Analise de Circuitos em Corrente Continua - Ed Erica Conceito de Potência e Energia Trabalho e energia em física são sinônimos. Toda vez que um trabalho

Analise de Circuitos em Corrente Continua - Ed Erica

Conceito de Potência e Energia

“Trabalho e energia em física são sinônimos. Toda vez que um trabalho é realizada uma certa quantidade de energia é transformada e uma força estará atuando emalgum corpo”

Unidades de Trabalho (Energia)

Joule(J) é a unidade oficial de energia e trabalho

Caloria (cal)=4,18JkWh=3,6x106J

Outras Unidades


Unidades de Potência

Outra Unidade: HP 1H.P=746W

Potencia e trabalho (energia transformada) estão relacionadas por:

tP

tP.ou

Joules)(emrealizadotrabalhooéτ(tau)onde

)( segundosemtrabalhoorealizarparagastotempooét

)( wattsemdadesenvolvipotênciaaéP

OBS: A letra W, em alguns livros, é usada para representar trabalho (work em inglês) não é usada para não confundir com W de Watt


ExemploImagine você deslocando um saco de açúcar de 5Kg de uma altura de 1m em 1s.

Qual foi a quantidade de energia gasta? Do que depende essa Energia ?

Você gastou energia? Realizou um trabalho? Desenvolveu uma potência?

De acordo com a Física.......................


)(.. JoulesemhgME

KgemcorpodomassaM

)/,( 289 smgravidadedaaceleraçãog

)( memtodeslocamenh

JE 491895 .,.

LOGO........


Qual a potencia desenvolvida?

WsJs

JP 4949

1

49 /

tP

A potencia desenvolvida ao deslocar o saco de 5kg de açúcar de 1m


Qual a quantidade de energia consumida num banho de 30min. se o chuveiro tem uma potencia de 5000W (5kW)?

Mais exemplo......

Dados: P=5000W=5000J/s=5kW t=30min=1800s=0,5h

JtP 000000918005000 ....

kWhhkWtP 5,25,0.5. ou em KWh


Efeito Joule

É o aquecimento de um condutor provocado pela passagem de uma corrente elétrica

Potência Elétrica de um Bipolo

P

IUP .U em Volts

I em Amperes

P em Watts

U

I

P

ReceptorGerador

PNão elétrica

P elétrica

P elétrica

PNão elétrica


Exemplo

Qual é a potencia desenvolvida (em HP e W) por uma pessoa para elevar um corpo de 5kg a uma altura de 1,5m em 1s? Adotar g=10m/s2

R:

JEP 7551105 ,.. stcomo 1

WsJs

J

tP 7575

1

75 /

HPPWHP 107461 ,


Lei de Joule

O bipolo receptor é um resistor

I

U

P=U.IPD=P=U.I

2IRIIRPIRUComo .)..(.

R

U

R

UUP

R

UI

2

).(

PD=potência dissipada em calor


Aplicações do Efeito Joule•Chuveiro, aquecedores, forno elétrico, lâmpada,Ferro de soldar, etc

Resistência de ChuveiroLâmpada


Ferro de Soldar

Aplicações do Efeito Joule


•Proteção de Circuitos

Fusíveis Disjuntores



•Dissipação de Calor

A perda (transferência) de calor depende das dimensões


1/8W 1/4W 1/2W 1W


Calor em Excesso

Dissipadores de Calor: Placa metálica ligada ao componente


Limites de Funcionamento

2V

1A

1W

2W

A diferença (1W) é usada para aquecer o resistor !!!!!!!!


Exercícios

As especificações de um resistor são: 1kOhm/1W. Calcule qual amáxima tensão que pode ser aplicada ao resistor.

R: R=1kOhm=1000 Ohm P=1W

31,6mA0,0316A1000

1IR.IP Máx

2MáxMáx

31,6V1k.31,6mAR.IU MáxMáx


Um motor elétrico consome 10A quando ligado em 220V. Se o rendimento (η) do motor é 80%, calcular: a) Potência elétrica (PE) b) Energia consumida (em kWh) em 2 horas de funcionamento c) Potência mecânica obtida no eixo (PM) d) Potencia dissipada em calor(PD)

R:

motorPE

PD

PM

PE= potência elétrica = potência total

PM= potência mecânica = potência útil

PD= potência dissipada = potencia transformada em calor

100.E

M

P

P


PE=PM+PD → conservação da energia

b) 4,4kWh2,2kW.2hP.tτ c)

a)

1760W0,8.2200PP

Pη M

E

M

2,2KW2200W220.10AU.IPE

d) WPPP MED 44017602200

R:


Um fio de resistência 5 Ohms é imerso em uma massa de água de 1kg a 20oC. O conjunto está dentro de um calorímetro ideal.O fio é ligado a uma tensão de 100V. Calcule que temperatura a massa de água atingirá após 1min.

Q= quantidade de calor em calorias (cal)

m= massa de água (em g)

Δθ= variação de temperatura=θF-θi (em oC)

R: sJWP /)(

200020005

100 2

c= calor especifico da água (em cal/g.ooC) c=1C) c=1cal/goC

m.c.ΔQfísicada:obs


Para t=1min=60s a quantidade de energia fornecida à água será de:

JtP 000120602000 ...

Em calorias: calQ 000304

000120.

.

..cmQcomo

Ccm

Q o3011000

00030

.

.

.

CoFF 503020


Calcule: a) Potencia elétrica do gerador b) Potencia dissipada no resistor em cada caso.

12 V 2 Ohm

a)

12 V 2kOhm

b)

WPP DG 722

12 2

)(

mWWPP DG 7210722000

12 32

.)(

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