Unidades eletromagnéticas e outras unidades

Unidades eletromagnéticas

e outras unidades

O Coulomb

[

C

]

é a unidade de carga elétrica no SI.

1 C

= a carga elétrica transportada em 1 segundo por uma corrente de

1 A

.

O Ampère

[

A

]

é a unidade de medida da corrente elétrica no SI.

1 A = 1 C/s

(um Coulomb por segundo)

O Farad

[

F

]

é a unidade de capacitância (ou capacidade elétrica) do SI. O Henry

[

H

]

é a unidade de indutância do SI.

O Ohm

[

_Ω

]

é a unidade de medida da resistência elétrica do SI.

1

_Ω

= 1 V/A

Lei de Ohm

V = RI

ou

R = V/I

O Volt

[

V

]

é a unidade de tensão elétrica (diferença de potencial elétrico) do SI.

1 V = 1 J/C

O Joule

[

J

]

é a unidade usada para medir energia do SI.

[ energia mecânica/trabalho, energia térmica/calor, energia elétrica ]

1 J = 1 kg m

2

_/s

2

_{= 1 N}

_×

_{m = 1000}

_×

_kW

_×

_s

O Watt

[

W

]

é a unidade de potência do SI.

[ Potência = Energia/Tempo ]

1 W = 1 J/s = 1 N

×

m/s = 1 V

×

A

O Hertz

[

Hz

]

é a unidade de medida para frequência do SI.

[ frequência de um evento periódico, oscilações, vibrações, rotações, ondas senoidais ]

1 Hz = 1/s

O Ångstron

[

Å

]

é um comprimento igual a um décimo-milésimo de um micrómetro

1 Å = 10

-4

µ

_{m = 10}

-7

_{mm = 10}

-8

_{cm = 10}

-10

_m

1 Å = 100 pm = 0,1 nm

A Potência

P = VI

ou P = RI2

O deciBel

[

dB

]

é um décimo de Bel (entretanto, o Bel é raramente usado)

O deciBel é usado para uma variedade de medidas na ciência e na engenharia, em particular na Acústica, na Eletrónica (ganhos e atenuações de amplificadores e sinais).

O deciBel é uma unidade logarítmica que indica a proporção de uma quantidade física

(geralmente energia ou intensidade) em relação a um nível de referência especificado ou implícito. Uma relação em deciBels é igual a

10

ou

20

vezes o logaritmo (base 10) da razão entre duas

quantidades de energia.

Uma intensidade sonora

I

ou potência

P

pode ser expressa em deciBels de acordo com a relação:

dB 10 o

I

I

10 log

I





=

⋅









Se IdB = 3 dB  I = 2 x Io ( I = o dobro do valor referência) SeIdB = 10 dB  I=10 x Io ( I = o dez vezes o valor referência)

Se IdB = – 3 dB  I = Io / 2 ( I = a metade do valor referência) Se IdB = – 10 dB  I é I_o / 10 ( I = um décimo do valor referência)

Se IdB = 20 dB  I é 100 x Io ( I = cem vezes o valor referência)

Se IdB = – 20 dB  I é Io / 100 ( I = um centésimo do valor referência)

A tensão elétrica

V

, a corrente elétrica

I

ou a pressão

P

podem ser expressas em deciBels de acordo com a relação: dB 10 o

V

V

20 log

V





=

⋅









É mais conveniente somar os valores em deciBels em estágios sucessivos de um sistema do que

multiplicar os seus fatores de multiplicação

Faixas muito grandes de razões de valores podem ser expressas em deciBels em uma faixa bastante moderada, possibilitando uma melhor visualização dos valores grandes.

Se VdB = 6 dB  V é o dobro de Vo ( V = o dobro do valor referência) Se VdB = 20 dB  V é 10 x Vo ( V = dez vezes o valor referência)

Se VdB = – 6 dB  V = Vo / 2 ( V = a metade do valor referência) Se VdB = – 20 dB  V é Vo / 10 ( V = um décimo do valor referência)

Se VdB = 40 dB  V é 100 x Vo ( V = cem vezes o valor referência)

Se VdB = – 40 dB  V é Vo / 100 ( V = um centésimo do valor referência)

Os

Cientistas

do

Eletromagnetismo

(alguns foram usados de inspiração para

batizar

unidades elétricas

com seus nomes)

Benjamin

Franklin

(

1706-1790

,

USA

)

James

Watt

(

1736-1819,

escocês

)

Charles

Coulomb

(

1836-1806,

francês

)

Alessandro

Volta

(

1745-1827,

italiano

)

André-Marie

Ampère

(

1775-1836

,

francês

)

Georg Simon

Ohm

(

1789-1854

,

alemão

)

Michael

Faraday

(

1791-1867

,

inglês

)

Joseph

Henry

(

1797-1878

,

USA

)

James Prescott

Joule

(

1818-1889

,

inglês

)

James Clerk

Maxwell

(

1831-1879

,

escocês

)

Heinrich

Hertz

(

1857-1894

,

alemão

)

Thomas

Edison

(

1847-1931

,

USA

)

Nikola

Tesla

(

1856-1943

,

Áustria/Croácia

)

Cientistas

Potência

/

Energia

O quiloWatt-hora

[

kWh

]

é uma unidade de energia elétrica.

