Eletricidade: suas grandezas e unidades de medida

Energia Elétrica

Nos tempos atuais, é praticamente impossível vivermos sem energia elétrica. Tudo o que nos rodeia, de uma forma ou de outra, utiliza energia elétrica, seja no funcionamento, seja na produção.

Mas de onde vem a energia elétrica? Existe uma frase muito famosa que diz: Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma (Antoine Lavoisier ☆1743†1794), portanto a energia elétrica não pode se gerar do nada. A maioria de nossa energia é produzida em usinas hidrelétricas, onde se transforma energia cinética (força da água) em energia elétrica através das turbinas que impulsionam os geradores.

A partir daqui veremos quais são as grandeza mais utilizadas e onde se aplicam.

Agora veremos as grandezas: tensão, corrente , potência e resistência e suas unidades de medida: Volts, Amperes, Watts e Ohms.

Tensão elétrica

Tensão elétrica é a diferença de potencial entre dois pontos, e quanto maior o valor, mais energia pode fluir no circuito. A tensão é representada em circuitos pela letra “U“.

A unidade de medida utilizada para a tensão é Volts, representada pela letra “V“.

Corrente elétrica

Corrente elétrica é o fluxo de elétrons que circula em um condutor quando existe tensão. É representada em circuitos pela letra “I“.

Sentido da corrente

Sempre consideramos que a energia sai do terminal positivo do gerador ou bateria e flui para o terminal negativo, mas isso de fato não acontece, na realidade, os elétrons saem do terminal negativo e fluem para o positivo, o que chamamos de sentido real da corrente. Na prática analisar um circuito considerando que os elétrons saem do terminal positivo é muito mais prático, portanto por convenção, adota-se o sentido convencional da corrente.

Sentido real da corrente: ocorre nos condutores sólidos, é o movimento dos elétrons e acontece do polo negativo para o polo positivo.

Sentido convencional: é o sentido da corrente elétrica que corresponde ao sentido do campo elétrico no interior do condutor, que vai do polo positivo para o negativo.

Resistência Elétrica

É a restrição de um material a passagem de corrente elétrica mesmo quando há tensão aplicada. Todo material possui uma resistência elétrica, porém existem os que possuem melhor condutividade como o cobre e outros que não conduzem tão bem como por exemplo o silício.

Lembrando novamente de Lavoisier, essa energia que não consegue passar não desaparece do nada, ela é convertida em outro tipo de energia e isso denominamos efeito Joule.

Em um resistor por exemplo, a energia “impedida de passar” se converte em energia térmica (calor) e é dissipada, e em uma lâmpada incandescente que também é pode ser considerado um resistor, uma parte da energia é dissipada na forma de calor e a outra parte é convertida em luminosidade.

Em circuitos, a resistência é representada pela letra “R” e sua unidade de medida é o Ohm reperesentada pela letra grega “Ω” (ômega)

Lei de Ohm

O físico alemão Georg Simon Ohm (☆1789†1854) quem deu origem à Lei de Ohm afirmando que a voltagem aplicada nos terminais de um condutor é proporcional à corrente elétrica que o percorre.

Sendo que:

V= Tensão (Volts)
I= Corrente (Amperes)
R= Resistência (Ohms)

Um exemplo prático do uso dessa lei é o seguinte:

Imagine que você tem um LED: a corrente máxima que passa por ele é 20mA. Com uma corrente maior o LED queima. A tensão que você aplica para ligar o LED é de 5 volts. Qual deve ser o valor do resistor para não queimar o LED?

Aplicando os valores as formulas, teríamos 5 volts dividido por 0,02 amperes (lembre-se, a unidade de medida da formula é em amperes) o que resulta em 250 ohms. Para não explodirmos nosso LED, precisamos colocar um resistor maior de 250 ohms.

Clique aqui e acesse nossa calculadora da Lei de Ohm.

Potência

Potência é o produto da multiplicação da tensão com a corrente. Em um circuito, a potência é representada pela letra “P” e sua unidade de medida é o Watts , que é representada pela letra “W“. Veja abaixo a fórmula de cálculo da potência:

Sendo que:

P= Potência (Watts)
I= Corrente (Amperes)
V= Tensão (Volts)

Quando queremos calcular a potência dissipada e não temos o valor da corrente, temos a seguinte fórmula:

Sendo que:

P= Potência (Watts)
R= Resistência (Ohms)
V= Tensão (Volts)

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