Alguns aparelhos elétricos, durante seu funcionamento, produzem movimento

Saiba sobre a potência e o consumo de um aparelho eletrônico.

A energia elétrica gerada nas usinas é muito importante para o funcionamento dos aparelhos eletrônicos de nossa casa. Essa energia elétrica é transformada em outras energias, de acordo com o aparelho. Por exemplo, o chuveiro utiliza a energia elétrica para aquecer a água, portanto ele transforma energia elétrica em energia térmica (calor), o aparelho de som transforma eletricidade em energia sonora, o ventilador transforma a energia elétrica em movimento. Cada aparelho possui uma tarefa que, ao ser realizada, necessita dessa fonte de energia produzida nas usinas.

Outra importante característica dos aparelhos é a potência que eles possuem, isto é, a capacidade de transformar energia elétrica em outro tipo de energia mais rapidamente. Em dias de muito calor os chuveiros devem ser colocados na posição verão, pois em razão de a água estar mais aquecida, o chuveiro necessita de menos energia elétrica para seu aquecimento. Nos dias de muito frio, para que o chuveiro mantenha a água quente, ele precisa ser colocado na posição inverno, assim ele utilizará mais energia elétrica.

Existem aparelhos que possuem a mesma função, mas em relação à potência são bem diferentes. Um rádio portátil possui potência menor que um home theater, apesar dos dois terem a função de transformar energia elétrica em energia sonora.

O secador de cabelos que sua mãe utiliza em casa possui a mesma função do secador do salão de beleza, a única diferença é que o do salão gasta mais energia elétrica para produzir uma maior quantidade de vento quente, enquanto o secador utilizado em casa gasta menos energia por ter uma potência menor e gerar uma quantidade menor de vento aquecido.

Compreender tudo isso é muito simples, basta você pensar na seguinte situação: maior potência, mais quantidade de energia elétrica; menor potência, menos quantidade de energia elétrica. É importante informarmos que quando utilizamos aparelhos com potências maiores estamos utilizando mais energia elétrica, dessa forma, a conta de energia deverá ser mais cara ao final do mês. Por isso, precisamos economizar eletricidade para economizarmos dinheiro.

Economize energia elétrica utilizando aparelhos de baixa ou média potência, em dias de calor deixe o chuveiro na posição verão, não deixe a geladeira aberta por muito tempo, utilize o ferro elétrico para passar grandes quantidades de roupa e não deixe luzes acesas sem necessidade.

Por Marcos Noé
Matemático
Equipe Escola Kids

Corrente Elétrica e Transformação de Energia

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Corrente Elétrica: Transformação de Energia

Por: Isabela Lopes

Começar pedindo aos alunos que identifique aparelhos elétricos e eletrônicos em casa, na sala de aula e em outros lugares.

Os aparelhos abaixo têm em comum o fato de transformarem a energia elétrica fornecida por uma fonte em energia térmica. Esses aparelhos são os que tem a construção mais simples: possuem um pedaço de fio em forma de espiral cujo nome é resistor.

Os aparelhos abaixo quando são colocados em funcionamento, notaremos que a grande parte deles produz algum tipo de movimento, isto é, transformam a maior parte da energia elétricaque recebem da fonte em energia mecânica.

Podemos analisar algumas especificações técnicas de alguns desses aparelhos. Nesse momento os alunos devem pegar as seguintes informações:

• Tensão
• Potencia
• Corrente
• Frequência

Tensão

 A força que irá movimentar os elétrons pode ser denominada diferença de potencial (ddp), força eletromotriz ou ainda tensão elétrica. O esquema abaixo ajuda a entender melhor.

Quando dizemos que o valor numérico é 110V, a sua unidade de medida que é volt e o símbolo de sua unidade que é V. Damos os nomes dos provocadores da tensão de geradores, por exemplo: baterias e pilhas.

Os aparelhos elétricos que são ligados na tomada ou à rede elétrica da residência trazem escrito os valores de 110V ou 220V. Alguns aparelhos como os rádios, por exemplo, permitem que se ajuste o aparelho à tensão da rede elétrica da residência da cidade onde você mora pode ser 110V ou 220V.

Outros aparelhos como a geladeira, a máquina de lavar, o ferro de passar roupa, o liquidificador, não tem tal botão que permite o ajuste da tensão. Eles funcionam ou na tensão 110V ou na 220V. No caso de um desses aparelhos ser ligado numa tensão maior que a especificada pelo fabricante, ele queima quase que imediatamente. Se ele for ligado a uma tensão menor que a especificada, ou o aparelho não funciona ou funciona precariamente.

Potência

A potência é a grandeza elétrica que indica o consumo de energia elétrica do aparelho em cada unidade de tempo de seu funcionamento.

1 W = 1 J/s

Por exemplo, se uma lâmpada tem potência de 100 watt, significa que em cada segundo de funcionamento ela consome 100 joules de energia elétrica. A maioria dos aparelhos elétricos tem apenas um valor de potência, mas existem alguns que trazem escrito mais de um valor como por exemplo o chuveiro elétrico. Nesse caso, ele tem geralmente um valor para a posição verão e outro para o inverno. No verão, onde a água é menos aquecida, o valor é menor. No inverno, onde a água é mais aquecida, o valor da potência é maior e, consequentemente, o consumo da energia elétrica é também maior.

