Consumo de energia

Se ficamos mais tempo em casa, consequentemente utilizamos mais os aparelhos elétricos de nossas residências. Você sabe como calcular o consumo de energia elétrica? Aprenda a calcular e até prever seu consumo de energia elétrica nesse post de Física.

Em tempos de quarentena e guerra contra o COVID-19, pessoas são orientadas a permanecerem em casa para conter o vírus. Como resultado, ficam mais tempo no computador, na televisão, no celular, além de usarem mais ventiladores e ar condicionado. Portanto, nosso consumo de energia aumenta.

Enfim, utilizamos mais os aparelhos elétricos que temos em casa. Isso pode fazer com que apareça uma surpresa na conta de luz ao final do mês. Entretanto, você sabia que há como ter uma ideia de quanto estamos gastando de energia elétrica dentro de casa? Isso você vai aprender neste post sobre Física.

O que é energia?

Primeiramente, vamos entender o que é energia. Podemos dizer que a capacidade de produção de movimento é chamada de energia. Ela aparece na natureza das mais diversas formas, como: mecânica, química, térmica, atômica, nuclear, elétrica, etc.

A fonte primária de energia que é aproveitada em nosso planeta é o Sol. A partir da fusão nuclear que acontece dentro dele, sua radiação chega à Terra. Assim, chegando aqui, essa energia é transformada nas mais diversas formas, inclusive em energia elétrica.

Entenda o que é conversão de energia

A energia elétrica, como forma intermediária, é forte colaboradora no processo tecnológico. Conseguimos converter em grande escala energia mecânica, térmica, nuclear ou eólica. Todos esses tipos de energia são convertidos em energia elétrica nas estações de geração. Logo depois, essa energia é enviada aos usuários por meio de linhas de transmissão. Esses usuários, com seus aparelhos, a convertem nas diversas formas de uso: calor, som, luz, imagem, etc.

Além disso, a energia elétrica também é convertida em sinais elétricos que são processados em computadores. Em seguida, esses sinais são transmitidos ao redor da Terra como ondas eletromagnéticas, por dispositivos de rádio ou de fibras ópticas.

consumo de energia usinas de geração
Figura 1: Tipos de usinas de geração de energia elétrica.

Como é medido o consumo de energia elétrica em sua casa?

Vimos acima que, até chegar na sua casa, a energia elétrica passa por vários caminhos.

Em primeiro lugar, ao chegar em sua residência, a energia passa por um medidor. Esse medidor é instalado pela companhia de eletricidade de sua cidade. O objetivo deste aparelho é medir a quantidade de energia elétrica usada em sua residência durante o mês (30 dias).

medidor de consumo de energia
Figura 2: Medidor de energia elétrica em uma residência.

A medida que aparece neste medidor é dada pelo consumo energia pelos aparelhos elétricos que temos dentro de casa. Contudo, como podemos saber qual o consumo de energia de cada aparelho dentro de casa?

Potência elétrica e o consumo de energia

Antes de tudo, devemos definir o que é a potência elétrica. Trata-se, para qualquer aparelho, da taxa de transformação ou conservação de energia elétrica em outras formas de energia. Ou seja, potência elétrica é a energia utilizada em um determinado tempo.

formula_potencia

Onde: P = potência (J/s = Watts), E = energia (J) e  = tempo (s).

Dessa forma, podemos medir o consumo da energia elétrica de um aparelho elétrico a partir de sua potência. Lembrando que a potência que já vem instalada de fábrica nos aparelhos.

tabela de consumo de energia
Figura 3: Exemplo de tabela de consumo de energia de aparelhos elétricos (em destaque a potência elétrica).

Assim, podemos organizar a fórmula dada acima e estimar o consumo de energia elétrica com:

formula_energia

Neste caso, é mais conveniente medir a potência em kW (quilowatts) e o tempo em horas.

Exemplo de cálculo de consumo de energia

Em uma casa, há um aquecedor elétrico de água, cuja potência é P = 500W. Ele permanece ligado durante um tempo de 4 horas diariamente. Vamos determinar, em kWh, a quantidade de energia elétrica que esse aquecedor utiliza por dia.

Para obter essa resposta em kWh, devemos expressar a potência em kWh e o tempo em horas. Sendo 1 kW = 1000 W, logo P = 0,5 kW. Assim:

E = 0,5 kW . 4h = 2 kWh (dia)

Esta casa está situada em Florianópolis-SC, onde o custo do kWh é de R$ 0,67, aproximadamente. Sendo assim, vamos estimar quanto deverá ser pago à companhia de eletricidade pelo funcionamento do aquecedor, se ele for utilizado durante um mês (30 dias). A estimativa será:

Et = 2 kWh (dia) . 30 (dias) = 60 kWh (mês)

O custo deste gasto de energia, no mês será de:

Custo: 60 . 0,67 = 40,7

Ou seja, essa casa terá um gasto de R$ 40,70 mensal de uso do aquecedor de água.

Agora é com você, quer saber, e até prever, o gasto mensal de energia elétrica de sua residência? Verifique as potências dos aparelhos elétricos de sua casa e mãos a obra.

Para saber mais sobre consumo de energia elétrica se liga nessa super aula:

Resolva os seguintes exercícios sobre consumo de energia:
1. O dimensionamento de motores elétricos, junto com o desenvolvimento de compressores, é o principal problema da indústria de refrigeração. As geladeiras do tipo “frost-free” não acumulam gelo no seu interior, o que evita o isolamento térmico realizado pelas grossas camadas de gelo formadas pelas geladeiras comuns. A não formação de gelo diminui o consumo de energia. Assim, numa geladeira tipo “frost-free” ligada a uma ddp de 220V circula uma corrente de 0,5A. Se essa geladeira ficar ligada 5 minutos a cada hora, seu consumo diário de energia, em kWh, é de:

a) 0,22.

b) 44.

c) 220.

d) 440.

e) 24200.

2. Um secador de cabelo é constituído, basicamente, por um resistor e um soprador (motor elétrico). O resistor tem uma resistência elétrica de 10Ω. O aparelho opera na voltagem de 110 V e o soprador tem consumo de energia desprezível. Supondo-se que o secador seja ligado por 15 min diariamente, e que o valor da tarifa de energia elétrica seja de R$ 0,40 por kWh, o valor total do consumo mensal, em reais, será de aproximadamente,

a) 0,36.

b) 3,30.

c) 3,60.

d) 33,00.

e) 360,00.

3. (UFMG) A conta de luz referente a um período de 30 dias apresentada pela companhia de energia elétrica a uma residência de cinco pessoas indicou um consumo de 300 kWh. A potência média utilizada por pessoa, nesse período, foi de:

a) 6 W

b) 13 W

c) 60 W

d) 83 W

e) 100 W

Gabarito: 1. A, 2. C, 3. D

 

Sobre o(a) autor(a):

Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Tairine Favretto para o Blog do Enem. Tairine é formada em Física – Licenciatura na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), e é Mestra em Educação Científica e Tecnológica também pela UFSC. Ministra aulas de Física e Ciências da Natureza em escolas da Grande Florianópolis desde 2014. Facebook: https://www.facebook.com/tairine.favretto Instagram: @proftaifisica