Mostrar código-fonte de Potência

{{Mais notas|data=outubro de 2016}}
{{Ver desambiguação}}
{{Mecânica Clássica|Trabalho e Mecânica}}
Em [[física]], '''potência''' é a grandeza que determina a quantidade de [[energia]] concedida por uma fonte a cada unidade de [[tempo]]. Em outros termos, potência é a rapidez com a qual uma certa quantidade de energia é transformada ou é a rapidez com que o [[trabalho (física)|trabalho]] é realizado.
Potência também pode ser entendida como sendo a força multiplicada pela velocidade.<ref name="ALONSO_FISICA">{{citar livro |autor=ALONSO, Marcelo; FINN, Edward J. |título=Física: um curso universitário |local=São Paulo |editora=Edgard Blücher |ano=1972 |isbn=978-85-212-0831-0}}</ref>

Em outros ramos, como na [[engenharia]], a compreensão sobre o assunto potência é de grande relevância, dado que quando um engenheiro vai projetar uma [[máquina]], na ótica da engenharia, é importante definir o tempo mínimo no qual a maquina irá produzir trabalho, dando assim maior credibilidade do que se apenas a quantidade de trabalho que ela poderá realizar fosse especificada.<ref name="ALONSO_FISICA" />

== Equação ==
A potência P é dada por <math>P=\frac{W}{t}</math>
Onde W = trabalho realizado

e ''t'' = tempo com que se executa o trabalho.

Variação de energia é a energia que mudou de [[natureza]] ou transitou para outro local.

A variação de energia recebe diversos nomes, quando se refere a tipos específicos de energia:
*Trabalho (<math>W</math>): é a energia consumida ao longo de um percurso (<math>W=F \cdot x</math>)
Potência: sabendo a [[força]] aplicada (constante) e a [[velocidade]] da [[partícula]]:
<math>P=\frac{\delta W}{\delta t}=\frac{\delta (F \cdot x)}{\delta t}=F\frac{\delta  x}{\delta t}=F \cdot v</math>
* Quantidade de [[Calor]] (<math>\,\!Q_c</math>): é a variação da energia [[térmica]] (<math>\,\!\Delta E_T</math>).
	
* Potência instantânea: como enfatizado anteriormente, é de crucial importância conhecer a taxa com que o trabalho realizado. Assim a potência instantânea pode ser definida como a taxa de variação instantânea com a qual o trabalho é realizado, podendo ser escrita como: <math>P=\frac{dW}{dt}</math>.<ref name= "ALONSO_FISICA" />.

== Unidades de potência ==
{{AP|[[Unidades de potência]]}}
No [[Sistema Internacional de Unidades|SI]], a unidade de potência é o W ([[watt]]), dimensionalmente igual a [[joule]] por [[segundo]] ([[Joule|J]].[[Segundo|s]]<sup>–1</sup>). Usam-se-lhe, conforme a [[ordem de grandeza]], submúltiplos e múltiplos, como, por exemplo, [[Watt|miliwatt]], mW (10<sup>–3</sup> W) e [[quilowatt]], kW (10<sup>3</sup> W), entre tantas. Pode-se utilizar estas unidades multiplicadas por hora. O kWh (quilowatt-hora),que por definição é a energia correspondente à potência de 1 kW aplicada durante uma hora. Esta unidade é comumente utilizada na medição de [[energia elétrica]].

Ainda se usam, conquanto apenas por motivos histórico-práticos, unidades não-oficiais como [[cavalo-vapor]], cv (735,5 W), [[horse power]], hp (746,6 W) e outras unidades híbridas.

== Potência do ser humano ==
A potência consumida ou dissipada por um [[ser humano]] é em torno de 100 watts, variando de 85 W durante o sono a 800 W ou mais enquanto pratica desporto. Ciclistas profissionais tiveram medições de 2000 W de potência realizada por curtos períodos de tempo.

== Potência de um motor ==
A potência fornecida por um motor alternativo (P) pode ser obtida a partir do seu [[torque]] (T) e da sua rotação (n):

Potência em CV:
<math>P=\frac{ 2 \pi n \cdot T }{60 \cdot 75}</math> onde P [cv] , T [kgf.m], n [rpm].


Potência em kW:
<math>P=\frac{ 2 \pi  n \cdot T \cdot 0,73549875 }{60 \cdot 75}</math> onde P [kW], T [kgf.m], n [rpm].


Potência em kW:
<math>P=\frac{ 2 \pi n \cdot T }{60 \cdot 1000}</math> onde P [kW], T [N.m], n [rpm].

