Resumo de Física - Potência elétrica

A potência elétrica é definida como a taxa de energia transformada ou transferida ao longo do tempo. Ou seja, é a conversão de energia elétrica em outros tipos de energia visando as necessidades das pessoas.

Para ficar ainda mais simples, basta pensar no caso do ventilador. Ao ligar o aparelho na tomada, o objetivo é transformar a energia elétrica em energia mecânica, pois apenas assim será possível fazer as hélices girarem.

Ainda no exemplo do ventilador, a potência elétrica define a sua “força” e eficiência funcional, inclusive em relação aos outros modelos do aparelho. Com o objetivo de entender melhor a importância e forma de atuação da potência nos equipamentos elétricos e eletrodomésticos, vale reforçar conceitos como o de carga elétrica.

Carga elétrica

O estudo da eletricidade parte da ideia de que é viável a observação de uma força de atração ou repulsão. A exemplo da gravidade, essa força atua à distância, sempre entre objetos que estão eletricamente carregados.

E quem é a responsável por essa força? A resposta é a carga elétrica. É por isso que existem dois tipos de cargas elétricas: as que se atraem (tipos opostos)  e as que se repelem (tipos iguais).

Ao considerar que as cargas se aproximam ou se afastam, fica notável que existe um fluxo. Como essa movimentação precisava receber um nome, ela foi batizada de corrente elétrica.

Corrente elétrica e tensão

Na forma conceitual, a corrente é definida como o número de cargas (Q) por unidade de tempo (T) que passa através de um espaço limitado. Voltando para a questão do ventilador, esse espaço é o interior do fio que é conectado na tomada.

Logo, a corrente elétrica (i) pode ser expressa pela fórmula:

A movimentação dessas cargas, incluindo as positivas e as negativas, ocorre no sentido de ir para um ponto onde exista situação de menor energia. Nesse sentido, a tensão ou diferença de potencial entre dois pontos é relacionada com a alteração de energia sentida por uma carga que está próxima desses espaços.

Frente o desafio de entender o conceito de tensão e corrente elétrica, é válido fazer a analogia com o comportamento do corpo humano. No dia a dia é comum procurar posições corporais que  ajudem a gastar a menor energia possível, considerando sempre a ação da força gravitacional que atua sobre nós.

Potência elétrica

Agora que foi tratado conceitos como corrente e tensão, resta seguir com objetivo de definir a potência elétrica (P). Considerando que a potência é a taxa com que a energia elétrica é transformada em energias térmica, mecânica luminosa, ela é o resultado da multiplicação da corrente (i) pela tensão (U).

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a potência elétrica é dada em Watt (W), em homenagem a James Watt, inventor da máquina a vapor. 

A noção de potência contribui na compreensão de questões do nosso cotidiano. Vale lembrar que o termo está presente na conta de energia e nos manuais técnicos de aparelhos elétricos.

Quanto mais energia for convertida em um menor intervalo de tempo, maior será potência elétrica do equipamento. No caso de uma lâmpada incandescente, que em 1 segundo transforma 100 joule de energia elétrica em energia térmica e luminosa, a potência elétrica será de 100 W.

Potência elétrica dissipada

Ao usar um aparelho que funciona com transformação de energia, é natural observar que ele esquenta durante esse processo. O aquecimento é conhecido como efeito Joule. Ele é o resultado das colisões que as cargas elétricas sofrem contra os átomos e íons que estão no condutor.

Como resultado, a energia que sai do equipamento é denominada de energia dissipada. Alguns aparelhos têm como finalidade dissipar toda a energia elétrica, objetivando converter tudo em energia térmica. É o caso do chuveiro, do ferro de passar e do secador de cabelo.

Os aparelhos usados como exemplo têm resistores, peças feitas para transformar integralmente as energias mencionadas. Por isso, quando o fluxo de corrente passa por ele, ocorre o seu aquecimento.

Por se tratar de equipamentos que são constituídos por resistores, através das  leis de Ohm e da fórmula usada para calcular a potência, é possível determinar o valor da potência elétrica dissipada.

Como curiosidade e aprendizado do ramo da física, cabe lembrar que é por isso que os chuveiros elétricos param de funcionar quando ocorre a chamada “queima” da resistência dos seus circuitos elétricos, geralmente instalada na parte da ducha por onde passa a água.

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