Física 2° Fase - Eletrodinâmica #3

 Potência Elétrica:

    É a quantidade de energia consumida em determinado intervalo de tempo.

  P = ∆E
         ∆t

P: Potencia desenvolvida pelo dispositivo, expressa em watt (W)

∆E: Energia Consumida, expressa em joules (J)

∆t: Intervalo de tempo transcorrido, expresso em segundos (s)

Um watt equivale à transformação da energia de um joule em um segundo:

1 W = 1 J/s

Já que a relação entre potência e tempo pode ser escrita como E = P∆t, então a unidade pode ser expressa em Ws, ou kWh, que é a energia usada nos medidores de energia elétrica residenciais.

Um kWh corresponde à energia de um aparelho medida durante um intervalo de tempo de 1 hora:

1 kWh = 1000 watt . 1 hora


   Podemos também estabelecer uma relação com o consumo de energia com a corrente e potência.
   Onde a potência será proporcional à intensidade da corrente (i) e à tenção (U).  Logo temos que:

P = Ui

U: Tensão em volt (V)
i: Corrente elétrica medida em ampère (A)
P: Potência dada em watt (W)

Podemos determinar ainda uma relação entre as unidades:

1 volt = 1 watt/ampère  (1V = 1W/A)



Resistores:

   Determina ou limita o valor de corrente elétrica em certa parte do circuito e transforma a energia elétrica em mecânica ou térmica, pelo efeito joule. 
   Eles são representados pelos símbolos: 
    

  

   Representam resistores fixos, dispositivos cuja resistência não varia. Dependendo da função do aparelho, também podem ser utilizados resistores do tipo variável, que permitem alterar a potência dos aparelhos. 
  Os resistores apresentam faixas coloridas, que indicam o valor de sua resistência.  
  
  
Primeira Lei de Ohm:

  Submetendo certo condutor a uma tensão, é possível perceber que uma corrente o percorre. Se aumentar a tensão aplicada, há aumento da intensidade da corrente do campo elétrico atuando nos elétrons livres do condutor, provocando uma maior corrente elétrica.  Logo, conclui-se que, quanto maior a tensão (U), maior será a corrente elétrica (i).  Por isso dizemos que é uma relação proporcional.
Então:

U = U¹  = U²  = constante
i       i¹       i²
 
   A constante dessa razão é chamada Resistência Elétrica (R) e depende das características do material que compõe o condutor, da geometria e da temperatura. Sua unidade de medida é o Ohm (Ω). 

   Um material que obedece essa lei é denominado Resistor Ôhmico, sendo que sua principal característica é a resistência constante, independente da tensão aplicada.
   Em um gráfico com linha reta ascendente, com i e U definidos, pode-se encontrar a resistência da seguinte forma:

R = U
       i

  Essa mesma fórmula, rearranjada de forma linear é denominada Primeira Lei de Ohm:

U = Ri

U: Tensão em volt (V)
i: corrente elétrica em ampère (A)
R: resistência medida em ohm (Ω)

   Em um gráfico onde o condutor não apresenta relação linear e constante entre as grandezas U e i, trata-se de um Resistores Não-Ôhmicos, que não obedecem a Primeira Lei de Ohm e podemos perceber que conforme a tensão aumenta, a resistência aumenta.

Segunda Lei de Ohm:

   Analisando a condução elétrica dos metais, Ohm concluiu que as características geométricas influenciam diretamente na resistência do condutor: O comprimento L e a espessura, ou seja, a área de secção transversal A, são elementos fundamentais. As características do próprio material também são importantes é claro.
  Resistividade Elétrica: Indicada pela letra grega ρ, medida em Ω . m (ohm vezes metro).
  Com isso, podemos desenvolver a Segunda Lei de Ohm

R = ρ L
         A

ρ: Resistividade Elétrica do material medida em Ohm . metro ( Ω . m)
L: Comprimento do condutor em metro (m)
A: Área da secção transversal do condutor em metro quadrado (m²)
R: Resistência elétrica medida em Ohm ( Ω )

Potência Elétrica Dissipada:
   A corrente elétrica depende da tensão aplicada ao condutor. Logo, se um trecho de um circuito elétrico submetido a uma tensão U passa por uma corrente elétrica i, a potência desenvolvida pode ser expressa por:   P = Ui

   No entanto, se nesse trecho houver um resistor de resistência elétrica R, a energia elétrica será dissipada como calor, ou seja, o efeito joule.  Por isso, substituímos a primeira lei de Ohm ( U = Ri) na fórmula da Potência ( P = Ui):

P = Ri²

   E ainda, se a tensão U for constante, podemos também obter outra fórmula que relaciona diretamente potência, tensão e resistência:
  
P = U²
       R



                                                       Exercícios:
O resumo fica por aqui, não deixe de ver o resumo #4 de eletrodinâmica e como sempre, faça os exercícios desse tema para fixar!  Até a próxima.