Potência em kW:
<math>P=\frac{ n \cdot T }{9549,29658548}</math> onde P [kW], T [N.m], n [rpm].

Outra maneira:

:<math>\mbox{Potência} = \mbox{Torque} \times 2 \pi \times \mbox{Velocidade angular}</math>

Adicionando as unidades (velocidade angular em Hertz ou rotações por segundo, rps):

:<math> \mbox{Potência (W)} = \mbox{Torque (N}\cdot\mbox{m)} \times 2 \pi \times \mbox{Velocidade angular(Hz ou rps)} </math>


:<math> \mbox{Potência (kW)} = \frac{ \mbox{Torque (N}\cdot\mbox{m)} \times 2 \pi \times \mbox{Velocidade angular (rpm)}} {60000} </math>

:<math> \mbox{P (kW)} = \frac{ \mbox{T (N}\cdot\mbox{m)} \times \mbox{n (rpm)}} {9549,29658548} </math>

== Potência específica ==
Chama-se potência específica ou potência mássica a potência por unidade de massa do sistema relativamente ao qual é calculada. Dimensionalmente, no Sistema Internacional de Unidades, exprime-se em watt por [[quilograma]] ([[Watt|W]].[[quilograma|kg]]<sup>–1</sup>).

== Potência média==
A potência média é dada em um certo intervalo de tempo (t). Para se obter a potência média é necessário que haja o trabalho total (W) e o tempo (t). Após isso, divide-se um pelo outro, encontrando: <math>P_m=\frac{W}{t}</math>. <ref name="ALONSO_FISICA" />

Esta é uma maneira alternativa de se encontrar a potência média.

== Representação gráfica ==
[[Imagem:Grafico potência em função do tempo.jpg|thumb|Gráfico de potência em função do tempo para o caso particular em que a potência é constante.]]
Em um [[gráfico]] que represente a potência em função do tempo, a [[área]] sob a [[curva]] é numericamente igual ao trabalho <math>W</math> realizado no intervalo de tempo <math>\Delta t</math>. Essa afirmação é válida tanto para o caso particular em que a potência for constante, quanto para o caso geral em que for variável.<ref name="Sampaio">{{citar livro |autor=SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio |ano=2008 |título=Física |página=655 |local=São Paulo |editora=Saraiva |isbn=978-85-357-0958-2}}</ref> Quando a potência for constante,

<math> P=\frac{W}{\Delta t}</math>

<math> W=P\cdot \Delta t</math> .

Quando for variável, o trabalho é dado por

<math> W=\int_{t_1}^{t_2} P\, dt</math> .

== Potência e velocidade ==
[[Imagem:Trabalho de uma Força Constante.jpg|thumb|Trabalho de uma força constante atuando em um corpo durante um intervalo de tempo, no qual ocorre um deslocamento.]]
Considerando uma força [[Constante matemática|constante]] <math>\overrightarrow{F}</math> que atua num corpo durante um intervalo de tempo, no qual o deslocamento é <math>\overrightarrow{d}</math>, como observado na Figura ao lado. Assim, a potência média da força pode ser escrita como: <ref name="Sampaio"/>

<math>P_m=\frac{W}{\Delta t}</math> = <math>\frac{Fd\cos\theta}{\Delta t}</math>

<math>P_m= F \cdot v_m\cos\theta</math>

Onde: <math>v_m</math> é o modulo da velocidade média.

A potência instantânea é a taxa da variação instantânea com a qual o trabalho e realizado.  Em geral, o [[cálculo]] da potência instantânea é complexo. No entanto, quando a potência é constante, seu valor pode ser calculado pela mesma [[fórmula]] para o calculo da potencia media: <ref name="Walker">{{citar livro |autor=[[Jearl Walker|WALKER, Jearl]] |ano=2012 |título=Halliday & Resnick: Fundamentos de Física |volume=1 |página=340 |local=Rio de Janeiro |editora=LTC |isbn=978-85-216-1903-1}}</ref>

<math>P=\frac{dW}{dt}</math>  

Pode-se expressar a taxa com a qual uma força realiza trabalho sobre uma partícula, ou um objeto que se comporta como partícula, em termos da velocidade e de força. Para uma partícula que se move em linha reta, sob a ação de uma força <math>\overrightarrow{F}</math> que faz um ângulo <math>\theta </math> com a direção do movimento da partícula, temos: <ref name="Walker" />

<math>P=\frac{dW}{dt} = \frac{F.\cos\theta.dx}{dt}= F.\cos\theta\frac{dx}{dt}</math>

