Teoria

Introdução

Já olhou a sua conta de luz e pensou no preço? As contas geralmente mostram o seu consumo de energia em k W h e multiplicam pelo preço de 1 k W h . Então dá pra gente saber até o quanto gastamos em R $ por cada banhozinho de 10min, curtiu a ideia?

Tá, mas como que eu calculo essa tal quantidade de k W h e o que é isso?

Potência e Energia

Bom k W é uma unidade de potência elétrica, e se lê quilowatts. h é basicamente hora mesmo e é uma unidade de tempo. A multiplicação desses dois caras nos dá a energia consumida em k W h . Podemos dizer que a energia consumida e a potência se relacionam da seguinte forma:

E = P ∆ t

Onde E é a energia entregue e ∆ t é a variação do tempo e P é a potência. Mas como que eu aplico isso no caso do chuveiro?

Vamos pensar no circuito do chuveiro, onde a fonte emite a força eletromotriz de 127 V e a resistência do chuveiro é 20 Ω .

Como calcular a potência dissipada pelo chuveiro e o consumo de energia?

Primeiro vamos olhar quem a gente tem atuando no resistor R . Como é o único componente do circuito além da fonte:

ε = V R = 127 V

i R = V R R = 127 20 = 6,35 A

Beleza e como eu relaciono esses caras com a energia? Bom a voltagem é a energia que no nosso caso será em J o u l e s J dividida pela carga em C o u l o m b s [ C ] .

V = E Q = J C

E a corrente nada mais é que a carga dividida pelo tempo:

i = Q ∆ t = C s

O produto da voltagem pela corrente vai nos dar o quê?

V i = E Q × Q ∆ t = E ∆ t [ J / s ]

Opa, encontramos a equação da potência elétrica onde a unidade J / s nada mais é que o nosso querido W a t t ( W ) .

P = V i

Substituindo nossos valores teremos então:

P = 127 × 6,35 = 806,45 W

Se liga que temos outros dois jeitos de calcular a potência, substituindo V = R i :

P = R . i 2 = 20 × 6,35 2 = 806,45 W

E também dizendo que i = V R e aí a equação fica:

P = V 2 R = 127 2 20 = 806,45 W

Consumo de Energia

Beleza, mas e a energia? Falamos no início sobre um banho de 10 minutos certo? Fazendo o cálculo pro sistema internacional de medidas é só a gente usar:

E = P ∆ t

Usando ∆ t em segundos e P em Watts, e teremos a energia em Joules. Convertendo ∆ t , temos:

∆ t = 10 × 60 = 600 s

E aí, só jogar na equação a potência encontrada de P = 806,45 W e o tempo em segundos:

E = 806,45 × 600 = 483870 J

E se liga, encontramos a energia no sistema internacional, mas não é a unidade mais usual. Geralmente usamos a unidade k W h , então vamos aprender a calcular nessa unidade mais comum.

Bom como a energia é dada em k W h precisaremos converter o tempo de minutos pra horas, usando regra de 3:

1 h - 60   m i n u t o s ∆ t   - 10   m i n u t o s

∆ t = 10 60 h = 1 h 6

E também a potência calculada no circuito para k W :

1 k W - 1000 W P - 806,45 W Enfim a potência em k W :

P = 806,45 1000 k W = 0,8065 k W

Bom, agora é só partir pro abraço e calcular o consumo:

E = P ∆ t = 0,8065 × 1 6 = 0,134 k W h

Hoje em dia é comum os aparelhos terem a potência já especificada, você pode procurar e fazer o cálculo pro seu chuveiro usando a regra de 3.

E por fim pra calcular o valor em R $ precisaremos saber o valor do k W h e isso depende muito do consumo geral. Vamos admitir aqui o preço de 0,75 R $ / k W h   .

Aqui é só multiplicar a energia pelo custo e já era:

T o t a l = E × C u s t o = 0,134 × 0,750 = 0,10 R $

Agora é partir pros exercícios, vem comigo?

Consumo de Energia

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