Cálculo do consumo de energia elétrica

O cálculo da energia elétrica consumida pelos aparelhos elétricos é feito com base na potência e no tempo em que cada um desses aparelhos permanece ligado, de modo que a energia elétrica consumida seja calculada em quilowatt-hora kWh. Para encontrar o preço da conta de luz, basta multiplicar o valor da energia elétrica consumida por todos os aparelhos elétricos pelo preço do kWh, que vai depender de cada região do país.

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Leia também: Quem descobriu a eletricidade?

Resumo sobre o cálculo do consumo de energia elétrica

  • O cálculo do consumo de energia elétrica é feito multiplicando-se a potência do aparelho com o tempo em que o aparelho permaneceu ligado.
  • A fórmula para calcular o consumo de energia elétrica é: ΔE = P ⋅ Δt.
  • Utiliza-se a unidade de medida quilowatt-hora kWh para o consumo de energia elétrica.
  • O valor do consumo na conta de luz é encontrado multiplicando-se o valor da energia elétrica consumida pelo preço do kWh, cujo valor muda de acordo com a região do Brasil.
  • As lâmpadas de LED 9W são muito mais econômicas que as lâmpadas fluorescentes 15W e incandescentes 60W.

Fórmula para calcular o consumo de energia elétrica

Medidor de eletricidade mede a eletricidade consumida em kWh. [imagem_principal]
O consumo de energia elétrica é dado em quilowatt-hora kWh.

Para qualquer máquina e, em particular, para os aparelhos elétricos, definimos a potência P pela relação entre a quantidade de energia transformada ou transferida ΔE e o intervalo de tempo Δt correspondente:

\(P = \frac{\Delta E}{\Delta t} \)

Assim, multiplicando os dois lados da equação por Δt, obtemos facilmente a fórmula para calcular o consumo de energia elétrica de um aparelho elétrico qualquer:

ΔE = P Δt

A fim de trabalhar com uma unidade de medida maior que o joule (J) para o consumo de energia, optou-se pelo quilowatt (kW) no lugar de watt (W) para a potência; e pela unidade hora (h) no lugar de segundo (s) para o intervalo de tempo. Com isso, utiliza-se a unidade de medida quilowatt-hora (kWh) para o consumo de energia elétrica, cuja relação com a unidade joule é dada por:

1 kWh = 3,6 106 J

De acordo com a fórmula apresentada, concluímos então que, para saber o consumo de energia elétrica, calculamos os valores de consumo de cada aparelho, multiplicando sua potência (que está geralmente impressa em uma etiqueta informativa no aparelho) por seu tempo de utilização.

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Como calcular o consumo de eletricidade?

Agora, para encontrarmos o impacto do consumo de energia de um aparelho elétrico no preço da conta de luz, é necessário verificar qual é o preço kWh do em sua fatura de energia elétrica, uma vez que esse valor muda de acordo com a região do Brasil.

Vamos utilizar aqui um valor médio de R$ 0,70 por kWh. Consideremos como exemplo uma lâmpada incandescente de 60W ligada entre as 8h da noite e as 6h da manhã seguinte. Essa lâmpada vai consumir uma energia de:

ΔE = P ⋅ Δt

ΔE = 60 ⋅ 10

ΔE = 600Wh = 0,6 kWh

Portanto, o preço em reais na conta de luz devido a esse único uso da lâmpada é encontrado multiplicando-se o valor da energia consumida pelo valor do kWh de R$ 0,70:

Preço = ΔE ⋅ 0,70

Preço = 0,6 ⋅ 0,70

Preço = R$ 0,42

Logo, o preço total da conta de luz é encontrado multiplicando-se o valor da energia elétrica consumida por todos os aparelhos elétricos da casa pelo preço do kWh, somado a outras taxas e impostos.

Leia também: Como é feita a cobrança de energia elétrica?

Tabela de consumo de energia elétrica

Na tabela abaixo temos alguns valores médios de potência de alguns aparelhos típicos que usamos diariamente em nossas casas:

Aparelho

Potência (W)

Chuveiro elétrico

5.000

Air fryer

1.500

Forno de micro-ondas

1.300

Ferro elétrico

500

Computador

350

Televisão

200

Geladeira

200

Aparelho de som

120

Ventilador

100

Lâmpada incandescente

60

Lâmpada fluorescente

15

Lâmpada de LED

9

Note como os chuveiros elétricos são um dos maiores vilões no consumo de energia elétrica, comparados a outros aparelhos, como a geladeira e a televisão. Repare também como as lâmpadas de LED são muito mais econômicas que as lâmpadas fluorescentes e incandescentes.

Exercícios sobre cálculo do consumo de energia elétrica

Questão 1

(U. F. Viçosa-MG) Um chuveiro de 2.400W, funcionando 4h por dia durante 30 dias, consome energia elétrica, em quilowatts-horas, de:

A) 288

B) 320

C) 18.000

D) 288.000

E) 0,32

Resolução:

Alternativa A.

Primeiramente precisamos transformar a unidade de medida da potência de watts para quilowatts:

P = 2.400W = 2,4 kW

Já para calcular o intervalo de tempo, basta multiplicarmos as 4h pelos 30 dias:

Δt = 4 ⋅ 30

Δt = 120h

Agora finalmente podemos usar a fórmula do consumo de energia elétrica:

ΔE = P ⋅ Δt

ΔE = 2,4 120

ΔE = 288 kWh

Questão 2 (UFR-RJ) Um chuveiro elétrico de 3,2 kW ligado a 110 V, consome, em 15 min:

A) 29 J

B) 2,31 kWh

C) 0,80 kWh

D) 4,3 kJ

E) 1,1 kJ

Resolução:

Alternativa C.

Sabendo que 15min são iguais a \(\frac {1}{4}\)de hora, então o intervalo de tempo é Δt = 0,25 h. Usando a fórmula do consumo de energia:

ΔE = P ⋅ Δt

ΔE = 3,2 0,25

ΔE = 0,80 kWh

Fontes

CARRON, Wilson; GUIMARÃES, Osvaldo. As faces da física (vol. único). 1. ed. Moderna, 1997.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Eletromagnetismo (vol. 3). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

Publicado por Robson Alves Dantas

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