<math>P= F.v.\cos\theta</math> 

Em casos, no qual a força aplicada é [[Retas paralelas|paralela]] à velocidade, temos que <math>\theta=0</math>, assim <math>\cos\theta=1</math>, então pode-se escrever que:

<math>P= F.v</math>

A potência instantânea desenvolvida por uma força F é a taxa com a qual a força realiza um trabalho sobre uma carga em um certo instante. <ref name="Walker" />

== Potência elétrica==
{{AP|Potência elétrica}}
A [[potência elétrica]] pode ser definida pelo produto entre a corrente e e a tensão medida entre dois pontos onde circula uma corrente elétrica. Existem dois tipos de corrente elétrica, que são a corrente continua, sendo caracterizada como tendo um valor constante em relação ao tempo, e também a [[corrente alternada]], que varia o seu valor de modo senoidal com o tempo. 
Para uma corrente alternada trifásica, sendo uma carga alimentada por três [[Condutor elétrico|condutores]], estando a corrente alternada em equilíbrio, a potência ativa fornecida é dada por:<ref name="ELEKTRO">{{citar livro |autor=VIANA, Augusto Nelson Carvalho; BORTONI, Edson da Costa; NOGUEIRA, Fabio Jose Horta; HADDAD, Jamil; NOGUEIRA, Luis Augusto Horta; VENTURINI, Osvaldo José; YAMACHITA, Roberto Akira |título=Eficiência energética: fundamentos e aplicações |local=Campinas |ano=2012 |editora=Elektro, Universidade Federal de Itajubá, Excen, Fupai. |url=https://www.elektro.com.br/Media/Default/DocGalleries/Eficientiza%C3%A7%C3%A3o%20Energ%C3%A9tica/Livro_Eficiencia_Energetica.pdf |formato=PDF}}</ref>

<math>P_{el} = \sqrt{3}\,V \, I \,\cos\phi </math>.

Nessa expressão, <math>V</math> e <math>I</math> representam, respectivamente, a [[Tensão elétrica|tensão]] entre as fases e a [[Corrente elétrica|corrente]] presente em uma das fases.  <math>\cos\phi </math> é o chamado fator de potência. Em relação à [[corrente alternada]], a potência pode ser decomposta em duas componentes: a [[Potência elétrica#Potência ativa|potência ativa]], relacionada com as cargas de caráter [[Fator de potência#Teoria|resistivo]], e a [[Potência elétrica#Potência reativa|potência reativa]], que decorre da formação periódica dos campos [[Campo magnético|magnético]] e [[Campo elétrico|elétrico]] no [[Circuito elétrico|circuito]].<ref name="ELEKTRO" />

== Potência e energia==
Potência pode estar relacionado a qualquer processo em que haja [[fluxo (física)|fluxo]] de energia. Em um sistema no qual se fornece (ou recebe) energia <math>\Delta E</math>, em um intervalo de tempo <math>\Delta t</math>, a potência média fornecida(ou recebida) pelo sistema pode ser dado por: <ref name="Sampaio"/>

<math>P_m=\frac{\Delta E}{\Delta t}</math>

==Rendimento==
Potência está relacionada com a energia recebida. Ao receber uma potência, um objeto não é capaz de transformar a energia total inteiramente em trabalho: a energia será perdida em algum momento do processo.

A potência total entregue num sistema é denominada potência total, enquanto que a energia perdida num processo, por exemplo, a energia perdida com o [[atrito]], é denominada de potência dissipada; a energia que sobra, que é capaz de realizar um trabalho é denominada de potência útil.

O [[rendimento]] está relacionado entre o quociente entre a potência utilizada para provocar a ação e a potencia total fornecida.<ref name="Coelho">{{citar web |url=http://www.ufjf.br/cursinho/files/2014/05/FISICA-1.pdf |autor=COELHO, Felipe |título=Física |publicado=Universidade Federal de Juiz de Fora - Curso Pré-universitário Popular |acessodata=2 de dezembro de 2015 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20151211053708/http://www.ufjf.br/cursinho/files/2014/05/FISICA-1.pdf |arquivodata=2015-12-11 |urlmorta=yes }}</ref>

<math>\eta = \frac{P_u}{P_t}</math>

== Ver também ==
* [[Energia]]
* [[Watt]]

{{Referências}}

[[Categoria:Mecânica clássica]]
[[Categoria:Eletricidade]]
[[Categoria:Termodinâmica]]
[[Categoria:Grandezas físicas]]