Potência, vazão e energia elétrica

Apresentação

No mundo atual, nas residências, o conforto da água encanada e tratada e da energia elétrica é uma realidade. Entretanto, esse serviço tem um custo financeiro e ecológico. Neste conteúdo, pretende-se demonstrar como um banho, sem os devidos cuidados, pode ser dispendioso para a sua família e a natureza.

OBJETIVOS
  • Calcular o custo total de um banho de chuveiro elétrico.
  • Compreender os conceitos de potência, energia e vazão.
  • Interpretar gráficos representativos que envolvam vazão e potência.

Ficha técnica

Unidades didáticas às quais este conteúdo pode pertencer:
  • Aplicações práticas da Eletrodinâmica
Outros conteúdos que podem se relacionar a este:
  • Até o momento, não foram cadastrados conteúdos relacionados
Níveis de ensino apropriados:
  • Ensino Superior

Créditos

Autores:
Coordenação pedagógica: Prof.ª Dr. Valeria Iensen Bortoluzzi
Coordenação técnica: Prof. Ms. Iuri Lammel
Instituição: Centro Universitário Franciscano (UNIFRA)
Data de publicação: Maio de 2011
Local: Santa Maria - RS (BRA)
Como citar este conteúdo:
MAIS UNIFRA. Potência, vazão e energia elétrica. Santa Maria, RS: Unifra, 2011. Online. Disponível em: http://maisunifra.com.br/conteudo/potencia-vazao-e-energia-eletrica/.

Bibliografia

Bibliografia que embasa este conteúdo:
  • ALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo. 4 ed. Rio de janeiro: LTC, v. 3,1996.
  • HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; KRANE, K. Física 3. 4 ed. Rio de janeiro: LTC, v. 3,1996.
  • TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros. 6 ed. Rio de janeiro: LTC, v. 2, 2009.

Espaço do professor

Olá, professor!
A seção Ideias e Propostas tem você como foco, ao fornecer sugestões de trabalho, em diferentes contextos, com os conteúdos que você encontra no MAIS Unifra. O documento que você vai acessar não é um plano de aula, por isso não pode substituir seu planajemento pessoal. Mas você poderá ter boas ideias a partir das nossas.
Aproveite este espaço e bom trabalho!

Introdução

No mundo atual, nas residências, o conforto da água encanada e tratada e da energia elétrica é uma realidade. Entretanto, esse serviço tem um custo financeiro e ecológico. São necessárias, em muitas localidades, represas para armazenar água e esta, depois de tratada em redes, é disponibilizada à população. Não de maneira diferente, a energia elétrica também é produzida, utilizando-se outras formas de energia (mecânica, térmica, eólica, etc...) e, em redes de distribuição, é colocada à disposição do usuário. Um confortável banho quente pode desperdiçar esses produtos. Pretende-se demonstrar como um banho, sem os devidos cuidados, pode ser dispendioso para a sua família e a natureza.

Você sabe quanto custa o seu banho?

Se você quer saber quanto custa o banho que você toma todos os dias, movimente-se nesse conteúdo. Ao final, você saberá quanto custa seu banho e poderá planejar melhor seus gastos com energia elétrica e água.

Interaja com alguns conceitos e termos importantes para o cálculo do custo do seu banho.

O que é vazão?

A vazão (representada na equação por Q) pode ser definida como sendo a quantidade volumétrica (representada na equação por V) de um fluido que escoa através da seção de uma tubulação em um intervalo de tempo (representada na equação por Δt). A expressão que nos permite calcular a vazão é (HALLIDAY et al., 1996; TIPLER; MOSCA, 2009):

(Equação 1)

Lembre que a unidade usada no sistema internacional (SI) para Q é m3/s

O que é "Energia Dissipada em um Resistor Elétrico"?

Todos os aparelhos elétricos precisam de energia elétrica (E) para funcionar. Uma vez que recebem energia elétrica, eles sempre a transformam em outro tipo de energia. No caso do chuveiro elétrico, a energia elétrica é transformada em energia térmica.

A grandeza física que mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em outra forma de energia é denominada potência elétrica (P), podendo ser calculada por: P= ou P = V i, em que "V" é a tensão disponível nas residências, em unidades de joule por segundo (J/s) ou volts (V). Então, a potência do aparelho elétrico depende da quantidade de energia transformada. Quanto mais energia for transformada em um intervalo de tempo, maior será a potência do aparelho.

Quando utilizamos aparelhos resistivos que transformam energia elétrica observamos que eles esquentam. Esse aquecimento é denominado efeito Joule. A energia que é gerada nessa transformação, causando o aquecimento, é denominada energia dissipada. A grandeza física que mede a quantidade de energia dissipada em um determinado intervalo de tempo é denominada potência (Pd). Muitos aparelhos têm a função de transformar (dissipar) a maior parte possível de sua energia elétrica em energia interna (temperatura), como os secadores, o ferro de passar, os fornos e chuveiros elétricos. Para que essa transformação seja possível, esses aparelhos elétricos são constituídos de resistores, dispositivos que transformam energia elétrica em térmica. Assim, a taxa com que a energia é transferida da corrente para o resistor do chuveiro é (HALLIDAY et al., 1996; TIPLER; MOSCA, 2009).

(Equação 2)

Vamos calcular quanto custa o banho que você toma?

Para que você calcule quanto custa o seu banho, é necessário verificar a potência de seu chuveiro e o tempo gasto para seu banho. Tendo essas informações, multiplique a potência do chuveiro (em kW) pelo tempo (em horas), usando a equação de E = PΔt. Com isso você terá a energia elétrica consumida. A companhia de distribuição de energia elétrica estabelece um valor para um kW-h. Sabendo disso, você multiplica a energia elétrica consumida pelo valor cobrado,

(Equação 3)

Para você obter o custo do quilowatt-hora, recomenda-se o site 
da Agência Nacional de Energia Elétrica.

Para você obter o custo do metro cúbico de água, recomenda-se 
o site da Companhia Riograndense de Saneamento.

Porém, você ainda não tem disponível o custo total do seu banho, sendo necessário, para isto, calcule o volume da água gasto no banho. Usando a equação , você calcula o volume de água consumida e multiplica pelo valor cobrado pela companhia de distribuição de água,

(Equação 4)

Fazendo a soma dos valores da energia elétrica e da água consumida, você terá o valor do custo total de seu banho,

(Equação 5)

Para a realização do cálculo, acesse o Objeto de Aprendizagem "Custo do Banho", na próxima página.

Atividades

MAIS

Em breve, publicaremos links para outros recursos sobre este conteúdo.

Objetos de Aprendizagem

fisica_chuveiro_miniatura01
Como calcular o custo do banho
Atividade que ensina a calcular o custo de um banho individual e o custo total de um banho para uma família.
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