[ Um Watt-hora é a quantidade de energia necessária para alimentar uma carga com potência de 1 Watt durante 1 hora ]

1 Wh = 1 W × 1 h = 1 W × 3.600 s

1 kWh = 1.000 Wh = 1 kW × 1 h = 1 kW × 3.600 s

1 Wh = 3.600 J

[

Joules

]

1 kWh = 3,6 × 10

6

_J

_[

_Joules

_]

1 MWh = 1.000.000 Wh

ou

3,6 × 10

9

J

[

Joules

]

1 GWh = 10

9

_{Wh ou}

_{3,6 × 10}

12

_J

_[

_Joules

_]

1 TWh = 10

12

_{Wh ou}

_{3,6 × 10}

15

_J

_[

_Joules

_]

A conta de energia elétrica é

Potência

/

Energia

Hoje lâmpadas à led de cerca de

15 W

podem iluminar tanto quanto as lâmpadas tradicionais incandescentes de

100 W

.

Uma lâmpada cuja potência é 100 W consome energia a uma taxa de

100 J/s

. Em uma hora consome

360.000 J

ou, equivalentemente,

100 Wh

.

Se ficar acesa durante

10 horas

, o consumo será de

1000 Wh

ou

1 kWh

.

100

W ×

5 h

=

500

Wh =

0,5

kWh

incandescente

led

Uma lâmpada à led cuja potência é

10 W

consome energia a uma taxa de

10 J/s

. Em uma hora consome

36.000 J

ou, equivalentemente,

10 Wh

.

Se ficar acesa durante

10 horas

, consumirá

100 Wh

ou

0,1 kWh

.

Potência

/

Energia

Os aparelhos elétricos possuem uma plaquinha indicando a potência

Potência

/

Energia

Os aparelhos elétricos possuem uma plaquinha indicando a potência

Secador de cabelo

Potência

/

Energia

Os aparelhos elétricos possuem uma plaquinha indicando a potência

Os aparelhos elétricos possuem uma plaquinha indicando a potência

que consomem.

Potência

/

Energia

Ferro de

engomar

Potência

/

Energia

Os aparelhos elétricos possuem uma plaquinha indicando a potência

que consomem.

Aquecedor

elétrico

Potência

/

Energia

Os aparelhos elétricos possuem uma plaquinha indicando a potência que consomem.

Se um aparelho de

2000 W

ficar ligado durante 15 minutos, o consumo de energia elétrica será:

2000

W x

0,25

h (

15 min

) =

500

Wh =

0,5

kWh

5 h

=

15 min

Fluxo luminoso

O Lúmen

[

lm

]

é a unidade de fluxo luminoso do SI.

é definido de tal modo que o ponto triplo da água é exatamente

273,16 K

480 lm

=

fluxo luminoso das antigas lâmpadas incandescentes de

40 W

Temperatura termodinâmica

/

Temperatura de Cor

[

K

]

O Kelvin

[

K

]

é a unidade de temperatura termodinâmica do SI.

é definido de tal modo que o ponto triplo da água é exatamente

273,16 K

0 K

= zero absoluto

0º C

=

273,15 K

0º F

=

305,15 K

Branco Quente

(

2700-3500 Kelvin

)

: comparável à tonalidade da lâmpada de filamento

incandescente tipo bulbo

Branco Neutro

(

4000-4500 Kelvin

)

: comparável às lâmpadas halógenas e de vapor metálico das

lojas de varejo

Branco “luz do Dia”

(

5000-6000 Kelvin

)

: usada para melhor reprodução de cores, sendo

tipicamente a temperatura de cor do “Sol do meio-dia” em muitas partes do mundo

Branco Frio

(

6000-7000 Kelvin

)

: comparável às lâmpadas fluorescentes e de alta potência

(lâmpadas de mercúrio ou vapor metálico) utilizadas em indústrias, comércios e tipicamente nos hospitais e drogarias

European Union energy label

(

the energy efficiency

)

European Union energy label (the energy efficiency)

A eficiência de energia de um aparelho elétrico é medido em termos de classes de energia A+++, A++, A+, B, C, ..., G e expresso numa etiqueta (‘label’) abaixo.

Essa etiqueta (‘label’) também fornece outras informações úteis para os

consumidores poderem comparar entre

modelos diferentes do mesmo aparelho.

Esta informação também deve aparecer nos catálogos dos produtos e nos websites das lojas que comercializam o aparelho.

Essas classes de energia têm cores associadas.

As informações fornecidas são de acordo com o tipo de aparelho:

• consumo,

• eficiência/eficácia,

• capacidade,

• tamanho do ecrã, e

• nível de ruído emitido (‘_noise’)

• etc.

O nível de barulho/ruído emitido (noise) é descrito em decibel [dB]

Frigoríficos

Arca frigorífica (freezer)

Máquina lavar loiça

Exaustores

Ar Condicionado portátil

Televisores (TV)

Monitores (de computador)

Felippe de Souza

felippe@ubi.pt

Thank you!

Obrigado!

Departamento de Engenharia Eletromecânica