Conversor de unidades de potência: watts, kW, hp e PS métrico

Conversor de unidades de potência

Potência é a rapidez com que a energia é usada ou produzida. Um conversor de unidades de potência reescreve um valor de potência de uma unidade para outra, como de quilowatts para cavalos-vapor. Esta página converte entre watts, quilowatts, cavalos-vapor mecânicos e cavalos-vapor métricos, e mostra os quatro valores ao mesmo tempo.

O que o conversor faz

O visitante digita um número e escolhe a unidade em que esse número está expresso. A página retorna a mesma potência nas quatro unidades.

• Os resultados são mostrados com oito algarismos significativos. Apenas a exibição é arredondada. A conversão é feita com o número conforme digitado.
• Um resultado menor que 0,0001 em valor absoluto, ou igual ou superior a um bilhão, é exibido em notação científica. Zero é exibido simplesmente como 0.
• Valores negativos são aceitos. Um motor que está gerando potência, em vez de consumi-la, tem um valor negativo.
• Uma caixa vazia gera uma solicitação, não um número. Um link que contém uma unidade não oferecida pela página gera uma mensagem, não uma conversão.

As quatro unidades

O watt é a unidade do SI: um joule de energia por segundo. Cada uma das outras três unidades corresponde a um número fixo de watts. Nenhum desses três números é uma medição, portanto nenhum deles muda com o tempo.

Fórmula de conversão de potência

Cada unidade aqui é um múltiplo fixo do watt, portanto uma conversão consiste em uma multiplicação seguida de uma divisão. O valor é convertido primeiro para watts e depois dos watts para a unidade desejada:

$P_2 = \frac{P_1 \times k_1}{k_2}$

onde $P_1$ é a potência digitada, $k_1$ é o número de watts em uma unidade da unidade escolhida, $k_2$ é o número de watts em uma unidade da unidade desejada e $P_2$ é o resultado.

Nada é adicionado ou subtraído ao longo do processo, porque as quatro escalas indicam zero na mesma potência. Apenas o tamanho do intervalo muda. A temperatura é o caso em que isso não é verdade: Celsius e Fahrenheit começam a contar a partir de pontos diferentes, portanto um conversor que apenas multiplicasse mostraria 0 °C como 0 °F em vez de 32 °F.

De onde vêm os dois valores de horsepower

O cavalo-vapor mecânico é definido como 550 pés (168 m)-libras-força por segundo. Um pé-libra-força é o trabalho realizado quando uma força de uma libra-força move algo por um pé. As duas partes são fixadas exatamente. O Acordo Internacional sobre a Jarda e a Libra de 1959 estabelece o pé como 0,3048 m e a libra como 0,45359237 kg. Uma libra-força é essa libra submetida à gravidade padrão, o que equivale a 4,4482216152605 N.

$1\ \mathrm{hp} = \frac{550 \times 0.3048\ \mathrm{m} \times 4.4482216152605\ \mathrm{N}}{1\ \mathrm{s}} = 745.69987158227022\ \mathrm{W}$

O cavalo-vapor métrico, escrito como PS, é definido como 75 quilogramas-força-metros por segundo. Um quilograma-força é um quilograma submetido à mesma gravidade padrão, portanto equivale a 9,80665 N.

$1\ \mathrm{PS} = \frac{75 \times 9.80665\ \mathrm{N} \times 1\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}} = 735.49875\ \mathrm{W}$

A gravidade padrão foi fixada em 9,80665 m/s² pela 3ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, em 1901. É um valor convencionado, não uma medição local, o que permite que uma unidade de massa represente uma unidade de força. A publicação especial 811 do NIST, no Apêndice B, relaciona o horsepower mecânico arredondado a 745,6999 W.

Exemplo: um carro de 100 kW

Um carro com potência nominal de 100 kW produz 100.000 watts. Dividindo esse valor pelo número de watts em um horsepower mecânico, obtém-se o valor usado nos Estados Unidos e no Reino Unido:

$P = \frac{100\,000}{745.69987158227022} \approx 134.10221\ \mathrm{hp}$

Dividindo os mesmos 100.000 watts pelo número de watts em um cavalo-vapor métrico, obtém-se o valor indicado na maioria dos folhetos europeus:

$P = \frac{100\,000}{735.49875} \approx 135.96216\ \mathrm{PS}$

Os dois resultados descrevem o mesmo carro. Eles diferem porque as unidades são diferentes, não porque algo no motor tenha mudado. Para essa entrada, a página mostra lado a lado 100.000 W, 100 kW, 134,10221 hp e 135,96216 PS.

