Em se tratando do processo de soldagem, Pergunta-se:
2) Se a tensão de um arco de H2 a 100 A é 30 V e de um arco de argônio nas mesmas condições (corrente e comprimento de arco) é de 25 V , Qual dos dois consome mais potência?
2) Se a tensão de um arco de H2 a 100 A é 30 V e de um arco de argônio nas mesmas condições (corrente e comprimento de arco) é de 25 V , Qual dos dois consome mais potência?
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados e pede que se determine qual arco consome mais potência:
- Tensão do arco de hidrogênio:
(condições: e mesmo comprimento de arco). - Tensão do arco de argônio:
(mesmas condições de corrente e comprimento).
Pergunta: qual dos dois consome mais potência (em termos de potência elétrica dissipada)?
Passo 2
Fórmula que vamos usar e o significado das grandezas:
- A potência elétrica instantânea que atravessa um elemento é dada por
onde
é a potência em watts (
),
é a diferença de potencial (tensão) em volts (
) e
é a corrente em ampères (
).
- Explicação didática: essa fórmula vem da definição de potência como energia por unidade de tempo. Quando uma corrente
atravessa uma diferença de potencial , a energia fornecida por unidade de tempo (potência) é o produto dessas duas grandezas. Em um arco elétrico, a tensão entre os eletrodos multiplicada pela corrente nos dá a potência elétrica que o arco está consumindo (convertendo energia elétrica em calor, luz, etc.).
Passo 3
Calcular a potência do arco de hidrogênio usando
:
Multiplicando
por
(ou seja,
) obtemos
Comentário prático: isso significa que o arco de hidrogênio entrega
joules por segundo ao sistema (calor, radiação, etc.).
Passo 4
Calcular a potência do arco de argônio da mesma forma:
Multiplicando obtemos
Passo 5
Comparação e interpretação:
- Potência do arco de
: . - Potência do arco de argônio:
.
Diferença absoluta:
Diferença percentual em relação ao argônio:
Interpretação curta e prática: com a mesma corrente e mesmo comprimento de arco, o arco cujo
é maior consome mais potência. Aqui o arco de
consome
a mais, ou seja,
a mais de potência do que o arco de argônio. Observação técnica: potência maior tende a significar mais energia disponível por unidade de tempo para aquecer o metal/metal de base, mas a qualidade do aquecimento na soldagem também depende de outros fatores (distribuição do calor, radiação, transferência convectiva, eficiência do arco, etc.).
Passo 6
Resumo motivador (para a prova): ao ver um problema com corrente e tensão dadas, lembre-se: multiplica-se
por
para obter potência. Se as correntes são iguais, basta comparar as tensões: maior tensão → maior potência. Isso é rápido de calcular sem calculadora para números inteiros como aqui.
Resposta
O arco de
consome mais potência:
.
O arco de argônio: . Diferença:
(
).
O arco de argônio: