{"id":9514,"date":"2022-04-13T09:00:00","date_gmt":"2022-04-13T12:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/professorpinguim.com.br\/blog\/?p=9514"},"modified":"2023-08-06T21:00:47","modified_gmt":"2023-08-07T00:00:47","slug":"potencia-eletrica-de-resistores-e-calorimetria","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/professorpinguim.com.br\/blog\/potencia-eletrica-de-resistores-e-calorimetria\/","title":{"rendered":"Pot\u00eancia El\u00e9trica de Resistores e Calorimetria"},"content":{"rendered":"\n

Nesta aula, vamos estudar pot\u00eancia el\u00e9trica e energia el\u00e9trica e como funciona a pot\u00eancia el\u00e9trica dissipada em resistores. Vamos fazer uma revis\u00e3o do conte\u00fado e, ao final, vamos resolver um exerc\u00edcio para fixa\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria. Acompanhe!<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Pot\u00eancia el\u00e9trica<\/h2>\n\n\n\n

Quando falamos em pot\u00eancia, nos referimos \u00e0 rapidez na transforma\u00e7\u00e3o de energia. Independentemente da sua natureza, a pot\u00eancia sempre ser\u00e1 algum tipo de energia dividida pelo tempo.<\/p>\n\n\n\n

Como estamos estudando pot\u00eancia el\u00e9trica, teremos:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Repare, portanto, que quanto menos tempo um evento durar, maior ser\u00e1 a pot\u00eancia que o aparelho deve ter.<\/p>\n\n\n\n

Nesse sentido, se quisermos calcular a energia el\u00e9trica consumida por um aparelho, podemos isolar essa vari\u00e1vel na f\u00f3rmula, ficando com:<\/p>\n\n\n\n

E<\/strong>el\u00e9trica<\/sub><\/strong> = P<\/strong>ot<\/sub><\/strong> . \u0394t<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Importante: o tempo que temos na f\u00f3rmula \u00e9 o tempo de uso do aparelho. Por exemplo: se um chuveiro el\u00e9trico funciona por 30 minutos e esse chuveiro tem 5000 W de pot\u00eancia, basta multiplicar.<\/p>\n\n\n\n

Fique atento, por\u00e9m, \u00e0s unidades. Se colocarmos a pot\u00eancia em watt (W) e o tempo em segundo (s), teremos energia na unidade joule (J). O problema \u00e9 que teremos um n\u00famero muito grande.<\/p>\n\n\n\n

Voltando ao exemplo do nosso chuveiro, vamos lembrar que 30 minutos s\u00e3o 1800 segundos. Assim, ter\u00edamos que multiplicar esse tempo pela pot\u00eancia de 5000 W. Nesse caso, ter\u00edamos uma energia 9000000 J. Ruim, n\u00e3o?<\/p>\n\n\n\n

Para resolver esse problema, costumamos utilizar a unidade quilowatt-hora (kWh). Note que essa n\u00e3o \u00e9 uma unidade de pot\u00eancia (que se mede em watt). Ent\u00e3o, se quisermos medir a pot\u00eancia em kW e o energia em kWh, o tempo tem que, necessariamente, ser medido em horas (h).<\/p>\n\n\n\n

No caso do chuveiro, ficar\u00edamos com: E = 5kW . 0,5h = 2,5 kWh. Muito mais f\u00e1cil, n\u00e3o \u00e9?<\/p>\n\n\n\n

Pot\u00eancia para qualquer aparelho<\/h2>\n\n\n\n

Para qualquer aparelho cujo qual conhe\u00e7amos a tens\u00e3o el\u00e9trica (U) e a intensidade da corrente el\u00e9trica (i) que passa por ele, podemos utilizar a seguinte f\u00f3rmula para calcular a pot\u00eancia:<\/p>\n\n\n\n

P<\/strong>ot<\/sub><\/strong> = U . i<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Quando estivermos tratando da pot\u00eancia de um resistor, temos a op\u00e7\u00e3o de trocar a ddp (U) pela Primeira Lei de Ohm. Temos que:<\/p>\n\n\n\n

U = R . i<\/p>\n\n\n\n

P = U . i<\/p>\n\n\n\n

Portanto:<\/p>\n\n\n\n

Pot = R . i\u00b2<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Outra possibilidade \u00e9 isolar a corrente el\u00e9trica (i) na f\u00f3rmula da Primeira Lei de Ohm e trocar na equa\u00e7\u00e3o da pot\u00eancia. Teremos que:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

P = U . i<\/p>\n\n\n\n

Ent\u00e3o:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Chuveiro el\u00e9trico<\/h2>\n\n\n\n

Dentro da aplica\u00e7\u00e3o da pot\u00eancia, \u00e9 importante vermos como funciona um chuveiro el\u00e9trico, pois isso \u00e9 muito cobrado nas quest\u00f5es de vestibulares.<\/p>\n\n\n\n

