Potência e energia elétrica – Aula de revisão para Física Enem

Assim como na mecânica, definimos potência como sendo a energia total de um sistema dividida pelo tempo de produção ou gasto dessa energia. No caso da eletricidade, a potência elétrica de um circuito é a razão entre a energia elétrica pelo tempo de produção ou gasto da energia dentro do circuito.

A energia elétrica ΔE em um circuito é o produto da ddp pela quantidade de carga transportada: ΔE = U. Δq. Portanto, podemos escrever nossa equação de potência como:

; sabemos que: , e,

portanto: P = U . i

Temos ainda outras formas de calcular potência, onde podemos substituir a tensão U, pois U = R.i, ou ainda substituir a corrente i, pois i = U/R; e com isso teremos:

Desta forma, temos que a potência elétrica fornecida para um circuito é o produto da ddp pela corrente elétrica. Lembre-se que a unidade utilizada no SI para potência é o watt (W).

Energia elétrica consumida

Todo aparelho elétrico que temos em nossa casa consome energia elétrica, que é proveniente da rede pública de energia, ou ainda de um gerador, ou até mesmo de uma bateria. Esta energia consumida pode ser calculada, através do produto da potência consumida pelo aparelho pelo tempo de consumo da energia. ΔE = P. Δt

Se a potência for dada em watts e o tempo em segundos, a energia consumida estará em joules. Porém, uma unidade muito utilizada é o quilowatt-hora (Wh). Neste caso, teremos a potência dada em quilowatts, e o tempo estará em horas.

1 kWh = 1000 W . 3600 s = 3600000 J

Abaixo, temos a imagem de um relógio de luz, um aparelho utilizado para medir o consumo de energia elétrica. Observe a unidade utilizada pelo aparelho como sendo o quilowatt-hora (kWh).

Efeito joule

Os resistores, quando percorridos por corrente elétrica, sofrem aquecimento. Isto é o que chamamos de efeito joule. As lâmpadas incandescentes, além de ocorrer o brilho em seu filamento, também emitem muito calor; outro exemplo são os resistores dos chuveiros elétricos, que utilizam o princípio do efeito joule para aquecer a água.

Saiba mais sobre Potência e energia elétrica nesta aula do canal Aulalivre.net , disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios!

Desafios

Questão 1

(Mackenzie-SP) Zezinho, querendo colaborar com o governo no sentido de economizar energia elétrica, trocou seu chuveiro de valores nominais 110 V – 2 200W por outro de 220 V – 2 200 W. Com isso, ele terá um consumo de energia elétrica:

a) idêntico ao anterior.

b) 50% maior.

c) 50% menor.

d) 25% maior.

e) 25% menor

Dica 1 – Entenda a diferença entre a ligação em série e a ligação em paralelo em mais esta aula de Física Enem sobre Associação de Resistores – https://fuvestibular.com.br/associacao-de-resistores-fisica-enem/

Questão 2

Antes de comprar um chuveiro elétrico para instalar em sua residência, um chefe de família levantou os seguintes dados:

• potência do chuveiro = 2400 W
• tempo médio de um banho = 10 min
• n° de banhos por dia = 4
• preço do kWh = R$ 0,20

Com esses dados, chega-se à conclusão de que o custo mensal de energia elétrica para utilização do chuveiro será:

a) R$ 12,10

b) R$ 9,60

c) R$ 8,40

d) R$ 7,2

Dica 2 – Tire todas as suas dúvida sobre Resistência Elétrica e as Leis de Ohm em mais esta aula de Física Enem e fique preparado para gabaritar na prova – https://fuvestibular.com.br/resistencia-eletrica-e-leis-de-ohm-fisica-enem/

Questão 3

(UFMG) Três lâmpadas, a primeira de 40 W e 120 V, a segunda de 60 W e 120 V e a terceira de 100 W e 120 V, são ligadas em série a uma rede elétrica de 120 V. Em relação a essa situação, a afirmativa incorreta é:

a) A corrente elétrica nas três lâmpadas é a mesma.

b) A diferença de potencial nos polos da lâmpada de 60 W é maior do que na de 100 W.

c) A lâmpada que apresenta maior resistência elétrica é a de 40 W.

d) A lâmpada que apresenta maior brilho é a de 100 W.

e) Os filamentos das lâmpadas terão comprimentos diferentes se forem do mesmo material e da mesma espessura.

Dica 3 – Relembre tudo sobre Corrente elétrica em mais esta aula preparatória para a prova de Física Enem. O Exame Nacional do Ensino Médio está quase chegando! – https://fuvestibular.com.br/corrente-eletrica-fisica-enem/

Questão 4

(UFMA) Um motor de potência igual a 50 kW aciona um veículo durante 1h. O trabalho desenvolvido pelo motor é de:

a) 5 kWh

b) 50 kWh

c) 5 . 10⁴ J

d) 1,8 . 10⁵ J

Questão 5

(Mack-SP) Dois resistores de 20 Ω e 80 Ω são ligados em série a dois pontos onde a ddp é constante. A ddp entre os terminais do resistor de 20 Ω é de 8 V. A potência dissipada por esses dois resistores é de:

a) 0,51 W

b) 0,64 W

c) 3,2 W

d) 12,8 W

e) 16 W