OBS: O consumo representa a quantidade de energia consumida ou utilizada por sua residência. Ela é medida em kWh que significa quilo watt-hora. O quilo é o mesmo do quilograma, quilometro, e significa 1.000 vezes. Já watt-hora representa a medida da energia elétrica. Embora possa lhe parecer estranho. Que watt-hora seja uma unidade de energia (você se lembra de uma outra?). Recorde que watt é uma unidade de potência e hora uma unidade de tempo. O produto potência x tempo resulta na energia. Assim, watt-hora representa o produto da potência pelo tempo e 1kWh é 1.000 watt-hora.

Nesse momento podemos levar algumas contas de luz para ser discutidas com os alunos.

Corrente

A corrente elétrica é uma grandeza cujo valor depende da potência do aparelho e também da tensão em que ele é colocado para funcionar. Por exemplo, uma lâmpada de 100 watt feita para funcionar na tensão 110 volts, quando ligada requer maior corrente elétrica que uma de potência de 60 watt e de mesma tensão. É por essa razão que a lâmpada de 100 watt apresenta luminosidade maior que a de 60 watt.

Existem dois tipos de corrente elétrica: a corrente contínua que é fornecida por pilhas e baterias e a corrente alternada que é aquela fornecida pelas usinas para as casas, indústrias, etc.

A corrente contínua tem valor que não se altera para um mesmo aparelho e tem como símbolo nos folhetos ou mesmo nas chapinhas dos aparelhos as letras “CC” ou “DC”. A corrente alternada tem um valor que varia dentro de um intervalo durante o funcionamento de um mesmo aparelho elétrico. Ela tem como símbolos as letras “CA” ou “AC” ou mesmo o sinal ~.

P = V .I

Frequência

Embora a frequência seja uma grandeza que comparece na maioria dos aparelhos elétricos nos valores 50/60 e na unidade hertz (Hz) ela não é usada somente na eletricidade. Nesse caso, ela se refere a uma característica da corrente elétrica alternada obtida com as usinas geradoras de eletricidade. No Brasil, a frequência da corrente alternada é de 60 hertz, ou seja, 60 ciclos por segundos. Há países como Portugal e o Paraguai onde a frequência é de 50 hertz.

Quadro de Unidades

Vamos pensar?!

Entendendo um Pouco Sobre Chuveiros

• Que tipo de transformação de energia o chuveiro realiza?
• Onde ela é realizada?
• Quando a água esquenta menos?
• O resistor é divido em dois trechos. Qual posição e para a posição inverno? E para verão.
• Em qual posição a corrente é maior?

Na posição verão, o aquecimento da água é menor, e corresponde à menor potência do chuveiro. Na posição inverno, o aquecimento é maior, e corresponde à maior potência.

As ligações inverno-verão correspondem para uma mesma tensão, à diferentes potências. A espessura do fio enrolado – o resistor – comumente chamado de “resistência” é a mesma

As ligações inverno-verão são obtidas usando-se comprimentos diferentes do resistor. Na ligação verão usa-se um pedaço maior deste mesmo fio, enquanto a ligação inverno é feita usando-se um pequeno trecho do fio, na posição verão é utilizado um trecho maior.

Na ligação inverno, a corrente no resistor deverá ser maior do que na posição verão, permitindo assim que a potência e, portanto, o aquecimento, sejam maiores. Quando a tensão, o material e a espessura são mantidas constantes, podemos fazer a seguinte relação, conforme a tabela a seguir:

Para Resolver

Se tivermos uma lâmpada de 100W com uma tensão de 110V temos uma potência P e a mesma lâmpada na tensão 220V qual a sua potência nesse caso? O que acontece com a lâmpada?

Experiências

Youtube: Experimento Corrente Elétrica
Youtube: Associação de Resistores (Lâmpadas)

Sugestões de Experiências

Abaixo alguns exemplos de atividades para serem realizadas com os alunos em sala de aula.

Nessas atividades os alunos aprenderão como trabalhar com um multímetro, fazendo medidas das voltagens, correntes e etc.

Materiais necessários: multímetro, pilhas e fios

Caso o professor tenha resistores disponíveis para uso, é possível montar pequenos circuitos e explorar mais conteúdo.

Figura 1-Multímetro

Figura 2-Coloque as pilhas como mostra a figura abaixo. Nessa montagem, conseguimos medir a diferença de potencial entre as duas lâmpadas.

Figura 3-Aqui vamos medir a diferença de potencial da tomada.

Figura 4-Valor obtido referente a figura 3

A partir das experiências, os alunos puderam construir um gráfico da voltagem em função da corrente, umas três medidas são suficientes para ver o comportamento do gráfico.

O professor pode discutir sobre o coeficiente angular da reta e potência.

Referencias:

• Livro Gref.
• http://www.coladaweb.com/fisica/eletricidade/tensao-eletrica

Quais aparelhos elétricos que produzem movimento?

Como são denominados os aparelhos que transformam energia elétrica em energia de movimento?

Como funcionam os aparelhos elétricos?

O que acontece quando à gente liga um aparelho elétrico?