O que é potência elétrica e como calcular energia consumida

Nesta aula, vamos explorar o conceito de potência elétrica, entendendo como ela está relacionada ao consumo de energia em um circuito. Abordaremos a definição e a unidade de potência elétrica, a fórmula fundamental P = V × I, e como calcular a energia consumida ao longo do tempo. Além disso, veremos exercícios que ajudarão a compreender a aplicação desses conceitos no dia a dia, como no consumo de eletrodomésticos e dispositivos elétricos.

O que é potência elétrica?

A potência elétrica é a medida da quantidade de energia elétrica transformada ou consumida por um dispositivo em um determinado intervalo de tempo. Em circuitos elétricos, ela indica a taxa na qual a energia é convertida em outras formas, como luz, calor ou movimento.

Potência elétrica

Por exemplo, uma lâmpada transforma energia elétrica em luz e calor, enquanto um motor converte energia elétrica em movimento. Quanto maior a potência de um equipamento, maior será a quantidade de energia elétrica que ele consome por unidade de tempo.

Qual a unidade de medida da potência elétrica?

A unidade de medida da potência elétrica no Sistema Internacional (SI) é o watt (W), que representa a quantidade de energia consumida ou gerada por segundo.

1 watt corresponde a 1 joule por segundo (1 W = 1 J/s), ou seja, se um equipamento tem potência de 100 W, significa que ele consome 100 joules de energia a cada segundo de funcionamento.

Outras unidades relacionadas incluem:

quilowatt (kW): 1 kW = 1.000 W
megawatt (MW): 1 MW = 1.000.000 W

Em aplicações industriais ou em cálculos de consumo de energia elétrica, é comum utilizar o quilowatt-hora (kWh), que indica o total de energia consumida ao longo do tempo.

Fórmula potência elétrica

A potência elétrica pode ser calculada de diferentes formas, dependendo das grandezas conhecidas no circuito. A fórmula mais básica é:

Fórmula potência elétrica

Onde:

P é a potência elétrica (Watt, W)
V é a tensão elétrica (Volt, V)
I é a corrente elétrica (Ampère, A)

Essa equação mostra que a potência elétrica é o produto da tensão aplicada ao circuito pela corrente que circula nele.

Fórmulas de potência em circuitos

Se o circuito contém resistores e segue a Lei de Ohm (V=R×I), a potência pode ser expressa de outras formas:

Usando resistência e corrente:

Fórmulas de potência em circuitos

Usando resistência e tensão:

Fórmulas de potência em circuitos

Onde R é a resistência elétrica em ohms (Ω). Essas fórmulas são úteis para analisar o consumo de energia em resistores e outros componentes elétricos.

Como calcular a energia consumida?

A energia elétrica consumida por um dispositivo ou circuito está diretamente relacionada à potência elétrica e ao tempo de uso. A fórmula básica para calcular a energia consumida é:

Calculando a energia consumida

Onde:

E é a energia consumida (Joule – J ou Quilowatt-hora – kWh)
P é a potência elétrica do aparelho (Watt – W ou Quilowatt – kW)
t é o tempo de funcionamento (segundos – s ou horas – h)

Consumo de energia

As unidades mais comuns de energia são:

Joule (J): usado em cálculos científicos e físicos.
Quilowatt-hora (kWh): usado nas contas de energia elétrica.

Conversão de potência para kWh

Em aplicações práticas, a energia elétrica consumida geralmente é expressa em quilowatt-hora (kWh), pois é a unidade utilizada nas faturas de eletricidade. Para converter:

Conversão de potência para kWh