Potência do receptor

Receptores são dispositivos que transformam a energia elétrica fornecida para eles em outras formas de energia, como energia cinética, luz, som, etc. O que difere os receptores dos resistores é que estes convertem energia elétrica exclusivamente em calor.

Confira: Receptores elétricos

A potência dos receptores é uma importante propriedade relacionada ao seu funcionamento: ela mede quanta energia elétrica um receptor é capaz de converter a cada segundo. A unidade de potência no Sistema Internacional de Unidades é o watt (W): 1 W equivale a 1 joule por segundo (J/s).

Para fins de estudo, a potência dos receptores é dividida em três: potência total, potência útil e potência dissipada. Confira abaixo mais detalhes de cada uma delas.

Tópicos deste artigo

• 1 - Potência total (PT)
• 2 - Potência útil (PU)
• 3 - Potência dissipada (PD)
• 4 - Exemplo
• 5 - Resolução:

Potência total (P_T)

A potência total (P_T) mede todo o consumo de energia que um receptor realiza a cada segundo. Ela pode ser calculada pelo produto da tensão elétrica estabelecida entre os terminais do receptor pela corrente elétrica que os percorre, confira:

Legenda
P_T = Potência total – watts (W)
U = Tensão elétrica – volts (V)
i = Corrente elétrica – amperes (A)

A potência total leva em conta toda a potência que o receptor necessita para seu funcionamento, inclusive a potência que ele dissipa. Todos os receptores reais “desperdiçam” parte da energia elétrica fornecida a eles por causa do efeito Joule, que promove o aquecimento de seus fios. Por isso, a potência elétrica total é a soma da potência útil ou utilizável com a potência dissipada:

Legenda
P_T = Potência total – watts (W)
P_U = Potência útil – watts (W)
P_D = Potência dissipada – watts (W)

Veja também: Geradores elétricos e força eletromotriz

Potência útil (P_U)

Potência útil é a quantidade de energia usada a cada segundo exclusivamente para o funcionamento do receptor. Essa potência não considera a parte da energia perdida em decorrência do efeito Joule ou até mesmo do atrito entre as componentes do receptor. A potência útil depende de uma característica dos receptores chamada força contraeletromotriz. A força contraeletromotriz é o potencial elétrico necessário para o funcionamento dos receptores. Podemos calcular a potência útil pela multiplicação da força contraeletromotriz (ε') pela corrente elétrica (i) que percorre o receptor. Observe:

Legenda:
P_U = Potência útil – watts (W)
ε' = Força contraeletromotriz – volts (V)
i = Corrente elétrica – amperes (A)

Potência dissipada (P_D)

A potência dissipada é toda a energia que o receptor consome em virtude do efeito Joule, do atrito entre suas partes, de vibrações e outros fatores que possam consumir energia. Essa potência pode ser calculada por meio do produto da resistência interna do receptor (r_i'), em omh (Ω), pela corrente elétrica que o percorre (i), em amperes:

Legenda
P_D = Potência dissipada – watts (W)
r' = Resistência interna – ohm (Ω)
i = Corrente elétrica – amperes (A)

Veja também: Resistência interna de um receptor

Confira, no exemplo abaixo, como utilizar as equações das potências dos receptores.

Exemplo

Um receptor real de força eletromotriz igual a 8,0 V tem seus terminais ligados a uma bateria de 10,0 V, de forma que uma corrente de 0,25 A é estabelecida nesse receptor. De acordo com os dados, calcule:

a) a resistência interna do receptor.

b) a potência elétrica total consumida pelo receptor.

c) a potência elétrica útil consumida pelo receptor.

d) a potência elétrica dissipada pelo receptor.

Resolução:

a) Para calcularmos a resistência interna do receptor, utilizamos a equação da potência total, que relaciona suas três potências:

Em posse dessa equação, substituímos os termos P_T (U.i), P_U (ε'.i) e P_D (r'.i²) e obtemos:

Em seguida, substituímos os termos da equação acima pelos valores dados no enunciado do exercício:

Portanto, a resistência interna desse receptor é de 8,0 Ω.

b) A potência elétrica total é facilmente calculada pela equação abaixo:

Para isso, basta sabermos a tensão elétrica U da bateria e o módulo da corrente elétrica i. Dessa forma, temos:

Concluímos que toda potência consumida por esse receptor é igual a 2,5 W.

c) Para calcularmos a potência elétrica útil desse receptor, usamos a equação abaixo:

Para usá-la, precisamos saber o módulo da força contraeletromotriz (ε') e a corrente elétrica (i):

O resultado encontrado indica que, dos 2,5 W totais, 2,0 W são usados para o funcionamento do receptor, sem levar em conta a energia dissipada por ele.

d) Usando a relação da potência total, podemos encontrar facilmente a potência dissipada:

Como a potência total (P_T) é de 2,5 W e a potência útil é de 2,0 W, temos:

Por Rafael Helerbrock
Graduado em Física