Conteúdos
Consumo de Energia Elétrica
Objetivos
Construir o conceito de potência elétrica e sua relação com o consumo de energia elétrica.
Compreender a importância do consumo consciente de energia.
1ª Etapa: De que depende o consumo de energia elétrica?
Lance a seguinte questão aos alunos: o que consome mais energia elétrica: um chuveiro ligado durante 30min ou uma TV ligada por 8 horas? No início não devem ser dadas outras informações, mas fique disposição para oferecer especificações sobre os aparelhos.
Os alunos devem estar reunidos em grupos, e cada grupo tem direito a duas perguntas sobre as especificações (que serão respondidas somente para o grupo que pergunta). Se um grupo perguntar, por exemplo, a tensão de funcionamento dos dois aparelhos, não conseguirá responder à questão. A ideia é que percebam que, além do tempo, a informação necessária é a potência! Claro que se dispuserem, por exemplo, da tensão de funcionamento e da resistência elétrica de cada aparelho (4 informações ao todo), podem calcular as suas potências. Mas cada grupo só pode obter 2 informações, e por isso devem discutir que informações seriam essas.
Tipicamente um chuveiro funciona na tensão de 220V e apresenta uma potência de 4500W. Assim, sua resistência vale cerca de 10,8? e a corrente que a atravessa é da ordem de 20,45A.
Já uma TV pequena apresenta potência de cerca de 100W e é ligada em uma tomada de 110V. Logo, sua resistência elétrica é de cerca de 121? e a corrente elétrica que a atravessa é de 0,91A.
No final deve-se discuta com a sala quais eram as informações necessárias para determinar o consumo de energia elétrica de cada aparelho. Deve-se chegar a conclusão de que o consumo depende da potência do aparelho e do tempo de uso.
2ª Etapa: Conta de consumo de energia elétrica
eça aos alunos que tragam uma conta de consumo de energia elétrica ou então providencie cópias de uma conta e distribuí-las aos alunos.
Primeiramente peça aos alunos que identifiquem na conta o consumo mensal em reais. Depois, que digam qual foi o montante de energia elétrica consumida e qual a unidade de medida. Os alunos perceberão, então que o consumo é dado em kWh (quilo watts hora; não se deve dizer quilowatts por hora, pois “por” denota divisão e não se trata de uma divisão, e sim de uma multiplicação). Nesse momento uma discussão sobre as unidades de medida pode ser introduzida: quais unidades de medida de energia conhecidas pelos alunos? Provavelmente joule (J), que é do sistema internacional e caloria (cal), utilizada para energia dos alimentos.
Mostre, então, qual é o fator de conversão entre kWh e J, e por meio disso justifique porque o consumo residencial é dado em kWh.
1kWh=1.1000. .3600s=3,6.106J
Geralmente as contas de consumo de energia elétrica também trazem gráficos que comparam os consumos dos últimos meses e a média de consumo. O professor deve pedir aos alunos que comparem o consumo daquele mês com o dos meses anteriores. Outra coisa a se reparar é que há valores diferentes em reais para diferentes faixas de consumo. Na primeira faixa de consumo os quilowatts-hora são mais baratos. Na segunda faixa o preço sobe um pouco e assim sucessivamente. Uma discussão sobre o motivo disso é uma ótima oportunidade para uma abordagem CTS (Ciência Tecnologia e Sociedade) da questão. Os alunos podem inclusive comparar esse sistema de cobrança com o de pagamento de impostos.
3ª Etapa: Estimativa de consumo
Os alunos, em grupos, devem pensar em uma família fictícia, determinando o número de integrantes, suas profissões, salários, onde moram, que equipamentos possuem. A partir daí devem estimar o consumo mensal de energia elétrica dessa família e o consumo diário por pessoa. Se houver computadores com acesso à internet disponíveis, os grupos podem utilizar o simulador disponível sugerido no item 3 do Para organizar o seu trabalho. Se não houver computadores e internet, apresente a lista também sugerida no item 3 que poderá ser disponibilizada para cada grupo.
O consumo individual diário de energia elétrica deve ser convertido para calorias (1kWh=3,6.106J e 1 cal?4,2J) e então comparado com a energia que consumimos diariamente nos alimentando, ou seja, cerca de 2000kcal.
O professor, para finalizar, pode pedir que cada aluno formule uma proposta de economia de pelo menos 20% de energia elétrica de suas próprias residências.
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Há hoje em dia uma grande preocupação com o consumo excessivo de energia elétrica. A diminuição do consumo doméstico depende não só do desenvolvimento de aparelhos mais eficientes, mas também do uso racional dos aparelhos que dispomos. Para isso, é necessário compreender como se calcula o consumo e a partir daí planejar a otimização desse consumo.
1. Reveja conceitos sobre potência elétrica e energia elétrica:
Conceitos Básicos De Eletricidade
Potência Em Um Aparelho Elétrico
2. Assista aos vídeos explicativos em:
Potência Elétrica
Potência
3. Consulte o simulador de consumo aqui; e lista de aparelhos e respectivas potências aqui.
4. Providencie cópias de uma conta de luz.