Fisica 1
Por: Almir Honorato • 9/6/2015 • Resenha • 1.359 Palavras (6 Páginas) • 151 Visualizações
[pic 1] | Roteiro de Aula Prática | 2º Semestre 2015 |
Curso: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO | Período/Série: 4º | Turno: Noturno |
Componente Curricular:ELETRICIDADE APLICADA | Código: 38054 |
AULA PRÁTICA Nº 04/2014
Potência Elétrica e Energia
- OBJETIVOS
1.1 Levantar a curva de potência em função da corrente que circula por um resistor;
1.2 Observar a efeito Joule.
- CONCEITUAÇÃO TEÓRICA
A potência elétrica é uma grandeza é uma grandeza que mede quanto (conversão de energia, de uma forma para outra) pode ser realizado em um certo período de tempo., por um dispositivo elétrico, ou seja, é a rapidez com que um trabalho é executado. Como a energia é medida em joule [J] e o tempo em segundo [s], a potência é medida em joule por segundo [J/s] que também é denominada d watt [W]. Assim, temos:
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Num circuito elétrico, a potência pode ser também definida como sendo a quantidade de carga elétrica Q que uma fonte de tensão V pode fornecer ao circuito, num intervalo de tempo Δt, ou seja:
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Embora as expressões acima sejam correspondentes, por motivos práticos (medição) utiliza-se uma terceira expressão que leva em consideração a corrente circulante no circuito e a tensão ao qual ele está submetido. Assim, se na equação (2) temos que a relação entre carga e tempo é a definição decorrente elétrica, logo temos a equação (3) abaixo:
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Substituindo a equação (3) na equação (2) temos que :
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Relacionando a expressão (4) com a primeira lei de Ohm (definição de resistência elétrica), vista anteriormente e relembrada abaixo, teremos outras duas equações que podem representar a potência dissipada por uma resistência, quais sejam:
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- substituindo a tensão da equação (5), na equação (4), temos a potência dissipada pelo resistor em função da resistência e da corrente que por ela passa, ou seja:
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- substituindo a corrente da equação (5), na equação (4), a potência dissipada será expressa através do valor da resistência do circuito e da tensão à qual ela está submetida, ou seja:
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O circuito abaixo mostra transformação da energia elétrica em energia térmica. Inúmeros dispositivos elétricos aproveitam o efeito térmico da transformação de energia, tais como: chuveiro, secador, ferro elétrico, soldador, lâmpada incandescente, etc. Esses dispositivos são basicamente, constituídos por resistências.
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FIG. 1 – Circuito de transformação de energia elétrica em térmica.
Um sistema pode FORNECER ou CONSUMIR potência. Para distinguir entre as duas possibilidades, devemos observar a polaridade da tensão aplicada bem como o sentido da corrente que percorre o circuito.
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FIG. 2 – Potência fornecida (a) e absorvida (b), por fontes de tensão CC.
No caso das fontes de tensão de corrente contínua, a potência estará sendo FORNECIDA pela fonte se o sentido da corrente estiver SAINDO DO TERMINAL POSITIVO (+) da mesma. Note que este é o sentido da corrente em qualquer circuito com uma única fonte de tensão. Se, por outro lado, o sentido da corrente estiver ENTRANDO NO TERMINAL POSITIVO (+) da fonte (ocasião em que houver mais de uma fonte no circuito) ela estará consumindo potência. Esse processo é semelhante ao que acontece quando uma bateria está sendo carregada. A figura 2 representa as duas situações descritas.
No caso de elementos PURAMENTE RESISTIVOS, toda a potência é dissipada em forma de calor, QUALQUER QUE SEJA O SENTIDO DA CORRENTE. Isto acontece porque, neste caso, a polaridade da ddp (diferença de potencial) entre os terminais do resistor é determinada pelo sentido da corrente que por ele passa, de tal forma que, a corrente SEMPRE ENTRA , no resistor, pelo terminal de POTENCIAL MAIS ALTO, o que corresponde à situação em que a potência é CONSUMIDA.
MEDIDORES DE POTÊNCIA
Existem instrumentos que podem medir potência fornecida por uma fonte a um elemento dissipativo. Como a potência depende da tensão, nele aplicada, e da corrente que o percorre o aparelho possui duas bobinas que serão sensibilizadas por essas duas variáveis, a bobina de tensão (BT) e a bobina de corrente (BC). Estas bobinas devem estar conectadas corretamente, como mostrado na figura 3, para que a deflexão do ponteiro seja no sentido crescente. Caso contrário, a deflexão será no sentido contrário, caracterizando a inversão da polaridade das bobinas. Em alguns aparelhos existem vários terminais de tensão e corrente que permitirão uma escolha da faixa de valores a serem utilizados.
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FIG. 3 – Conexão correta de um medidor de potência.
EFICIÊNCIA ou RENDIMENTO (η)
Em todo e qualquer sistema, seja ele elétrico ou não, as perdas são inevitáveis sendo que, o máximo que se pode fazer é minimiza-las o máximo possível. A figura 4 mostra o fluxo de energia em um sistema qualquer. De acordo com o Princípio de Conservação de Energia temos:
Energia de Entrada = Energia de Saída + Energia Perdida + Energia Armazenada
Dividindo-se os dois membros da equação pelo tempo teremos:
Potência de Entrada = Potência de Saída + Potência Perdida + Potência Armazenada
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