Entendendo o consumo elétrico

Tenho problemas para entender a diferença entre energia elétrica e consumo. Você pode me ajudar a entender o que é consumo de energia elétrica?

Digamos que eu tenho uma lâmpada, na qual está escrita 100 W. Quanto essa lâmpada consome em 1 hora? Ele pode ter uma potência menor que 100 W? Ele pode ter uma potência superior a 100 W?

Eu gostaria de saber qual é a relação entre energia elétrica e consumo elétrico.

Sinto muito pela grande desambiguação da minha cabeça. Mas não sei mais a quem perguntar. Espero que você não considere minha pergunta estúpida, mesmo que seja.

A questão sobre a qual você está confuso parece ser a diferença entre poder e energia .

Energia é quanto trabalho você pode fazer. As unidades comuns são joules ou watt-hora.

Poder é a rapidez com que você trabalha. É uma taxa de mudança. As unidades comuns são watts ou cavalos de potência. A potência é provavelmente uma unidade instrutiva a considerar. Digamos que você queira mover uma grande pilha de palha. Se movido por um cavalo ou um gato doméstico, não afeta a quantidade de trabalho realizado. Mas o cavalo faz isso mais rápido , porque é um animal mais poderoso.

Para discutir o consumo de eletricidade da rede, watts (W) e kilowatt-hora (kWh) são as unidades mais comuns usadas. Para saber quanta energia é consumida, multiplique a energia pelo tempo. 100 W x 1 hora são 100 watts-hora, ou 0,1 kWh. Em suma, a relação entre energia e consumo é tempo .

Uma lâmpada de 100W consome 100W, assumindo que a tensão é a especificada na embalagem, que geralmente é de 120V na minha experiência. Se a tensão em sua tomada for menor, a lâmpada consumirá menos energia. É aproximadamente uma resistência fixa, portanto a energia consumida é

Como um aparte, lembre-se da conservação de energia. Se algo consome 100W, essa energia está sendo convertida para outra forma. Ou ele é armazenado (energia potencial), é usado (luz, movimento etc.) ou é desperdiçado como calor. Para uma lâmpada incandescente , ~ 90% da energia consumida é convertida em calor. Portanto, uma lâmpada incandescente de 100W consome 100W, mas emite apenas 10W de luz. Fica quente porque os outros 90W estão sendo desperdiçados. É por isso que as CFLs funcionam tanto mais frias e consomem menos energia para a mesma saída de luz.

Os outros já lhe disseram que energia é poder tempo. E esse 1 kW durante 1 hora é de 1 kWh. Um ano tem 8765 horas; em seguida, um dispositivo que está em modo de espera na maioria das vezes consumirá 8,76 kWh em um ano se consumir 1 W em modo de espera. $\times$

O kWh é uma unidade prática para energia elétrica, mas a unidade SI é o joule ("J"), que é muito menor. Um joule é a energia consumida por um dispositivo de 1 W em 1 segundo.

$1 J = 1 W \cdot s$

Portanto, um kWh é 1000 W 3600 s = 3,6 MJ (megajoules), então isso não é tão prático, especialmente quando falamos de máquinas industriais que consomem dezenas de kWh; você logo falaria sobre GJs (gigajoules). É por isso que o kWh é aceito como unidade alternativa.$\times$

(Uma unidade mais antiga de energia é a caloria , onde 1 cal 4,2 J. Um número ímpar, mas é a energia necessária para aquecer 1 g de água a 1 ° C (de 14,5 ° C a 15,5 ° C). pode fazer isso adicionando 4,2 W durante 1 segundo ou 42 W durante 100 ms.)$\approx$

A classificação de potência na lâmpada é a taxa na qual consome energia. Quanta energia é consumida é uma função de quanto tempo ela está ligada. Energia = potência × tempo. Se estiver ligado por uma hora, consumirá 100 Watt / hora. Esta é a unidade que a empresa elétrica fatura.

Ao começar a aprender física (ou quase qualquer tópico), aqui está um truque de metal: sempre cruze os termos complicados e substitua-os por suas definições 'descompactadas'. Simples, certo?

Isso ajuda muito na compreensão das taxas de fluxo. Não use unidades únicas; em vez disso, forneça os nomes de quantidade por segundo. Por exemplo, a palavra "Atual" significa fluxo de carga. Portanto (pelo menos nos seus primeiros anos), crie o hábito de nunca dizer atual. Sempre altere para "fluxo de carga". E nunca diga Amperes, porque o ampere é realmente apenas a taxa de fluxo de carga em coulombs por segundo.

A resposta para sua pergunta pode se tornar óbvia se você parar de dizer a palavra "Poder". Se a palavra tiver uma definição nebulosa em sua mente (ou uma definição errada), sua pergunta poderá ser respondida assim que você inserir habitualmente o significado correto em todas as frases. "Potência" significa fluxo de energia. É a taxa de transferência de energia ou propagação de energia através de uma rede de distribuição (incluindo correias elétricas e de acionamento e eixos de acionamento.) Não diga Potência, diga fluxo de energia. E da mesma forma, pare de dizer Watts. Watts são realmente apenas a taxa de fluxo de energia em joules por segundo.

Digamos que eu tenho uma lâmpada, na qual está escrito 100 joules / segundo. Quanto esta lâmpada consome em 1 hora?

Veja o que eu fiz lá?

Uma hora dura 60 minutos ou 3600 segundos. Portanto, a lâmpada consome 3600 x 100 = 360.000 joules de energia por hora.

1. 100 Wh (0,1 kWh). Energia é potência x tempo, então W xh = Wh.
2. Os 100 W estão assumindo a voltagem doméstica usual. Nos EUA, é fixado em 120 V. Isso varia apenas um pouco, portanto a energia pode estar um pouco acima ou abaixo de 100 W