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Potência dissipada por um resistor

Física

A potência dissipada pelos resistores é a medida da quantidade de calor que eles são capazes de liberar a cada segundo.
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Os resistores são dispositivos que podem transformar a energia elétrica em calor por meio do efeito Joule. Quando os elétrons passam através dos resistores, as colisões resultantes dessas partículas com a rede cristalina do material que compõe o resistor ocasionam um aumento da sua agitação térmica, resultando em transferências de calor para as vizinhanças do resistor.

Por essa razão, os resistores são largamente empregados em circuitos que têm como intuito a produção de calor, como em aquecedores elétricos, panelas elétricas, fritadeiras elétricas, ferros de passar roupa, chuveiros elétricos etc.

Os resistores são apresentados em diversas cores e formatos.
Os resistores são apresentados em diversas cores e formatos.

Essa capacidade dos resistores de produzir energia térmica está diretamente relacionada com a sua resistência elétrica. A resistência elétrica é a grandeza que mede a dificuldade de se estabelecer uma corrente elétrica através de diferentes corpos.

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Essa propriedade depende do formato do corpo, da quantidade de elétrons livres presentes no material e do tempo e distância que esses elétrons são capazes de ser conduzidos sem que sofram colisões com os átomos que compõem o corpo, entre outros. Quanto maior for a resistência de um resistor, maior será a quantidade de energia que ele dissipa em forma de calor a cada segundo, em outras palavras, maior será a potência por ele dissipada.

Veja também: Segunda lei de Ohm

As lâmpadas incandescentes têm um filamento de alta resistência elétrica que se aquecem e emitem luz com a passagem de corrente elétrica.
As lâmpadas incandescentes têm um filamento de alta resistência elétrica que se aquecem e emitem luz com a passagem de corrente elétrica.

A grandeza física que mede a quantidade de calor que um resistor transfere para os seus arredores a cada segundo é chamada de potência dissipada. A potência dissipada é uma grandeza escalar medida em Watts (W).

Na Física, a grandeza potência tem um significado bastante amplo, mas sua definição é sempre relativa à razão entre uma quantidade de energia (E) e um determinado intervalo de tempo (Δt).

P – potência (W)

E – Energia (J)

Δt – intervalo de tempo (s)

Portanto, a potência que é dissipada por um resistor é uma medida de quanta energia esse resistor é capaz de transformar em calor, a cada segundo.

A energia que cotidianamente é chamada de energia elétrica, por sua vez, recebe o nome de energia potencial elétrica. Seu módulo pode ser calculado pelo produto entre o potencial elétrico (U), dado em Volts (V), e o módulo de uma carga de prova (q), inserida nesse potencial elétrico:

EP – Energia potencial elétrica (J)

q – Carga de prova (C)

U – Potencial elétrico (V)

Se substituirmos a expressão acima na definição de potência, teremos a seguinte relação:

PD – Potência dissipada (W)

q – carga elétrica de prova (C)

i – corrente elétrica (A)

De acordo com a fórmula mostrada acima, a potência que é dissipada por um resistor pode ser facilmente calculada se soubermos qual é a diferença de potencial (d.d.p.) entre os terminais do resistor (U) bem como a corrente elétrica nele estabelecida (i).

Se nos lembrarmos de 1.ª lei de Ohm, que afirma que o potencial elétrico pode ser calculado pelo produto da resistência elétrica (R), medida em ohms (Ω), pela corrente elétrica (i), em Ampère (A), será possível escrevermos a equação da potência dissipada em três diferentes formas. Observe:

R – Resistência (Ω)

Caso desejemos saber qual foi a quantidade de energia que um resistor dissipou em um determinado intervalo de tempo, podemos usar a expressão representada abaixo, confira:

Exercícios sobre potência dissipada por resistores

1) Quando conectado a uma diferença de potencial de 20 V, um resistor passa a ser percorrido por uma corrente elétrica de 0,5 A. Em relação a esse resistor, determine:

a) a potência por ele dissipada.

b) sua resistência elétrica.

Resolução:

a) Para calcular a potência dissipada por esse resistor, usaremos a seguinte equação:

b) Para calcularmos a resistência elétrica desse resistor, usaremos a fórmula abaixo. Confira:

2) Um resistor de resistência elétrica constante e igual a 10 Ω é atravessado por uma corrente elétrica de 2 A, durante um intervalo de tempo de 60 minutos. Determine a quantidade de energia elétrica dissipada por esse resistor durante esse intervalo de tempo.

Resolução:

Para resolvermos o exercício, usaremos a fórmula da lei de Joule. Além disso, é necessário lembrar que o intervalo de tempo utilizado nessa fórmula é definido em segundos, por isso, é preciso usar o tempo de 3600 s, em vez de 60 minutos. Veja:

Por Me. Rafael Helerbrock

Os aquecedores são formados por resistores que dissipam calor quando atravessados por uma corrente elétrica.
Os aquecedores são formados por resistores que dissipam calor quando atravessados por uma corrente elétrica.

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Potência dissipada por um resistor"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-dissipada-num-resistor.htm. Acesso em 16 de setembro de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

 (UERGS – PR) Um chuveiro elétrico está instalado numa casa onde a rede elétrica é de 110 V. Um eletricista considera aconselhável alterar a instalação elétrica para 220 V e utilizar um chuveiro de mesma potência que o utilizado anteriormente, pois, com isso, o novo chuveiro:

a) consumirá mais energia elétrica.

b) consumirá menos energia elétrica.

c) será percorrido por uma corrente elétrica maior

d) será percorrido por uma corrente elétrica menor

e) dissipará maior quantidade de calor.

Questão 2

Um resistor, submetido à diferença de potencial de 8,0 V, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 0,4 A. Determine:

a) a potência dissipada por esse resistor;

b) a potência dissipada por esse resistor quando ele é percorrido por uma corrente de intensidade i = 2,0 A, supondo que sua resistência seja constante.

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