Potência Dissipada (P)

Em outro post falei sobre a Primeira Lei de Ohm, que envolve diretamente a tensão V, a resistência R e a corrente I, que compõem a expressão R=V/I.

A relação dessas três variáveis está diretamente relacionada com uma quarta, chamada Potência, que é a conversão da energia elétrica em outra forma, que pode ser luz, calor ou movimento.

No caso da eletrônica em válvulas, entende-se potência como calor. Se você gosta de física e quer entender como isso acontece relacionando os elétrons dos materiais, é só dar uma pesquisada em Efeito Joule, que vai encontrar bastante material disponível na internet. Aqui serei mais objetivo para ir direto ao que nos interessa.

A potência é representada pela letra P e sua unidade é o Watt (W), em homenagem a James Watt, que estudou e aprimorou a máquina à vapor.

A fórmula da Potência utiliza a tensão V e a corrente I:

P=V*I

P em Watts;

V em Volts;

I em Ampères.

Exemplos práticos

Temos um chuveiro elétrico antigo instalado, e não sabemos a potência dele. Mas sabemos que ele está ligado em 220V e que consome 25A. Usamos a fórmula da potência:

P=220*25= 5.500W

Ele dissipa, portanto, 5.500W.

O chuveiro é um exemplo interessante. Observe que ninguém diz que o modelo X é melhor do que o Y porque esquenta a água 4º graus a mais, por exemplo.

O que se fala é sobre a potência, que no imaginário popular, já está diretamente ligada à temperatura da água. É comum ouvir que um modelo que consome 7.800W esquenta mais que um de 6.800W (e é verdade, porque fornece 1.000W a mais para esquentar a água). Nesse caso, “Watt é puro calor”.

Vamos supor que você tem um outro chuveiro de 7.800W, ligado em 220V e o disjuntor, que suporta 25 ampères, está sempre caindo no meio do banho (que saco, né?).

Se você conhece um pouco de eletricidade, sabe que todo disjuntor suporta uma capacidade máxima de corrente e é escolhido de acordo com as cargas que serão ligadas. Portanto, ele desliga para proteger os cabos e os aparelhos quando existe sobrecarga ou curto-circuito.

Mas será que este, que está desligando, suporta o consumo de corrente do chuveiro ou está com defeito?

Vamos analisar:

P=7.800W

V=220V

I=7.800/220 = 35,4A

Então, o seu disjuntor de 25A suporta uma corrente inferior do que deveria, estando portanto, subdimensionado. E porque ele desarma? Porque a corrente a mais que está sendo consumida gera calor no seu interior, indicando que ele está sobrecarregado e ativando a proteção.

Mas “quanto” ele está abaixo do ideal? Se você usar a regra de 3, podemos saber de quanto estamos falando em porcentagem (procure o post sobre porcentagem).

Considerando que 25A é a capacidade máxima do disjuntor, ele é referenciado como 100%.

25X=100*35,4 = 141,6% - significa que passou 41,6% dos 100% permitido.

(Descontamos 100 para saber exatamente quanto a mais está passando sobre o disjuntor).

Em resumo, está passando bem mais corrente do que a capacidade máxima desse disjuntor. O correto seria utilizar, nesse caso, um com a capacidade um pouco superior do que a carga (provavelmente de 40A).

MAS ATENÇÃO: esse exemplo é apenas ilustrativo. Para trocarmos um disjuntor numa situação desse tipo, é preciso avaliar toda a fiação da sua residência, incluindo as espessuras dos cabos, principalmente o que liga o disjuntor ao chuveiro, porque eles também devem suportar o consumo.

Lembre-se: o disjuntor serve para proteger o equipamento e a instalação elétrica.

A simples troca por outro de maior capacidade poderá sobrecarregar e aquecer os cabos subdimensionados, porque ele não irá desarmar como antes, podendo pegar fogo. Se você não manja de elétrica, chame um eletricista de confiança!

A potência na eletrônica

Voltamos aqui com o circuito utilizado na demonstração da lei de Ohm.

As variáveis são V, R e I. Mas quando a corrente atravessa o resistor, ele converte parte dela em calor, dissipando uma potência em Watts (P).

Vou trazer de volta o exemplo que utilizei no post sobre a lei de Ohm. Temos aquele aquecedor de ambiente com as seguintes medidas:

V = 127V

I = 10A

Então usamos R=V/I.

R=127/10=12,7Ω

Calculando, descobrimos que a resistência de aquecimento possui 12,7Ω. Mas quantos Watts ela dissipa?

Usamos a fórmula P=V*I.

P=127*10 = 1.270W

Portanto ele dissipa 1.270W. Nesse mesmo exemplo, supus dobrar a tensão e verificamos que a corrente também dobrou. Quanto watts ele dissiparia nesse caso?

Temos então:

V = 254V

R = 12,7Ω

I = ?

Usando I=V/R, I=254/12,7 = 20A.

Calculamos a potência:

P=V*I

P=254*20 = 5.080W

A potência dissipada sobre o mesmo resistor agora é de 5.080W.

Observe que a tensão dobrou, a corrente dobrou e a potência quadruplicou, dissipando 4 vezes mais calor!

Se esse fosse um acaso real, o aquecedor provavelmente queimaria, porque certamente não foi projetado para ter uma folga tão grande que permita aumentar em 4 vezes a dissipação. É a velha história de alguém ligar um aparelho 110V em 220V e… queimar na hora.

Até aqui vimos a fórmula da Primeira Lei de Ohm e da Potência Dissipada. No próximo post veremos as fórmulas que derivam dessas duas.

Referência: Fórmulas e Cálculos para Eletricidade e Eletrônica - Newton C. Braga, 2013.

Fábio Ceccatto de Macedo

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