Energia e potência eléctricas

Energia e Potência

•Energia e potência mecânicas

•Lei de Joule•Múltiplos e submúltiplos

•Energia e potência eléctricas

•Energia eléctrica

•Potências nominais usuais de alguns receptores eléctricos

Energia e potência mecânicas

•A energia de um corpo é a capacidade de ele produzir trabalho.

•Diz-se que houve trabalho quando se modificou o estado, a forma, a posição de algum objecto ou coisa.

•Serrar uma tábua, andar de bicicleta, dar um pontapé numa bola, levantarmos um peso, etc., são situações em que se verifica a produção de trabalho.

•A potência de uma máquina é obtida através da expressão:

P – Potência – Watt (W)W – joule ( J )t – segundo ( s )

Lei de JouleLei de Joule

Já sabemos que na passagem da corrente eléctrica Já sabemos que na passagem da corrente eléctrica nos condutores aquece estes elementos, libertando nos condutores aquece estes elementos, libertando calor – é o efeito de Joule, e que nos diz o seguinte:calor – é o efeito de Joule, e que nos diz o seguinte:

“ “ sempre que um condutor com uma resistência R é percorrido por uma sempre que um condutor com uma resistência R é percorrido por uma corrente eléctrica de intensidade I, num intervalo de tempo t, liberta-se nele corrente eléctrica de intensidade I, num intervalo de tempo t, liberta-se nele energia calorífica W cujo valor é directamente proporcional a R, a t e ao energia calorífica W cujo valor é directamente proporcional a R, a t e ao quadrado da I” quadrado da I”

Esta lei é traduzida matematicamente pelas expressões seguintes:

W – energia calorífica em ( Joules )

Q – quantidade de calor ( em calorias)

R – resistência do condutor ( em ohms)

I – intensidade de corrente ( em amperes)

T – tempo ( em segundos )

VantagensVantagens

Lei de JouleLei de Joule

Consequências e aplicações da lei de Joule

Protecções contra sobrecargas e curto-circuitosProtecções contra sobrecargas e curto-circuitosCorta circuito fusíveis e relés térmicos ( lâminas Corta circuito fusíveis e relés térmicos ( lâminas bimetálicas)bimetálicas)

Lei de JouleLei de Joule

Utilização de electrodomésticosUtilização de electrodomésticos

Ferros de engomar, torradeiras, fogões eléctricos, Ferros de engomar, torradeiras, fogões eléctricos, secadores de cabelo, etc.secadores de cabelo, etc.

Consequências e aplicações da lei de Joule

Vantagens

Lei de JouleLei de Joule

VantagensVantagens

Aquecimento com fins industriaisAquecimento com fins industriaisEstufas, fornos industriais, soldadura eléctrica, etcEstufas, fornos industriais, soldadura eléctrica, etc..

Consequências e aplicações da lei de Joule

Lei de JouleLei de Joule

Iluminação com lâmpadasIluminação com lâmpadas

Consequências e aplicações da lei de Joule

Vantagens

Lei de JouleLei de Joule

DesvantagensDesvantagens

Consequências e aplicações da lei de Joule

Levar a aplicar condutores com maior secção, tornando a instalação mais cara.

Aquecimento dos condutores eléctricos

Destruição progressiva dos isolamentos dos condutores, podendo surgir o perigo de: curtos-circuitos, podermos apanhar choque, perigo de incêndio, etc.

Potência eléctrica PPotência eléctrica P

De referir que todos os receptores eléctricos são De referir que todos os receptores eléctricos são caracterizados pela tensão de funcionamento e pela caracterizados pela tensão de funcionamento e pela sua potência eléctrica.sua potência eléctrica.

