Resistência, potência e chuveiro elétrico

Existem 2 fórmulas que relacionam resistência e potência dissipada que pra mim são contraditória: P = U²/R e P = Ri²
Na primeira, a resistência é inversamente proporcional à potência e na segunda ela é diretamente proporcional.

Exemplo de exercício: Um chuveiro elétrico normalmente funciona nas posições MORNA ou QUENTE. A passagem de MORNA para QUENTE significa uma redução na ____________. Consequentemente, ____________ a corrente, enquanto a ____________ permanece constante.

Gabarito: resistência, aumenta, tensão.

Pois bem, segundo essa questão, quando diminui a resistência a potência aumenta, não é mesmo? Pois houve um aquecimento da água...
Além disso, o que me deixa encucado é com o fato de ocorrer aquecimento pela diminuição da resistência. Eu pensei que o aquecimento ocorresse exatamente pelo fato de haver resistência...

Amigo sabemos q a resistência é uma medida de dificuldade a passagem da corrente elétrica, assim quanto menor a resistência maior a potência ( P = U²/R ). No caso dos chuveiros, estes geralmente funcionam com um resostato, ou seja, resistências variáveis ou uma especie de barreira variável que dificulta a passagem da corrente elétrica em seu condutor.

exemplo:

Dessa forma diminuindo a resistência irá passar mais corrente pelo resistor aumentando a potência ( P = Ri² ). A tensão continua a mesma.

Espero que tenha compreendido amigo.

Luis

Você NÃO pode usar a fórmula P = R*i² nesta questão, pelo seguinte motivo:

Nesta fórmula variam AO MESMO TEMPO R, i, P e fica difícil vc definir o que acontece, variando R

O modo mais fácil de entender é transformando esta fórmula, do seguinte modo:

P = R*i² ----> P = R*(U/R)² ----> P = U²/R

Note agora, que a voltagem U (em cada residência) é constante (normalmente 110 V ou 220 V)

Logo, P varia INVERSAMENTE proporcional à R, isto é quando R diminui, P aumenta e vice-versa.

Obrigado alissonsep e Elcioschin pela suas explicações!

Luís escreveu:Além disso, o que me deixa encucado é com o fato de ocorrer aquecimento pela diminuição da resistência. Eu pensei que o aquecimento ocorresse exatamente pelo fato de haver resistência...

É até compreensível que matemáticamente isso seja verdadeiro como mostrou o alissonsep, mas na prática, não é contraditório a resistência diminuir para o chuveiro esquentar mais?

"Um chuveiro comum possui uma câmara onde a água penetra e entra em contato com um elemento de aquecimento (resistência) ligado à rede de energia.

A corrente somente pode passar pelo elemento de aquecimento, ligando-o à rede de energia, quando o registro for aberto e a água pressionar uma peça denominada diafragma, conforme a figura.



O diafragma comum é de borracha e se verga encostando nos contatos elétricos que estabelecem a corrente que alimenta o elemento de aquecimento.

A temperatura da água depende de vários fatores:

a) O primeiro é a potência elétrica aplicada ao elemento de aquecimento que depende de sua resistência.

Quanto mais curta for a resistência, ou seja, menor seu valor ôhmico, mais corrente circula e portanto, maior é a quantidade de calor gerado.

A chave "inverno" e "verão" que existe no chuveiro ou "quente" e "mais quente" seleciona duas posições do elemento de aquecimento, de modo que circule mais ou menos corrente, conforme indicado na figura



"Quando a chave está na posição em que a resistência é "mais curta", o chuveiro aquece mais, porque passa mais corrente pelo elemento de aquecimento. Assim, o condutor quando percorrido por uma corrente elétrica, se aquecem provocando um fenômeno denominado de efeito joule. Esse efeito deve-se aos milhões de choques dos elétrons contra os átomos do condutor. Em virtude desses choques, a energia cinética do sistema aumenta. O aumento dessa energia se manifesta através do aumento da temperatura do condutor, ou seja, aumento da temperatura da resistência."

b) O segundo fator a ser considerado é o fluxo de água que passa pelo chuveiro. Se mais água passar pelo elemento, ele deve produzir mais calor para obter a mesma temperatura final.

Assim, se tomarmos como exemplo dois chuveiros de mesma potência, veremos que aquece menos o que está ligado num local onde a pressão da água é maior e, portanto, seu fluxo maior.

O recurso de fechar levemente o registro para aumentar a temperatura da água é conseqüência desse fator.

c) Outro fator a ser considerado é a temperatura inicial da água. Se a água estiver muito fria precisamos de uma quantidade maior de energia ou maior potência, para chegar à mesma temperatura do final do que se a água estiver menos fria, observe a figura.



A combinação desses três fatores leva os chuveiros a apresentarem comportamentos tão distintos que normalmente causam dificuldades para os usuários e instaladores."

Espero que tenha ajudado amigos.

É isso aí alissonsep!

Show de bola da sua parte!

muito obrigado.

Complementando a explicação do alissonsep

Lembre-se da Lei de Ohm ----> i = U/R

Lembre-se, então, que a corrente é inversamente proporcional à resistência (U é constante)

Isto significa que quanto MAIOR a resistência, menor a corrente e vice-versa

Acontece que potência P = Ri² ----> A potência é diretamente proporcional ao QUADRADO da corrente

Assim, quando a corrente aumenta a potência aumenta MUITO: por exemplo se a corrente duplica a potência fica 4 vezes maior.

Agora sim isso faz mais sentido depois da explicação de vocês.

Muito obrigado Mestre!

Muito boa essa figura!! =]