o aparelho deve ser ligado na rede elétrica. A potência nominal é aquela desenvolvida pelo aparelho quando ligada a uma tensão igual à nominal. Por exemplo, se um ferro de passar com os valores nominais 127V – 1350W for ligado a uma tensão menor do que 127V dissipará uma potência menor do que a esperada, já se for ligado a uma tensão maior, poderá dissipar maior potência do que foi projetado para suportar podendo reduzir sua vida útil ou até mesmo queimar.

5) Um chuveiro elétrico possui a seguinte indicação:  220V/4.400W. Calcule a corrente elétrica quando o chuveiro está ligado nas condições de trabalho proposta. Calcule também a nova potência caso o chuveiro seja ligado indevidamente em 110V.

Identificamos que potência de funcionamento desse chuveiro é P = 4.400 W e tensão V = 220 V.

Utilizando I = P/V, teremos neste chuveiro uma corrente I = 4.400/200 = 20 A.

Utilizando P = V · I, se esse chuveiro for ligado em 110 V teremos uma potência 

P = 110 x 20 = 2.200 W.

 (Nesse caso, o aparelho não liberará a potência indicada pelo fabricante)

Atividades:

1) A maioria dos aparelhos elétricos tem uma parte resistiva, ou seja, que se transforma também em forma de calor?

      (A) Sim, mesmo os receptores (motores elétricos, TV, rádio) ficam aquecidos durante seu funcionamento.

      (B) Não, toda energia elétrica numa lâmpada é transformada em energia luminosa.

      (C) Nada pode ser notado a esse respeito, pois não há lei da Natureza que estabeleça essa realidade.

      (D) Somente é possível que a energia elétrica se transforme em calor, se houver uma potência maior que a corrente.

 

2) Por que não é possível caracterizar um aparelho consumidor somente por sua potência?

      (A) Porque é necessário um impulso mecânico maior que a potência de um equipamento.

      (B) Porque se for submetido à tensão incorreta, o aparelho não liberará a potência indicada pelo fabricante.

      (C) Porque a corrente elétrica deve ser capaz de gerar uma tensão elétrica para ligar um aparelho.

      (D) Porque não tem resistência elétrica suficiente para ser transformada em calor.

 

3) Na lateral de um aspirador de pó, é possível ler as seguintes informações: Tensão: 127V – Potência: 1.200W. O que significa dizer que esse aparelho possui uma potência de 1.200 W?

     (A) A quantidade de energia, em Joule, por cada segundo, necessária para o aparelho realizar trabalho.

     (B) O grau de conforto possível na utilização do aparelho.

     (C) A rapidez com que o aparelho dissipa a energia em calor.

     (D) A potência elétrica não depende da tensão, nem da resistência do circuito do aparelho, apenas da quantidade de calor que é fornecida ao aparelho, através do Efeito Joule.

 

 

4) Um ferro elétrico industrial de resistência elétrica igual a 22 Ω é percorrido por uma intensidade de corrente elétrica i equivalente a 10 A. Qual a potência desse ferro elétrico ?

 

5) Um chuveiro elétrico funciona a 110 V. Qual a potência utilizada no aquecimento da água numa resistência de 20 Ω ? E numa resistência de 10 Ω ?

 

6) Um ferro elétrico é ligado a uma tomada de 110 V e dissipa uma potência, na forma de calor, de 550 W. Qual é a corrente elétrica que passa pelo ferro elétrico?

 

7) Um secador de cabelo traz a inscrição 3.175W - 127V. Qual é a corrente elétrica que atravessa esse secador quando ligado adequadamente?

8) Qual é a intensidade de corrente elétrica que percorrerá um secador de cabelos de 600 W ligado à rede de 120 V?

 

9)  Sabemos que é constante a tensão nos terminais de um chuveiro elétrico. Desejando que a água flua mais quente, devemos aumentar ou diminuir a resistência do chuveiro?

      (A) Como P = U²/R, deve-se diminuir a resistência.

      (B) Como P = U²/R, deve-se aumentar a resistência.

      (C) Como P = R · I², deve-se manter a resistência e diminuir a corrente.

      (D) Como P = R · I², deve-se manter a resistência e manter a corrente.

 

10) Um chuveiro elétrico está submetido a uma tensão de 110 V e dissipa uma potência de 5.500 W. Qual o valor da resistência elétrica desse resistor?

 

11) Qual o valor da resistência do chuveiro elétrico de 2.200 W, na tensão de 110 V?

 

12) Durante uma viagem, você compra um chuveiro elétrico com especificação na embalagem de 220 V e 7.000 W. Ao chegar em casa, após a instalação, você percebe que sua rede elétrica fornece apenas 127 V. Em relação ao funcionamento do chuveiro instalado em 220 V, se você ligá-lo na potência máxima e em 127 V:

     (A) o chuveiro irá queimar, e a água sairá fria.

     (B) a água sairá aquecida à mesma temperatura.

     (C) a água sairá aquecida, porém, mais fria.

     (D) a água sairá aquecida, porém, mais quente.

     (E) o chuveiro não irá funcionar, e a água sairá fria.

 

13) Abaixo vemos um resistor de um chuveiro de três posições: fria, verão e inverno, que dependem do modo como estão conectados os polos A, B e C. O selo indicativo na traseira do chuveiro mostra os valores 6.600 W – 220 V e sua amperagem.

a) De acordo com o texto, identifique quais as conexões entre os polos para cada uma das posições do botão do chuveiro, justificando sua resposta.

b) Interpretando o texto acima e aplicando seus conhecimentos de eletricidade, determine a corrente máxima do chuveiro em questão. Qual a resistência elétrica quando a chave está nessa posição?

 

14) O resistor de um chuveiro fundiu e, provisoriamente, um dos pedaços do fio foi colado; o comprimento do resistor, porém, ficou um pouco menor. O que acontecerá com o aquecimento da água? Por quê?

Será maior; com menor comprimento a resistência elétrica é maior que a da situação anterior e a potência e a dissipação de energia são maiores.

 

15) Nos aparelhos resistivos, a energia elétrica transformada em energia térmica por unidade de tempo é denominada de potência dissipada. Essa potência é praticamente a mesma fornecida pela fonte. Podemos dizer que:

     (A) dissipam a mesma potência quando submetida à mesma tensão.

     (B) dissipam uma mesma potência, qualquer que seja a tensão que lhe é aplicada.

     (C) transformam toda energia elétrica em energia cinética a cada segundo.

     (D) transformam toda energia térmica em energia elétrica a cada segundo.

Pesquisa Google:

1) Sabemos que é constante a tensão nos terminais de um chuveiro elétrico. Desejando que a água flua mais quente, devemos aumentar ou diminuir a resistência do chuveiro? 

P = U²/R. Diminuir a resistência

 

2) A maioria dos aparelhos elétricos tem uma parte resistiva? Justifique sua resposta. 

Sim, mesmo os receptores (motores elétricos, TV, rádio) ficam aquecidos durante seu funcionamento.

 

3).Por que não é possível caracterizar um aparelho consumidor somente por sua potência? 

Porque se for submetido à tensão incorreta, o aparelho não liberará a potência indicada pelo fabricante.

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