13.3 : Energia e Sinais de Potência

Em um sistema elétrico com um resistor, sinais de tensão e corrente facilitam a medição de potência e energia através do resistor. Para um sinal de tempo contínuo, a energia total ao longo de um intervalo de tempo é definida como a integral do quadrado da magnitude do sinal ao longo desse intervalo. Matematicamente, isso é expresso como:

A potência média temporal é calculada dividindo a energia total pela duração do intervalo de tempo, dado por:

Para um sinal de tempo discreto, a energia total é computada somando os quadrados da magnitude do sinal para todos os pontos dentro do intervalo:

A potência média é encontrada dividindo a energia total pelo número de pontos no intervalo:

Essas expressões para energia total e potência são redefinidas para intervalos de tempo infinitos para acomodar aplicações práticas.

Com base nessas definições, os sinais são categorizados em três tipos: sinais de energia, sinais de potência e sinais não físicos. Os sinais de energia têm energia total finita, resultando em potência média zero. Por outro lado, sinais de potência têm potência média finita, levando a energia total infinita em um intervalo infinito. Sinais não físicos são aqueles em que nem potência nem energia são finitas, tornando-os impraticáveis ​​para aplicações do mundo real. Entender essas classificações é vital para análise precisa de sinais e gerenciamento eficiente de energia em sistemas elétricos.