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Potência do receptor

Física

A potência dos receptores está relacionada à sua força contraeletromotriz. Quanto maior for a força contraeletromotriz de um receptor, maior será sua potência útil.
Eletrodomésticos que transformam energia elétrica em outras formas de energia, como luz e movimento, são chamados receptores.
Eletrodomésticos que transformam energia elétrica em outras formas de energia, como luz e movimento, são chamados receptores.
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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.


Potência total (PT)

A potência total (PT) 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
PT = 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
PT
= Potência total – watts (W)
PU = Potência útil – watts (W)
PD = Potência dissipada – watts (W)

Veja também: Geradores elétricos e força eletromotriz


Potência útil (PU)

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


Potência dissipada (PD)

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 (ri'), em omh (Ω), pela corrente elétrica que o percorre (i), em amperes:

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Legenda
PD
= 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 PT (ε'.i), PU (U.i)e PD (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 (PT) é de 2,5 W e a potência útil é de 2,0 W, temos:


Por Rafael Helerbrock
Graduado em Física

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

HELERBROCK, Rafael. "Potência do receptor"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencia-receptor.htm>. Acesso em 15 de novembro de 2018.

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