Podemos definir POTÊNCIA como o trabalho que pode ser realizado em determinado período de tempo. Assim, podemos dizer que é a velocidade com que um determinado trabalho é executado. Sua unidade de medida é o   watt   ou   joule / segundo.

Outra maneira de expressar a unidade de medida de potência é dizer que se um joule de energia é gasto para transferir um coulomb de carga em um segundo, através de um dispositivo, então a taxa de transferência de energia é igual a um watt.

Como coulomb / segundo é definido como corrente elétrica (a qual é medida em ampère), fica mais fácil expressar potência como o produto entre   corrente elétrica   e   tensão elétrica. E sabemos, pela lei de ohm, a relação entre tensão elétrica, corrente elétrica e resistência elétrica. Logo, podemos escrever as equações que nos permitem calcular a potência elétrica em um circuito, ou seja:

Onde as variáveis são:

No estudo de potência devemos estabelecer uma convenção adequada de tal forma que possamos, através da análise do sinal da grandeza, estabelecer se o dispositivo está recebendo ou fornecendo potência elétrica ao circuito.

Assim, dizemos que um dispositivo está recebendo potência, se possuir sinal POSITIVO em seu valor numérico. Por exemplo, um resistor elétrico sempre está recebendo potência elétrica. Por isso, é comum escutar pessoas dizendo que "o resistor está dissipando energia sob forma de calor". Como o resistor está recebendo potência, e não possui a capacidade de armazenar energia, então ao longo do tempo (E = P t) libera essa energia sob forma de calor, também conhecido como efeito joule. O chuveiro elétrico é um exemplo típico dessa propriedade. Usa esse efeito para aquecer água.

Portanto, quando lemos que tal dispositivo tem, por exemplo, 3.000 watts de potência, isso quer dizer que ele vai absorver 3.000 watts de potência de um outro dispositivo que deverá fornecer essa potência para ele. No caso, a companhia de energia elétrica que abastece a residência.   No caso do chuveiro elétrico,  este absorve (dissipa)    + 3.000 watts   e o dispositivo que fornece esta potência ao chuveiro elétrico, representamos por    - 3.000 watts.

Repare que em qualquer situação, num circuito elétrico, a soma algébrica das potências será sempre igual a ZERO.

Na Figura 07-01, como exemplo, apresentamos um circuito elétrico onde está indicado os valores da corrente elétrica que circula por seus componentes, bem como o sentido das mesmas. Observe que a corrente elétrica sai pelo polo positivo da fonte de tensão de 28 volts. Então, pela convenção adotada esta fonte de tensão está fornecendo potência ao circuito. Logo, representamos o valor numérico da potência fornecida por um número NEGATIVO. O mesmo acontece com a fonte de tensão de 20 volts, onde a corrente elétrica também sai pelo polo positivo. Isto significa que esta fonte de tensão está fornecendo potência ao circuito. Assim, representaremos o valor numérico da potência entregue por esta fonte como um número NEGATIVO. Os resistores elétricos que compõem o circuito, obviamente, por serem dispositivos passivos, recebem potência das fontes dissipando-a sob forma de calor (efeito joule). Portanto, em resistores o valor numérico da potência será sempre POSITIVO.

Para deixar bem claro como devemos proceder, faremos um balanço de potência do circuito.

Primeiramente, vamos calcular as potências dissipadas em todos os resistores.

Somando, algebricamente, as potências dissipadas pelos resistores, encontramos:

Para as fontes, perceba que a corrente sai pelo polo positivo da fonte de 28 volts, ou seja, ela está fornecendo potência ao circuito, portanto seu valor é negativo, ou:

Para a fonte de tensão de 20 volts, a corrente também sai pelo pólo positivo, fornecendo potência ao circuito. Logo, seu valor também é negativo. Assim:

Agora, podemos somar algebricamente as potências fornecidas pelas fontes e encontramos:

Por fim, sabemos que a soma algébrica das potências fornecidas e dissipadas em um circuito deve ser igual a ZERO, ou seja:

Assim, através de um exemplo prático, mostramos como usar a convenção de sinais para calcularmos as potências envolvidas em um circuito.

Uma das preocupações dos projetistas é como transferir a máxima potência para a carga. Para resolver este problema temos o chamado teorema da Máxima Transferência de Potência. Este teorema parte da suposição que temos um gerador de energia com uma determinada resistência interna conhecida, que denominaremos de R_i. Ao ligarmos uma carga R_L em seus terminais de saída, estamos interessados em saber qual o valor desta carga para que haja a máxima transferência de potência para a mesma.

Podemos facilmente provar este teorema partindo de um circuito divisor de tensão resistivo, onde devemos considerar um dos resistores como sendo a carga e o outro, a resistência interna do gerador. Para quem estiver interessado em ver a prova clique aqui!.

Vamos antecipar que para este evento acontecer, deve ser satisfeita a seguinte relação:

Em outras palavras: sempre que o valor da carga for exatamente igual ao valor da resistência interna do gerador, temos garantida a condição necessária para que haja a máxima transferência de potência para a carga.

Em nenhum momento este teorema afirma que o caminho inverso é válido. Não cometa esta "LOUCURA". Ou seja, se tivermos uma carga de valor conhecido, a escolha do gerador não deve recair sobre aquele que possuir a resistência interna IGUAL à carga, pois isto com certeza não garantirá a máxima transferência de potência. É óbvio que, para isso acontecer, devemos ter a resistência interna do gerador igual a ZERO. Portanto, fique atento aos detalhes.

Lembre-se: o teorema da máxima transferência de potência é conhecido como um teorema ONE WAY. Não o transforme, por conta própria, em um teorema TWO WAY.

Se ainda há dúvidas em relação à afirmação acima, vamos tomar como exemplo o problema 7-1 (caso tenha interesse em ver sua solução Clique aqui!). Faremos uma alteração no enunciado. Vamos manter constante o valor de R_L, porém vamos variar o valor de R_i

Vamos, através deste exemplo, mostrar como a potência dissipada pela carga varia para diferentes valores de R_i. Iremos elaborar uma tabela para melhor compreensão. Os passos para a montagem da tabela é determinar a corrente I quando R_i assume o valor 100 ohms e depois calcular para os valores subsequentes. Então, inicialmente vamos resolver para o valor de 100 ohms e depois repetiremos os mesmos passos para os outros valores de R_i, não esquecendo que a tensão da fonte, para o nosso exemplo, é de 50 volts.

Agora que temos a corrente elétrica que circula por R_L = 50 Ω, é só aplicar a equação que permite-nos calcular a potência, ou:

Fazendo de forma similar para os outros valores de R_i, podemos montar a Tabela 07-01, como mostramos abaixo.

Na Tabela 07-01 podemos perceber que quando R_i decresce, a potência dissipada em R_L cresce. Veja na figura abaixo, o gráfico da potência dissipada em R_L quando variamos o valor de R_i. Para a realização deste gráfico usamos a eq. 07-01, já mostrada acima. Para este caso, usamos V = 50 volts e R_L = 50 ohms.

Na Figura 07-03 percebe-se claramente que o pico de potência dissipada pela carga ocorre exatamente quando temos o valor de R_i = 0. Como havíamos afirmado anteriormente. Portanto, comprovamos que o teorema da máxima transferência de potência é um teorema ONE WAY, ou seja, só vale quando R_i é CONSTANTE e a carga é VARIÁVEL (caso do problema 7-1 Veja Aqui!) . Neste caso que analisamos (carga constante e R_i variável) , NÃO se aplica.