Conversão de Microjoules para Watts-hora

Informações sobre o Microjoule (µJ)

O microjoule é uma unidade de energia igual a um milionésimo de joule, ou seja, 0,000001 joules. O seu símbolo é µJ. É a escala dos pequenos seres vivos, dos impulsos laser breves e da eletricidade que um sensor gasta ao acordar, e é a menor unidade de energia que ainda descreve acontecimentos que uma pessoa pode notar sem instrumentos.

É aqui que vivem os insetos. Uma pulga de meio miligrama que salta vinte centímetros gasta cerca de um microjoule, e um mosquito em voo horizontal transporta perto de um quarto. Levantar um grama um décimo de milímetro custa o mesmo. São estas quantidades que tornam a unidade intuitiva: não invisíveis em princípio, apenas pequenas de mais para contarem, a não ser que algo as repita milhões de vezes por segundo.

A segurança contra a ignição escreve-se neste intervalo, e os números decidem como um equipamento pode ser construído. A energia mínima que inflama uma mistura de hidrogénio e ar ronda os 17 microjoules; para a maioria dos vapores de hidrocarbonetos são algumas centenas. Os aparelhos de segurança intrínseca para refinarias, silos e minas certificam-se demonstrando que nenhuma avaria pode libertar mais do que a mistura exige, e é por isso que os circuitos destinados a zonas perigosas são auditados em microjoules e não em volts.

Os instrumentos de luz pulsada especificam-se em microjoules quase sem exceção. Um lidar de veículo dispara impulsos de alguns microjoules muitos milhares de vezes por segundo, os sistemas de marcação laser usam dezenas ou centenas, e os amplificadores de femtossegundo destinados à micromaquinagem ocupam o topo do intervalo. A energia por impulso fixa o que o feixe pode cortar, obter em imagem ou iluminar sem risco, e a potência média por si só não responde a essa pergunta.

A eletrónica de baixo consumo faz as contas nos mesmos termos. Uma etiqueta passiva de identificação por radiofrequência colhe alguns microjoules do campo do leitor e tem de completar toda a troca dentro disso. Um anúncio de rádio de curto alcance custa dezenas de microjoules, o movimento de um relógio de quartzo cerca de um por segundo, e um sensor de temperatura que acorda, mede e volta a dormir pode gastar menos de dez. A autonomia destes aparelhos é aritmética feita em microjoules.

Acima toma o lugar o milijoule e os efeitos tornam-se mecânicos: uma faísca que se sente, um estalido que se ouve, um objeto pequeno que cai. Abaixo toma o lugar o nanojoule e os efeitos tornam-se óticos e eletrónicos. O microjoule ocupa a faixa estreita do meio, e é por isso que tantas disciplinas que de resto nada partilham convergem no mesmo prefixo.

Um microjoule equivale a 0,000001 joules, a cerca de 6,24 × 10¹² eletrão-volts ou a cerca de 2,78 × 10⁻¹⁰ watt-horas.

Informações sobre o Watt-hora (Wh)

O watt-hora é uma unidade de energia igual à energia entregue por um watt de potência a fluir durante uma hora, ou exatamente 3600 joules. O seu símbolo é Wh. É o trocado do quilowatt-hora, usado onde as quantidades de energia são modestas de mais para se indicarem aos milhares.

As baterias são o seu território principal. A capacidade de um portátil, de um telefone, de uma ferramenta elétrica ou de uma coluna portátil indica-se em watt-horas, e é este o número que conta ao comparar aparelhos, porque combina os dois valores habitualmente impressos numa célula. Uma bateria marcada com 3000 miliamperes-hora a 3,7 volts armazena cerca de 11 watt-horas, e o valor em amperes-hora sozinho não tem sentido sem a tensão.

A regulamentação da aviação tornou a unidade inesperadamente pública. As baterias de lítio acima de 100 watt-horas não podem ser levadas na bagagem de cabina sem autorização da companhia, e acima de 160 watt-horas estão inteiramente proibidas em aeronaves de passageiros. É por isso que as baterias de portáteis e de máquinas fotográficas trazem o valor impresso, e que os carregadores portáteis são concebidos para ficar mesmo abaixo do limiar.

A produção de energia em pequena escala também a usa. Um painel solar de um candeeiro de jardim, um sensor que colhe energia do ambiente ou um dínamo de bicicleta produzem watt-horas por dia e não quilowatt-horas, e a eletrónica de baixo consumo pensada para funcionar anos com uma só pilha orça-se em miliwatt-horas.

A unidade partilha a crítica dirigida ao quilowatt-hora: junta uma unidade coerente de potência do SI a uma unidade de tempo alheia ao SI. Em termos estritamente do SI a expressão correta é 3600 joules, ou 3,6 quilojoules, e a escrita científica usa joules. Em todo o resto vence a ligação prática à potência do aparelho.

Os sistemas de armazenamento de energia, da bateria doméstica à instalação de rede, sobem por quilowatt-horas e megawatt-horas a partir do mesmo ponto de partida, pelo que toda a família partilha uma só aritmética.

Vale a pena esclarecer aqui uma confusão frequente. As células de bateria são em geral rotuladas em ampere-horas ou miliampere-horas, que medem carga e não energia, e duas células com o mesmo valor em ampere-horas armazenam quantidades bem diferentes se as suas tensões diferirem. Multiplicar os ampere-horas pela tensão nominal dá watt-horas: uma célula de telemóvel de 3000 miliampere-horas a 3,85 volts guarda cerca de 11,6 watt-horas. É por isso que as comparações de capacidade entre aparelhos só fazem sentido em watt-horas, que as companhias aéreas fixam os seus limites em watt-horas, e que uma bateria externa anunciada em miliampere-horas pode entregar menos do que o seu número sugere depois de contadas as suas próprias perdas de conversão.

Um watt-hora equivale a 3600 joules, a 0,001 quilowatt-horas ou a cerca de 0,86 quilocalorias.