Potência e Energia Elétrica

Não existe forma de falar de potência de uma forma geral sem falar de energia. Esse artigo se limitará na relação de potência e energia elétrica.

A energia de uma forma geral pode ser entendida como sendo a capacidade de uma força aplicada a um corpo realizar trabalho. Assim quando um corpo sofre modificação em seu estado como sua forma, posição etc. através de uma força aplicada a ele, diz-se que a força está realizando trabalho.

O trabalho pode ser representado matematicamente por:

W = F.d.cossΘ

Onde: W = trabalho realizado pela força
F = força
Θ = ângulo entre a força F e o deslocamento d

Pode-se dizer então que o trabalho mede a energia transferida pela atuação de alguma força em um dado objeto.

Uma conclusão importante pode ser retirada:

Dessa conclusão pode-se relacionar a potência com o trabalho de uma força aplicada a um corpo. A potência nada mais é do que a razão entre o trabalho e o tempo geralmente o segundo (s).

Matematicamente a potência pode ser equacionada da forma:

P = W/t

Onde: P = potência
W = trabalho
t = unidade de tempo

Sabe-se que ao ser percorrido por uma corrente elétrica, os resistores fazem a conversão de energia elétrica em energia térmica liberando calor e aumentando sua temperatura. Isso recebe o nome de efeito joule.

Qualitativamente o efeito joule diz o seguinte:

A potência dissipada por um resistor é diretamente proporcional a sua resistência e a corrente percorrida ao quadrado. Matematicamente é o mesmo dizer que:

P = R.i²

onde: R =resistência
             i = corrente elétrica
P = potencia elétrica dissipada

Mas como visto, a potência nada mais é do que:

P = W/t

Logo fazendo a substituição:

W = R.i².t

Onde: W = trabalho realizado pela força
R = resistência
i = corrente elétrica
t = tempo

Em termos elétricos o trabalho (W) realizado por uma força elétrica em cada portador de carga (q) é entendido da forma:

W = q.U

Onde: W = trabalho
U = tensão elétrica
q = carga elétrica

Por outro lado, quando uma carga atravessa uma parte do circuito em um tempo ?t, a carga então poderá ser calculada como sendo:

q = i.Δt

Então se pode chegar em:

W = i.Δt.U

Com visto anteriormente:

P = W/t

Logo:

P = i.Δt.U / Δt

P = i.U

Pode-se chegar à outra forma de expressar a potência elétrica em termos da resistência usando a lei de ohm:

U = R.i

P = i.U

Logo:

P = R.i² ou P = U²/R

Fonte:

• http://pt.wikipedia.org/wiki/Trabalho_(f%C3%ADsica)
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Teorema_do_trabalho-energia
• http://www.slideshare.net/belchior56/energia-e-potncia-elctrica

Por: Luíz Guilherme Rezende Rodrigues

Veja também:

• Potencial Elétrico
• Energia Hidráulica
• Energia Cinética, Potencial e Mecânica
• Resistores, Geradores e Receptores
• Potencial Elétrico – Exercícios
• Trabalho – Exercícios