Como sabes há lâmpadas que dão mais luz que outras .Como sabes há lâmpadas que dão mais luz que outras .Ex. 25W, 40W, 60W, 75W, 100W…Ex. 25W, 40W, 60W, 75W, 100W…

Há aquecedores que dão mais calor.Há aquecedores que dão mais calor.Ex. 500W, 750W, 1200W …Ex. 500W, 750W, 1200W …

O que se passa, é que quanto mais O que se passa, é que quanto mais potência eléctricapotência eléctrica tiver o receptor tiver o receptor ( fogão eléctrico, lâmpada, frigorífico, etc.), mais energia ele nos dá ( fogão eléctrico, lâmpada, frigorífico, etc.), mais energia ele nos dá numa unidade de tempo.numa unidade de tempo.

A potência, sendo igual à energia consumida na unidade de tempo, vem expressa por:

ou P = U x I ( em watts )

P – Potência

U – Tensão

R – Resistência

I – Intensidade

T - tempo

Potência eléctrica PPotência eléctrica P

Perante o descrito, a grandeza Perante o descrito, a grandeza potência potência eléctrica eléctrica representa-se pela letrarepresenta-se pela letra PP e a sua e a sua unidadeunidade principal é oprincipal é o watt ( W ).watt ( W ).

Para medir a potência eléctrica de um conjunto de receptores faz-se a soma aritmética das potências eléctricas individuais.

Pt = P1 + P2 + P3 +…+ Pn

Relações matemáticas entre as grandezas U, R, I, P

MúltiplosMúltiplos submúltiplossubmúltiplosee dodo wattwatt ( W ) ( W )

Medição da potência eléctricaMedição da potência eléctrica

Para medir a potência eléctrica podemos utilizar o Para medir a potência eléctrica podemos utilizar o método método directodirecto e o e o método voltamperimétricométodo voltamperimétrico

Método directoNeste método utiliza-se o aparelho de medida chamado wattímetro

Medição da potência eléctricaMedição da potência eléctrica

Esquema de ligação do wattímetro para Esquema de ligação do wattímetro para determinar a potência eléctrica absorvida pelo determinar a potência eléctrica absorvida pelo receptorreceptor

Medição da potência eléctricaMedição da potência eléctrica

Esquema de do método voltamperimétrico

Energia EléctricaEnergia Eléctrica

A energia eléctrica tem como unidade de medida o joule (J ).Na prática as unidades mais utilizadas são o watt-hora ( wh) e o kWatt-hora (kWh )-

1Wh = 3600 J 1 kWh = 1000Wh

Os aparelhos que medem a energia eléctrica são os contadores

Energia EléctricaEnergia Eléctrica

Os Os contadores de energia contadores de energia têm, duas bobinas, uma submetida têm, duas bobinas, uma submetidaà tensão e outra percorrida pela intensidade de corrente eléctricaà tensão e outra percorrida pela intensidade de corrente eléctricaPossui ainda uma disco de alumínio e um totalizador de energia Possui ainda uma disco de alumínio e um totalizador de energia em ( em ( kWhkWh ). Através do totalizador vemos o valor da energia ). Através do totalizador vemos o valor da energia consumidaconsumida

A energia consumida é dada por:

W = P . T = U . I . t

Princípio de funcionamento de um contador de energia

Energia EléctricaEnergia Eléctrica

Características dos contadoresCaracterísticas dos contadores ( Ex . B. ( Ex . B. I. )I. )

Ttensão nominal, intensidade nominal, e constante do contador K.

Ex. 220 V, 5 ( 15) A, 600 rot/kWhEstes valores têm o seguinte significado:

220 V – tensão máxima de funcionamento do contador

5 A - intensidade máxima admissível permanente

15 A – intensidade máxima admissível temporariamente

600 rot/kWh – constante do contador ( K ), ou seja o número de rotações que o disco efectua por cada kWh

Energia EléctricaEnergia Eléctrica

Ligações de contadores de energia

Ligação directa de um contador monofásico

Ligação de um contador trifásico sem neutro

Ligação de um contador trifásico com neutro

Instalação colectiva de edifícios e entradasInstalação colectiva de edifícios e entradas

Potências usuais de alguns receptores Potências usuais de alguns receptores eléctricoseléctricos