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Poder e tamanho de amostra

Antes de comparar fornecedor A com B, método novo com antigo ou antes com depois, saiba quantas peças medir para não perder uma diferença que importa, e quanto isso custa. Você informa a menor diferença que mudaria a decisão e uma estimativa da dispersão do processo (de um histórico ou piloto); a página devolve a amostra por grupo, o poder obtido e cenários mais baratos ou mais seguros.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

VerificaçãoRevisão 03/11/2026
O que calcular
Diferença e variação
Estimar o desvio-padrão a partir de dados (colar do Excel)

Cole medições históricas ou de um estudo piloto, uma por linha. O desvio-padrão amostral e o seu intervalo de confiança aparecem abaixo; use o limite superior para planejar com folga.

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Custo (opcional)

Zero esconde o custo. Ajuda a comparar cenários: dobrar o poder de 50% para 90% pode custar o triplo de peças.

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—Tamanho de amostra
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Método e resultados

Mesma disposição do relatório de poder e tamanho de amostra: hipóteses, valores assumidos e a tabela de resultados.

Curva de poder

Chance de detectar cada tamanho de diferença, para o tamanho de amostra calculado e para a metade e o dobro dele. O ponto é a sua escolha.

Como ler: o eixo horizontal é a diferença verdadeira entre os grupos; o vertical, a chance de o teste detectá-la. Cada curva é um tamanho de amostra. Siga a curva até a linha de 80%: diferenças à direita desse ponto serão quase sempre detectadas; à esquerda, podem passar despercebidas.

Toque no gráfico para ver os valores.

Poder × tamanho de amostra

Como o poder cresce com a amostra para a diferença escolhida: a partir de certo ponto, cada peça a mais rende pouco.

Como ler: o eixo horizontal é o número de peças por grupo e o vertical, o poder. A curva sobe rápido no começo e depois achata: o ponto marcado é a sua escolha. Se ele está na parte plana, cortar algumas peças quase não muda o poder; na parte íngreme, cada peça conta.

Toque no gráfico para ver os valores.

Tamanho de amostra × diferença

Amostra necessária para cada diferença, com 80%, 90% e 95% de poder (escala logarítmica). Metade da diferença pede cerca de quatro vezes a amostra.

Como ler: o eixo horizontal é a diferença que você quer detectar; o vertical, quantas peças por grupo são necessárias (escala logarítmica: cada linha de grade multiplica por 10). As três linhas são 80%, 90% e 95% de poder. Quanto menor a diferença, mais a curva sobe: pedir precisão demais pode ficar caro.

Toque no gráfico para ver os valores.

Por que o poder é esse

Distribuição da estatística do teste se não houver diferença (H0) e se a diferença escolhida existir (H1). Vermelho: alarme falso α; verde: poder; âmbar: β, a chance de não detectar.

Como ler: são duas curvas: a da esquerda é o que o teste mostraria se não houvesse diferença; a da direita, se a diferença escolhida existisse. A linha vertical é o limite de decisão. Quanto mais separadas as curvas (amostra maior ou diferença maior), maior a área verde (poder) e menor a âmbar (risco de não perceber).

Toque no gráfico para ver os valores.

Tabela de cenários

Como ler: cada linha é um cenário alternativo (outro poder, outra diferença ou outro tamanho). Compare a coluna de amostra (e de custo, se informado) para ver quanto cada exigência a mais custa em peças.

Próximo passo

Leve os resultados desta página para outra calculadora, com os campos já preenchidos.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. O relatório completo traz também os gráficos e as interpretações, em cores. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

t de 1 amostra, pareado e 2 amostras: δ = d/EP, EP = σ/√N (1 amostra, pareado) ou σ·√(2/N) (2 amostras, N por grupo); GL = N − 1 ou 2N − 2; poder bilateral = 1 − T′(t₁₋α/₂; GL, δ) + T′(−t₁₋α/₂; GL, δ), T′ = t não central
Proporções e taxas (aproximação normal): poder = 1 − Φ[(z·EP₀ − Δ)/EP₁] + Φ[(−z·EP₀ − Δ)/EP₁]; 1 proporção EP₀ = √[p₀(1 − p₀)/N], EP₁ = √[p(1 − p)/N]; 2 proporções EP₀ = √[2p̄(1 − p̄)/N], EP₁ = √{[p₁(1 − p₁) + p₂(1 − p₂)]/N}; Poisson EP = √[λ/(N·T)]
Variâncias (normal): 1 variância P[ρ²·χ²(N − 1) fora de χ²α/₂ e χ²₁₋α/₂], ρ = σ/σ₀; 2 variâncias P[ρ²·F(N − 1, N − 1) fora de Fα/₂ e F₁₋α/₂], ρ = σA/σB
ANOVA de um fator: λ = N·D²/(2σ²), F não central com (k − 1, k(N − 1)) GL; fatorial 2 níveis: λ = r·R·E²/(4σ²), GL do erro = r·R + c·b − (1 + termos + [c > 0] + b − 1), r = cantos por réplica, R = réplicas, c = pontos centrais por bloco, b = blocos
Equivalência (TOST): poder = T′(−t₁₋α; GL, (d − LS)/EP) − T′(t₁₋α; GL, (d − LI)/EP); estimação: margem da média = t₁₋α/₂(N − 1)·σ/√N (ou z); da proporção, Clopper-Pearson com x = N·p

