O que é potência elétrica e como calcular?

Uma chaleira elétrica e um carregador de celular são ligados na mesma tomada, mas a chaleira ferve a água em poucos minutos, enquanto o carregador quase não esquenta. A diferença é a potência: quantos joules de energia um aparelho transfere a cada segundo. A potência é medida em watts (W), e 1 watt = 1 joule por segundo. Potências grandes aparecem em quilowatts: 1 kW = 1.000 W.

Num aparelho elétrico, a potência depende de duas grandezas: a tensão ou ddp U (o "empurrão" que faz a corrente andar, em volts) e a corrente elétrica i (quanta carga passa a cada segundo, em ampères). A fórmula é:

P = U · i (potência em watts = tensão em volts × corrente em ampères)

Por que funciona? A tensão diz quantos joules cada coulomb de carga leva (1 V = 1 J/C). A corrente diz quantos coulombs passam por segundo (1 A = 1 C/s). Multiplicando as duas, os coulombs se cancelam e sobram joules por segundo, ou seja, watts. Uma rede de 230 V que fornece 10 A transfere 230 × 10 = 2.300 J a cada segundo: a potência é de 2.300 W (2,3 kW). No Brasil, um exemplo bem conhecido é o chuveiro elétrico: um chuveiro de 5.500 W ligado em 220 V puxa 5.500 / 220 = 25 A.

A analogia da água ajuda. Pense numa mangueira: a tensão é como a pressão da água, a corrente é como a vazão (quanta água passa por segundo) e a potência é quanto trabalho a água consegue fazer por segundo, por exemplo, com que rapidez giraria uma roda-d'água. Mais pressão ou mais vazão, mais potência.

Com um triângulo de fórmulas (P em cima, U e i embaixo) dá para isolar cada grandeza: i = P / U e U = P / i. Combinando com a primeira lei de Ohm (U = R · i), aparecem mais duas versões, úteis quando você conhece a resistência R em ohms. São as fórmulas da potência dissipada num resistor:

• P = R · i²: potência a partir da resistência e da corrente (o efeito Joule, o calor produzido pela corrente)
• P = U² / R: potência a partir da tensão e da resistência

Potência não é a mesma coisa que energia. A potência é o ritmo; a energia é o total. Para achar a energia, multiplique pelo tempo:

E = P · Δt (joules = watts × segundos)

As distribuidoras usam uma unidade maior, o quilowatt-hora (kWh): a energia que um aparelho de 1 kW consome em 1 hora. 1 kWh = 1.000 W × 3.600 s = 3.600.000 J (3,6 MJ). Na conta de luz você paga os kWh consumidos vezes o preço de cada kWh. Tudo isso se liga à energia em geral e ao funcionamento dos circuitos elétricos.

A tensão da rede é de 127 V ou 220 V no Brasil, dependendo da região, de cerca de 230 V em Portugal e em boa parte do mundo, e de cerca de 120 V nos Estados Unidos e no Canadá (veja eletricidade). Por isso o mesmo secador de 1.500 W puxa cerca de 6,5 A em 230 V, mas 12,5 A em 120 V.

Qual é a fórmula da potência elétrica?#

P = U · i: a potência em watts é a tensão em volts vezes a corrente em ampères. Outras formas são P = R · i², P = U² / R e P = E / Δt (energia dividida pelo tempo).

Qual é a unidade de medida da potência elétrica?#

O watt (W), em homenagem a James Watt. 1 W é 1 joule por segundo. Potências maiores usam o quilowatt (1 kW = 1.000 W) e o megawatt (1 MW = 1.000.000 W).

Qual é a fórmula para passar de watts para ampères?#

Divida a potência pela tensão: i = P / U. Uma torradeira de 1.150 W ligada em 230 V puxa 1.150 / 230 = 5 A. Para passar de watts para quilowatts, divida por 1.000.

Qual é a relação entre potência elétrica e consumo de energia?#

O consumo é a potência vezes o tempo de uso: E = P · Δt. Um aparelho de 1 kW ligado por 1 hora consome 1 kWh, que é a unidade cobrada na conta de luz.

O que é potência dissipada?#

É a potência que um resistor transforma em calor, pelo efeito Joule: P = R · i² ou P = U² / R. É assim que funcionam o chuveiro elétrico, o ferro de passar e a torradeira.

O que é fator de potência?#

Em alguns aparelhos de corrente alternada com motor, a tensão e a corrente ficam um pouco fora de sincronia. Então a potência real (em W) é menor que U · i, chamada potência aparente (em VA). O fator de potência é a razão entre as duas. Em pilhas e resistores, ele vale 1.

O que é mais perigoso: volts, ampères ou watts?#

O que causa dano é a corrente que atravessa o corpo, e é preciso uma tensão suficiente para empurrar uma corrente perigosa. Os watts da etiqueta dizem quanta energia o aparelho usa, não o quanto é perigoso. Toda tomada da rede é perigosa.