Fisica3 (Eletromagnetismo)

146 CAPÍTULO 26
A bateria fornece energia
para os elétrons de
condução, cujo movimento
constitui a corrente.
-z
Figura 26-13 Uma bateria B
estabelece uma corrente i em um
circuito que contém um componente não
especificado.
26-7 Potência em Circuitos Elétricos
A Fig. 26-13 mostra um circuito formado por uma bateria B ligada por fios de resistência
desprezível a um componente não especificado, que pode ser um resistor.
uma bateria recarregável, um motor ou qualquer outro dispositivo elétrico. A bateria
mantém uma diferença de potencial de valor absoluto V entre seus terminais e..
portanto (graças aos fios de ligação), entre os terminais do componente, com un:.
potencial mais elevado no terminal a do componente que no terminal b.
Como existe um circuito fechado ligando os dois terminais da bateria e come
a diferença de potencial produzida pela bateria é constante, uma corrente constan
i atravessa o circuito, no sentido do terminal a para o terminal b. A quantidade
carga dq que atravessa o circuito em um intervalo de tempo dt é igual a i dt. Ao completar
o circuito, a carga dq tem seu potencial reduzido de V e, portanto, sua ener~·
potencial é reduzida de um valor dado por
dU = dq V = i dt V . (26-2.:-
De acordo com a lei de conservação da energia, a redução da energia potenci
elétrica no percurso de a a b deve ser acompanhada por uma conversão da energia pan:
outra forma qualquer. A potência P associada a essa conversão é a taxa de transferência
de energia dU/dt, que, de acordo com a Eq. 26-25, pode ser expressa na forma
P= iV (taxa de transferência de energia elétrica). (26-26)
Além disso, P é a taxa com a qual a energia é transferida da bateria para o com~
nente. Se o componente é um motor acoplado a uma carga mecânica, a energia ~
transforma no trabalho realizado pelo motor sobre a carga. Se o componente é um..
bateria recarregável, a energia se transforma na energia química armazenada na b
teria. Se o componente é um resistor, a energia se transforma em energia térmica~
tende a provocar um aumento da temperatura do resistor.
De acordo com a Eq. 26-26, a unidade de potência elétrica é o volt-ampere (V· A
mas a potência elétrica também pode ser escrita na forma
1 V· A = ( 1 ~ ) ( 1 ~ ) = 1 ; = 1 W.
JfTESTE 5
Uma diferença de potencial V é aplicada
a um dispositivo de resistência R,
fazendo com que uma corrente i atravesse
o dispositivo. Coloque as seguintes
mudanças na ordem da variação da
taxa com a qual a energia elétrica é
convertida em energia térmica, começando
pela maior: (a) V é multiplicada
por dois e R permanece a mesma; (b)
i é multiplicada por dois e R permanece
a mesma; ( c) R é multiplicada por
dois e V permanece a mesma; (d) R é
multiplicada por dois e i permanece a
mesma.
Quando um elétron atravessa um resistor com velocidade de deriva constar.­
te, sua energia cinética média permanece constante e a energia potencial elétri
perdida é convertida em energia térmica do resistor. Em escala microscópica, e
conversão de energia ocorre através de colisões entre os elétrons e as moléculas
resistor, o que levam a um aumento de temperatura do resistor. A energia mecâni
assim convertida em energia térmica é dissipada (perdida), já que o processo n­
pode ser revertido.
No caso de um resistor ou outro dispositivo de resistência R, podemos com ·
nar as Eqs. 26-8 (R = Vii) e 26-26 para obter, para a taxa de dissipação de ener~·
elétrica devido à resistência, as seguintes expressões:
P = i 2 R ( dissipação resistiva) (26-27)
v2
e P= - ( dissipação resi stiva).
R
(26-28)
Atenção: é preciso ter em mente que as Eqs. 26-27 e 26-28 são menos gerais qtr
a Eq. 26-26. P = iV se aplica a qualquer tipo de transferência de energia elétri
P = i2R e P = V2!R se aplicam apenas à transferência de energia elétrica para energia
térmica em um dispositivo com resistência.