Potência elétrica e cálculo do consumo de energia elétrica

Quando compramos uma geladeira, um chuveiro elétrico ou até mesmo uma simples lâmpada, duas perguntas surgem imediatamente em nossas mentes: em que tensão eu posso ligá-los e quais as suas potências? Bem, desses dois termos, a tensão, como nossa velha conhecida, sabemos que pode ser uma tensão AC ou DC. Se for AC e estivermos na região Nordeste, a tensão provavelmente será de 220 V. Mas o que significa potência elétrica? Será que é a mesma coisa que energia elétrica?

Todo equipamento ou dispositivo elétrico precisa de energia elétrica para funcionar. Essa energia pode ser obtida a partir de uma pilha, bateria (tensão DC) ou de um ponto de acesso, normalmente uma tomada elétrica de tensão AC. Essa energia é então transformada pelo equipamento elétrico em outro tipo de energia. No chuveiro elétrico, por exemplo, a energia elétrica é transformada em energia térmica, por efeito Joule (nós falamos de efeito Joule na aula sobre Dispositivos Passivos em Circuitos Elétricos e sabemos que ele é fruto das colisões dos elétrons contra os átomos e íons em um condutor).

Aprenda uma coisa: na natureza nada se perde, tudo se transforma. Isso também acontece com a energia elétrica, ou ela é transformada em outra forma de energia ou em trabalho. A quantidade de energia elétrica consumida ou transformada em outro tipo de energia, por unidade de tempo, é o que denominamos de potência elétrica. Ou seja:

Portanto, multiplicando-se a potência elétrica de um equipamento pelo tempo em que ele fica ligado, saberemos qual foi a energia elétrica consumida durante esse intervalo de tempo. Como diria Sherlock Holmes: “Elementar, meu caro Watson”.

Num circuito elétrico, a energia elétrica entre dois pontos de um condutor com uma diferença de potencial U (tensão aplicada) é igual ao trabalho realizado pelas cargas elétricas entre esses dois pontos, ou seja:

Pelas duas últimas equações, temos que:

Como $∆q/∆t$ é a definição de corrente elétrica, temos que:

Pela lei de Ohm (U = RI), poderemos também obter

ou, então,

Que é a potência elétrica dissipada em um resistor de resistência elétrica R.