O chuveito el\u00e9trico \u00e9 formado por um resistor conectado a outro resistor, um menor e outro maior. Para que o resistor do chuveiro el\u00e9trico tivesse muita energia, ele deve ter muita pot\u00eancia. E para ter muita pot\u00eancia (P), seguindo o que vimos na f\u00f3rmula, ele deve ter pequena resist\u00eancia (R). Sempre lembrando que, como fica ligado sempre na mesma tomada, os chuveiros t\u00eam uma tens\u00e3o el\u00e9trica (U) constante.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Lembremos que:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Uma vez que a tens\u00e3o \u00e9 constante, a resist\u00eancia do chuveiro vai depender do comprimento (L). Ent\u00e3o, para uma resist\u00eancia menor, \u00e9 necess\u00e1rio ter um comprimento menor.<\/p>\n\n\n\n

Sendo assim, agora entendemos porque um chuveiro el\u00e9trico tem dois resistores: o menor tem menos resist\u00eancia e, portanto, maior pot\u00eancia, aquecendo mais. \u00c9 o que conhecemos como fun\u00e7\u00e3o inverno. J\u00e1 o maior, tem mais resist\u00eancia e aquece menos, pois tem menos pot\u00eancia. \u00c9 a fun\u00e7\u00e3o ver\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Pot\u00eancia dissipada por resistor<\/h2>\n\n\n\n

A pot\u00eancia dissipada por um resistor pode ser representada por:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Essa pot\u00eancia pode vir de todas as f\u00f3rmulas que vimos at\u00e9 agora. No entanto, ao utilizarmos na equa\u00e7\u00e3o acima, temos que ter um cuidado maior com as unidades. A pot\u00eancia que vem daquelas f\u00f3rmulas geralmente \u00e9 em W, que \u00e9 J\/s.<\/p>\n\n\n\n

Repare, por\u00e9m, que temos o calor (Q). Ele vai depender do que vai acontecer com o material.<\/p>\n\n\n\n

Ele pode ser tanto calor sens\u00edvel:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Repare que temos um problema de unidade. Lembre-se de que o calor espec\u00edfico (c) \u00e9 medido em cal\/g.\u00baC. Ent\u00e3o, temos que transformar: 1 cal \u2245 4,2 J. Portanto, temos que nos atentar a isso ao usar a f\u00f3rmula do calor sens\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

Mas o calor tamb\u00e9m pode ser calor latente:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Novamente, temos um problema, pois o calor latente (L) \u00e9 medido em cal\/g. Ou seja, precisamos converter para joule (J).<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Exerc\u00edcio de fixa\u00e7\u00e3o sobre pot\u00eancia el\u00e9trica de resistores e calorimetria<\/h2>\n\n\n\n

Suponha que voc\u00ea se mude de S\u00e3o Paulo (SP), onde a tens\u00e3o da rede el\u00e9trica residencial \u00e9 110 V, para Fortaleza (CE), onde a tens\u00e3o \u00e9 220 V, e traga consigo um aquecedor el\u00e9trico. Para manter a mesma pot\u00eancia do aquecedor, a resist\u00eancia original de 4 \u03a9 deve ser substitu\u00eddo por outra, cujo valor, em \u03a9, \u00e9:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

a) 4<\/p>\n\n\n\n

b) 8<\/p>\n\n\n\n

c) 16<\/p>\n\n\n\n

d) 32<\/p>\n\n\n\n

e) 64<\/p>\n\n\n\n

RESOLU\u00c7\u00c3O:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Veja que o enunciado nos diz para manter a mesma pot\u00eancia. Ent\u00e3o, vamos igualar a pot\u00eancia nova (P’) com a antiga (P). Por\u00e9m, das tr\u00eas f\u00f3rmulas de pot\u00eancia que vimos, qual dever\u00edamos utilizar? A mais adequada \u00e9 aquela que relaciona tens\u00e3o el\u00e9trica (U) com a resist\u00eancia (R). Ou seja:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Ent\u00e3o:<\/p>\n\n\n\n

P’ = P<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

RCE<\/sub> = 16 \u03a9<\/p>\n\n\n\n

RESPOSTA: C<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Para aprender mais<\/h3>\n\n\n\n

Para rever a mat\u00e9ria e a resolu\u00e7\u00e3o de outros exerc\u00edcios, voc\u00ea tamb\u00e9m pode assistir a esta aula:<\/p>\n\n\n\n

https:\/\/youtu.be\/DaqBMA8yLy8<\/a><\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Espero que voc\u00ea tenha entendido um pouco melhor sobre pot\u00eancia el\u00e9trica de resistores e calorimetria<\/strong>. E se quiser ajuda para melhorar seu n\u00edvel de F\u00edsica em outras mat\u00e9rias, entre em contato comigo e escolha o curso de F\u00edsica mais adequado para voc\u00ea<\/strong><\/a>!<\/strong><\/p>\n\n\n\n

SAIBA MAIS<\/strong>
<\/strong>\ud83d\udc27 Explica\u00e7\u00e3o e Exerc\u00edcios sobre Resistores e Leis de Ohm
<\/a>\ud83d\udc27 Potencial el\u00e9trico, energia potencial e trabalho da for\u00e7a el\u00e9trica
<\/a>\ud83d\udc27 Pot\u00eancia e Energia El\u00e9trica: Exerc\u00edcios resolvidos<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Nesta aula, vamos estudar pot\u00eancia el\u00e9trica e energia el\u00e9trica e como funciona a pot\u00eancia el\u00e9trica dissipada em resistores. Vamos fazer uma revis\u00e3o do conte\u00fado e, ao final, vamos resolver um exerc\u00edcio para fixa\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria. 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