Potência e rendimento do receptor

A potência e o rendimento dos receptores são importantes medidas relacionadas ao seu funcionamento. A potência está relacionada à quantidade de energia que os receptores consomem a cada segundo e à quantidade de energia que eles dissipam durante seu funcionamento. O rendimento, por sua vez, é a razão entre a quantidade de energia dissipada pelos receptores e a quantidade de energia utilizada para seu funcionamento.

Veja também: Consumo de energia elétrica
 

Receptores são esquematizados por duas barras paralelas de tamanhos distintos. Neles, a corrente elétrica sempre flui do terminal positivo para o terminal negativo.

Confira neste texto a diferença entre potência e rendimento, saiba por que essas são grandezas importantes para se determinar a qualidade de qualquer aparelho eletroeletrônico e conheça as equações usadas para calcular as potências total, útil e dissipada.

Potência e rendimento

Quando compramos um aparelho eletrodoméstico, sabemos que seu consumo de energia é diretamente afetado por sua potência, isso é, quanto maior for sua potência, mais energia elétrica ele consumirá. Esse consumo ocorre por meio da transformação da energia consumida em outras formas de energia, como energia cinética, energia térmica, luz, som, vibrações e etc.

A potência é uma grandeza física escalar, definida pelo sistema internacional de unidades pela unidade watt (W): 1 watt equivale a 1 joule (J) por segundo (1 W = 1 J/s).

Veja também: Formas de energia

No entanto, outro fator importante a ser observado é o rendimento desses dispositivos. O rendimento de um receptor é definido como uma grandeza adimensional, isso é, sem unidade física, e pode ser calculado por meio da razão entre dois tipos de potências existentes nos receptores: a potência utilizável e a potência consumida (também chamada potência total).

Quanto maior for o rendimento de um receptor, menos energia ele dissipa durante o seu funcionamento.

Potências no receptor

Confira abaixo quais são as potências envolvidas no funcionamento de um receptor qualquer:

Potência total

Os receptores, como os eletrodomésticos que temos em casa, recebem de uma fonte de força eletromotriz, como tomada, bateria ou gerador, a potência total (P_T). Essa potência delimita o consumo de energia total do aparelho a cada segundo. Exemplo: um liquidificador ligado à tomada consome 600 W de potência. Para calcularmos a potência total consumida por um receptor, usamos a seguinte equação:

Legenda:
P_T – Potência total (W - Watts)
U – tensão elétrica (V – volts)
i – corrente elétrica (A – ampére)

Potência útil ou utilizável

Os receptores precisam de boa parte da potência total para operar corretamente. Essa porção da potência total é utilizada para que os circuitos dos receptores operem, realizando algum tipo de conversão de energia não desperdiçada. Exemplo: um determinado liquidificador usa cerca de 540 W dos 600 W a ele fornecidos para que suas pás possam girar. Podemos calcular essa potência útil por meio da seguinte equação:

Legenda:
P_{u –} potência útil ou utilizável
ε' – força contraeletromotriz (V – volts)
i – corrente elétrica (A – ampére)

Potência dissipada

A potência dissipada pelos receptores é a quantidade de energia elétrica que eles transformam, majoritariamente, em energia térmica (calor) a cada segundo, em decorrência do Efeito Joule. Como os receptores têm uma resistência elétrica interna não desprezível, uma parte da potência total fornecida a eles é perdida durante seu funcionamento. Dessa forma, atrito, aquecimento excessivo, vibrações e emissão de ruídos podem ser considerados como formas de energia dissipada. Exemplo: dos 600 W fornecidos para o liquidificador, 60 W são dissipados. Para calcularmos a potência dissipada pelos receptores, usamos a seguinte equação:

Legenda:
P_{D –} potência dissipada
r' – resistência do receptor (Ω – omhs)
i – corrente elétrica (A – ampére)

Rendimento do receptor

Para calcularmos o rendimento de um receptor, dividimos sua potência útil por sua potência total. Observe:

Legenda:
P_{u –} potência útil ou utilizável (W – Watts)
P_T – potência total (W - Watts)

Explicitando cada uma das potências mostradas na relação acima, teremos:
 

Exemplo de exercício resolvido

Calcule o rendimento de um receptor elétrico cujas potências elétricas útil e total são iguais a 540 W e 600 W, respectivamente.

Resolução: Usando a equação do rendimento, basta dividirmos as duas potências fornecidas pelo enunciado do exercício e multiplicar o resultado obtido por 100. Observe:

O resultado obtido acima indica que o liquidificador dado como exemplo tem um rendimento de 90%, ou seja, 90% de toda a energia elétrica fornecida para ele é aproveitada.