Potência e Energia
Como vimos anteriormente, a corrente elétrica é o fluxo de elétrons, em uma direção.
Dentro de um fio de cobre, por exemplo, existem milhões de átomos de cobre, e os elétrons que se deslocam (elétrons livres), colidem o tempo todo com esses átomos. Podemos dizer que, a qualquer momento, existem milhares dessas colisões, ver fig. 1.
E sempre que há colisões, a física nos diz que há energia gerada, que no nosso caso, e em geral, é sob a forma de calor.
A energia gerada é medida em Joules (em homenagem ao físico James Joule), e é dada em J.
Um outro conceito associado à energia, é a potência gerada.
A potência é dada em Watt, em homenagem ao engenheiro escocês James Watt.
Este cientista, estudou e aperfeiçoou as máquinas a vapor, verificando que havia uma grande perda de rendimento, devido ao calor irradiado, por isso, em experimentos, quantificou essas perdas.
Definição de Potência
- A potência P, é uma certa quantidade de energia W, usada em um determinado período de tempo. com a seguinte fórmula:
P=W/t dado em Watts
- P é a potência em Watts (W), W é a energia em Joules (J), e t o tempo em segundos (s)
Observação: Não confundir o W de Joules (que é representado em itálico), com o W de Watts, que se representa na forma normal (sem itálico).
Um outro enunciado para Potência é:
Um (1) watt é a quantidade de energia quando um (1) joule de energia é usado em um (1) segundo.
O exemplo a seguir, ajuda a entender melhor esses conceitos:
Vamos supor que determinado equipamento use 100 J em 5s. Qual a potência?
100 J/ 5s = 20 watts. A potência é de 20 W (Watts)
Até aqui, vimos os conceitos que se aplicam desde circuitos elétricos, até, por exemplo, um motor de um carro. Mas, e nos componentes elétricos eletrônicos, como se aplica essa teoria?
Potência irradiada em componentes eletrônicos - Energia dissipada
Os engenheiros projetistas, sempre têm no efeito do “calor”, um inimigo declarado, ou melhor, um problema a ser resolvido. E isso em todas as áreas de atuação.
A figura 2 mostra dois resistores, com o mesmo valor em Ohms porem, com fator de dissipação, diferentes. O maior é de 5 Watt, e o menor 1 W.
Num circuito eletrônico, ambos têm a mesma função e, portanto, apresentam o mesmo resultado, no entanto o resistor maior, suporta uma corrente maior, e por ser maior, dissipa mais calor.
Num determinado circuito com um resistor original de 5W (portanto com a corrente maior), se fosse colocado o resistor de 1 W (no lugar do de 5W), muito provavelmente ele esquentaria muito e, acabaria queimando.
Então, o técnico tem que ter sempre o cuidado, de quando for necessário substituir um componente qualquer, essa troca deve ser feita por outro com as mesmas especificações.
Resumindo, o técnico não deve inventar, fazer gambiarra ou, “vou dar o meu jeito”, pois quase sempre, não vai funcionar, e se funcionar será por pouco tempo, podendo até causar um estrago maior.
O valor da potência pode variar enormemente, dependendo do tipo de aplicação.
Em certos tipos de circuitos eletrônicos, é comum encontrar correntes muito baixas e, consequentemente, valores de potência muito pequenos, da ordem de miliwatts (mW), ou menos.
Já em outras aplicações, há potências da ordem de milhares, ou mesmo milhões de Watts (KW ou MW, respectivamente). Para saber mais sobre ordens de grandeza clique aqui.
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miliW, corresponde a 0,001 do Watt
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KW, é igual 1000 Watts
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MW representa 1.000.000
A potência como vimos, é referenciada ao segundo (tempo), porem quando se trata de lidar com grandes potências, no dia a dia, o segundo não é o melhor parâmetro, por isso, é utilizada hora como referência de tempo.
Se você observar uma conta de energia elétrica, o consumo está designado em Kilo Watts por hora (KW/W)
Como exemplo, suponha que o chuveiro elétrico, especifique o consumo 4,2 KW (4200W), quando ligado na posição inverno, e que foi utilizado, nessas condições durante 10 minutos, qual será o consumo?
Então o consumo foi de 700W ou 0,7 KW, nesse período de tempo de dez minutos.