Professor, porque quando vamos analisar potencia dissipada em fios de alta tensão, devemos usar P=r.i², ao invés de P=U²/r. E porque o efeito joule não pode ser escrito como E= U².t/r? Obrigado
Professor Nicolau permita-me responder a indagação acima, caso encontre algo diferente por favor fique a vontade para completar e ou corrigir. "Professor, porque quando vamos analisar potencia dissipada em fios de alta tensão, devemos usar P=r.i², ao invés de P=U²/r. E porque o efeito joule não pode ser escrito como E= U².t/r? Obrigado"
As duas relações indicadas P=r.i² e P=U²/r de fato são derivadas da relação U= r.i e P=i.U. Dizemos que se o elemento que dissipa a potência ( nesse caso em corrente contínua) for tipicamente resistivo então a relação entre tensão (U) e corrente elétrica(i) obedecem a Primeira lei de OHM.A questão é que essas relações só se aplicam em resistores.
Vejamos o que acontece com a tensão fornecida no caso do gerador ( usina). A tensão total U= r.i + Uc=====onde Uc é a tensão que deve chegar ao consumidor. Assim se multiplicar a expressão por i, teremos:
U.i=r.i² +Uc.i veja que r.i² é a potencia dissipada durante a transmissão.
Assim a potência perdida na linha deve ser minimizada, com o objetivo de maximizar a potência entregue ao consumidor. Logo se o objetivo é diminuir o produto i².r (potência perdida na linha) é fácil perceber que a redução da resistência na linha e/ou a diminuição da corrente na linha são desejáveis. Para uma dada potência transmitida P = U.i, ao se aumentar U diminui i. Ou seja, quanto maior a tensão no gerador, menor será a corrente na linha capaz de transmitir uma determinada potência ao consumidor. Por isso o uso de alta tensão para transmissão fazendo com que se tenha menos perdas de energia do que em tensões menores.
Outra solução seria utilizar tensões mais baixas o que ocasionaria aumento de corrente e com isso teríamos que usar cabos de transmissão muito mais espessos para compensar a resistência do fio transmissor ( o que encareceria em muito o processo) por isso essa não é a maneira mais viável para o nosso País.
Em relação ao efeito Joule devemos considerar que com a variação da temperatura a resitividade do material também varia, e dessa forma a relação mencionada só é valida se r for constante em um intervalo de tempo t.Caso r seja constante devemos verificar se a corrente é constante, dessa forma a Energia ( calor) Q= r .(integral de i².dt) para t1 e t2.
legal
ResponderExcluirProfessor, porque quando vamos analisar potencia dissipada em fios de alta tensão, devemos usar P=r.i², ao invés de P=U²/r. E porque o efeito joule não pode ser escrito como E= U².t/r? Obrigado
ResponderExcluirProfessor Nicolau permita-me responder a indagação acima, caso encontre algo diferente por favor fique a vontade para completar e ou corrigir.
ResponderExcluir"Professor, porque quando vamos analisar potencia dissipada em fios de alta tensão, devemos usar P=r.i², ao invés de P=U²/r. E porque o efeito joule não pode ser escrito como E= U².t/r? Obrigado"
As duas relações indicadas P=r.i² e P=U²/r de fato são derivadas da relação U= r.i e P=i.U. Dizemos que se o elemento que dissipa a potência ( nesse caso em corrente contínua) for tipicamente resistivo então a relação entre tensão (U) e corrente elétrica(i) obedecem a Primeira lei de OHM.A questão é que essas relações só se aplicam em resistores.
Vejamos o que acontece com a tensão fornecida no caso do gerador ( usina). A tensão total U= r.i + Uc=====onde Uc é a tensão que deve chegar ao consumidor. Assim se multiplicar a expressão por i, teremos:
U.i=r.i² +Uc.i veja que r.i² é a potencia dissipada durante a transmissão.
Assim a potência perdida na linha deve ser minimizada, com o objetivo de maximizar a potência entregue ao consumidor. Logo se o objetivo é diminuir o produto i².r (potência perdida na linha) é fácil perceber que a redução da resistência na linha e/ou a diminuição da corrente na linha são desejáveis. Para uma dada potência transmitida P = U.i, ao se aumentar U diminui i. Ou seja, quanto maior a tensão no gerador, menor será a corrente na linha capaz de transmitir uma determinada potência ao consumidor. Por isso o uso de alta tensão para transmissão fazendo com que se tenha menos perdas de energia do que em tensões menores.
Outra solução seria utilizar tensões mais baixas o que ocasionaria aumento de corrente e com isso teríamos que usar cabos de transmissão muito mais espessos para compensar a resistência do fio transmissor ( o que encareceria em muito o processo) por isso essa não é a maneira mais viável para o nosso País.
Em relação ao efeito Joule devemos considerar que com a variação da temperatura a resitividade do material também varia, e dessa forma a relação mencionada só é valida se r for constante em um intervalo de tempo t.Caso r seja constante devemos verificar se a corrente é constante, dessa forma a Energia ( calor) Q= r .(integral de i².dt) para t1 e t2.
Abraços
Caro Willians Gavioli. Para enviar a resposta, que contém desenhos, preciso do seu e-mail.
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