Calculando a energia elétrica

Aprenda a fórmula de potência

Vimos a fórmula para determinar a potência em um circuito elétrico:multiplicando a tensão em "volts" pela corrente em "amperes", chegamos a uma resposta em "watts". Vamos aplicar isso a um exemplo de circuito:

Como usar a lei de Ohm para determinar a corrente

No circuito acima, sabemos que temos uma tensão de bateria de 18 volts e uma resistência da lâmpada de 3 Ω. Usando a Lei de Ohm para determinar a corrente, obtemos:







Agora que sabemos a corrente, podemos pegar esse valor e multiplicá-lo pela tensão para determinar a potência:





Isso nos diz que a lâmpada está dissipando (liberando) 108 watts de potência, provavelmente na forma de luz e calor.

Aumentando a tensão da bateria

Vamos tentar pegar o mesmo circuito e aumentar a voltagem da bateria para ver o que acontece. A intuição deve nos dizer que a corrente do circuito aumentará conforme a tensão aumenta e a resistência da lâmpada permanece a mesma. Da mesma forma, a potência também aumentará:







Agora, a voltagem da bateria é de 36 volts em vez de 18 volts. A lâmpada ainda está fornecendo 3 Ω de resistência elétrica ao fluxo de corrente. O atual é agora:







Isso é lógico:se I =E / R, e dobramos E enquanto R permanece o mesmo, a corrente deve dobrar. Na verdade, tem:agora temos 12 amperes de corrente em vez de 6. Agora, e quanto à potência?

O que o aumento da voltagem da bateria faz para a energia?

Observe que a potência aumentou exatamente como suspeitávamos, mas aumentou um pouco mais do que a corrente. Por que é isso? Porque a potência é uma função da tensão multiplicada pela corrente, e ambos tensão e corrente dobraram de seus valores anteriores, a potência aumentará por um fator de 2 x 2 ou 4.

Você pode verificar isso dividindo 432 watts por 108 watts e vendo que a proporção entre eles é de fato 4. Usando a álgebra novamente para manipular a fórmula, podemos pegar nossa fórmula de potência original e modificá-la para aplicações onde não conhecemos ambas as voltagens e corrente:Se conhecermos apenas a tensão (E) e a resistência (R):







Se conhecermos apenas a corrente (I) e a resistência (R):

Lei de Joule vs. Lei de Ohm

Uma nota histórica:foi James Prescott Joule, não Georg Simon Ohm, quem primeiro descobriu a relação matemática entre dissipação de energia e corrente por meio de uma resistência. Esta descoberta, publicada em 1841, seguiu a forma da última equação (P =I ² R), e é apropriadamente conhecida como Lei de Joule.

No entanto, essas equações de potência são tão comumente associadas às equações da Lei de Ohm que relacionam tensão, corrente e resistência (E =IR; I =E / R; e R =E / I) que frequentemente são creditadas a Ohm.







REVER:

• Potência medida em watts , simbolizado pela letra “W”.
• Lei de Joule:P =I ² R; P =IE; P =E ² / R

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de energia

Experimente nossa Calculadora da Lei de Ohm em nossa seção de Ferramentas.