Hipóteses e limites

  • Amostras aleatórias e independentes; nos testes de médias e variâncias, dados aproximadamente normais. O desvio-padrão, as proporções e as taxas informados são valores de planejamento: se os reais forem piores, o poder real será menor.
  • No t de 2 amostras supõe variâncias iguais e o mesmo N nos dois grupos; o teste de Welch com variâncias diferentes pede amostra um pouco maior. Proporções e taxas usam a aproximação normal (como o Minitab); com poucas ocorrências esperadas, confira com o teste exato.
  • Na ANOVA, a diferença máxima D supõe as demais médias no meio (pior caso para o poder). No fatorial, o efeito é a diferença entre as médias nos níveis alto e baixo de um fator; termos confundidos não contam.

Normas e documentos técnicos

  • Montgomery, D. C. Design and Analysis of Experiments, 9th ed. Wiley, 2017 (caps. 2, 3 e 6)
  • Montgomery, D. C.; Runger, G. C. Applied Statistics and Probability for Engineers, 7th ed. Wiley, 2018 (cap. 9)
  • Fleiss, J. L.; Levin, B.; Paik, M. C. Statistical Methods for Rates and Proportions, 3rd ed. Wiley, 2003
  • Chow, S.-C.; Shao, J.; Wang, H. Sample Size Calculations in Clinical Research, 2nd ed. Chapman & Hall, 2008
  • Schuirmann, D. J. A comparison of the two one-sided tests procedure and the power approach for assessing equivalence. J. Pharmacokinet. Biopharm. 15:657–680, 1987
  • Clopper, C. J.; Pearson, E. S. The use of confidence or fiducial limits illustrated in the case of the binomial. Biometrika 26:404–413, 1934
  • Cohen, J. Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences, 2nd ed. Erlbaum, 1988
  • NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, seções 7.2.2 e 7.2.4

Legislação e regulamentos no Brasil

  • ABNT NBR ISO 9001:2015, 9.1.3: análise e avaliação de dados
  • ABNT NBR ISO 3534-1: estatística, vocabulário e símbolos
  • IATF 16949:2016, 7.1.5.1.1 e 9.1.1.1: estudos estatísticos e controle do processo

Perguntas frequentes

Como calcular o tamanho de amostra para comparar dois fornecedores?

Escolha t de 2 amostras, informe a menor diferença de média que importa (por exemplo 0,5 mm), o desvio-padrão do processo (0,4 mm) e o poder desejado (80%). A página dá o número de peças por fornecedor: no exemplo, 12 peças de cada, com poder real de 83%.

O que é o poder de um teste?

É a chance de o teste acusar uma diferença que existe de verdade. Com poder de 50%, um estudo bem feito deixa passar metade das diferenças reais; com 80% ou 90%, você raramente perde uma diferença do tamanho escolhido.

Que desvio-padrão devo usar se ainda não tenho dados?

Use dados históricos do mesmo processo, o σ dentro de uma carta de controle ou um estudo piloto com 10 a 30 peças (cole-os em "Estimar o desvio-padrão a partir de dados"). Para planejar com folga, use o limite superior do intervalo de confiança.

Por que metade da diferença exige quatro vezes a amostra?

A precisão de uma média melhora com a raiz quadrada do número de peças. Para enxergar uma diferença duas vezes menor, o erro da média precisa cair à metade, e isso pede quatro vezes mais dados.

Quando usar teste unilateral?

Só quando, antes de coletar, você decidiu que apenas um sentido importa (por exemplo, a melhoria só vale se reduzir defeitos). Ele pede menos peças, mas não enxerga mudanças no sentido oposto.

Qual a diferença entre teste comum e teste de equivalência?

O teste comum procura provar que há diferença; não achar diferença não prova que os produtos são iguais. O de equivalência procura provar que a diferença fica dentro de limites aceitáveis, o que é o certo para validar uma troca de fornecedor ou de método.

Quantas réplicas usar num experimento fatorial?

Escolha Fatorial de 2 níveis, informe fatores, termos do modelo, efeito a detectar e desvio-padrão. A página calcula as réplicas e o total de corridas; pontos centrais ajudam a testar curvatura e somam graus de liberdade ao erro.