Duas unidades compartilham o nome horsepower

O horsepower mecânico e o horsepower métrico têm valores próximos, por isso é fácil confundi-los, mas eles não são iguais:

$1\ \mathrm{hp} = 1.013869665424\ \mathrm{PS}$

A diferença é de cerca de 1,4%. Um motor de 100 hp (75 kW) tem 101,38697 PS, e um motor de 100 PS tem 98,632007 hp (73,5 kW). O horsepower mecânico é o valor normalmente informado nos Estados Unidos e no Reino Unido. PS é a abreviação de Pferdestärke, o nome alemão do horsepower métrico, e é o valor normalmente informado na Europa continental. Uma página que oferecesse um único “horsepower” sem especificar qual seria errada em 1,4% para metade dos visitantes, sem indicar isso; por isso, os dois aparecem com seus próprios nomes.

Conversões comuns de potência

Cada linha mostra o que uma unidade corresponde nas outras três, com oito algarismos significativos.

Quais valores são exatos e quais são arredondados

As quatro unidades se baseiam em definições, mas apenas algumas dessas definições podem ser escritas integralmente como decimais.

• 1 kW equivale exatamente a 1.000 W. Quilo é o prefixo do SI para mil.
• 1 hp equivale exatamente a 745,69987158227020 W. O decimal termina aí, porque o pé e a libra-força são, por sua vez, decimais exatos.
• 1 PS equivale exatamente a 735,49875 W, resultado de 75 vezes a gravidade padrão.
• 1 hp (0,75 kW) equivale exatamente a 1,013869665424 PS. Essa divisão, por acaso, resulta em um decimal finito.
• 1 PS equivale a 0,98632007061953110… hp, com algarismos que nunca terminam; portanto, qualquer número decimal escrito para isso foi truncado.

O conversor calcula cada valor de horsepower a partir das constantes que o definem, em vez de armazenar um decimal encurtado. Assim, o arredondamento visto pelo leitor vem da exibição, não dos números usados nos cálculos. Oito algarismos significativos são suficientes para mostrar claramente um valor definido e, ao mesmo tempo, ocultar os últimos algarismos da aritmética do computador, que carregam ruído de arredondamento, não informação.

Dúvidas frequentes

Quantos watts tem um horsepower? Isso depende de qual horsepower está sendo considerado. O horsepower mecânico equivale exatamente a 745,69987158227020 W, valor que a página mostra como 745,69987 W. O horsepower métrico equivale exatamente a 735,49875 W.

hp é igual a PS? Não. Um horsepower mecânico equivale exatamente a 1,013869665424 horsepower métricos, uma diferença de cerca de 1,4%. Um motor de 100 hp tem 101,38697 PS, e um motor de 100 PS tem 98,632007 hp (73,5 kW).

Como converter kW para hp? Divida os quilowatts por 0,74569987158227020 ou multiplique por aproximadamente 1,341 para obter uma resposta aproximada. Um quilowatt equivale a 1,3410221 cavalos-vapor mecânicos ou 1,3596216 cavalos-vapor métricos.

Por que os valores dos carros europeus são dados em kW ou PS? O quilowatt é a unidade do SI, e PS é a unidade de horsepower que surgiu do sistema métrico. O horsepower mecânico é o valor normalmente informado nos Estados Unidos e no Reino Unido, portanto o mesmo carro pode aparecer com dois valores diferentes de horsepower.

É possível converter uma potência negativa? Sim. A potência tem sinal, portanto um valor abaixo de zero descreve energia fluindo no sentido contrário, como no caso de um motor que gera energia em vez de consumi-la. A página faz a conversão em vez de rejeitar o valor.

Por que tantos algarismos são exibidos? Oito algarismos significativos mantêm legível um valor definido sem mostrar os últimos algarismos da aritmética, que carregam ruído de arredondamento. As constantes armazenadas nunca são encurtadas, portanto uma exibição mais curta nunca é usada na conversão seguinte.