Grandezas Elétricas

3a Grandeza Elétrica: Resistência Elétrica

Podemos afirmar que dois tubos, um limpo e o outro obstruído por anteparos, deixarão diferentemente a água passar. A água terá mais “facilidade” de se deslocar pelo tubo limpo e mais ‘dificuldade” pelo tubo obstruído. Isso pode ser observado quando os canos de ferro começam a enferrujar e a diminuir o fluxo d’agua em uma instalação hidráulica.

Assim como no exemplo do cano e da água vistos acima, a corrente elétrica ao passar por um condutor o faz com certa “dificuldade”.

Dependendo do material e das suas condições, a corrente terá um fluxo mais livre ou mais difícil. Certos materiais impõem maior dificuldade do que outros. A essa “dificuldade” que o material impõe à passagem da corrente chamamos Resistência Elétrica. Todo material, por mais condutor que seja, oferece uma resistência à passagem da corrente. Os melhores condutores serão aqueles que terão a menor resistência e os piores condutores a maior resistência.

Quanto maior a resistência elétrica maior será o calor dissipado pelo condutor na passagem de uma mesma corrente. Essa propriedade da resistência é que leva a indústria de computadores a grandes pesquisas no sentido de diminuir ao máximo a resistência dos seus CI (Circuitos Integrados). Esse calor dos “chips” é que provoca os grandes problemas físicos dos computadores e é porque os equipamentos de informática devem trabalhar sob ar refrigerado. O objetivo é ao diminuir a temperatura do ar, tentar resfriar os circuitos integrados dos computadores.

A unidade de medida da Resistência Elétrica é o ohms (Ω) representado pela letra grega ômega.

A Resistência Elétrica é também chamada Impedância se o circuito for indutivo¹ e/ou capacitivo².

Aparelho utilizado para medir a Resistência Elétrica é o Ohmímetro.

1 Circuito Indutivo: circuito dotado de bobinas.
2 Circuito Capacitivo: circuito dotado de capacitores

Obs.: É justamente esta característica que são classificados os bons condutores e os maus condutores. Se a resistência do condutor for muito alta, classificamos como mau condutor, se a resistência for baixa, classificamos como bom condutor.

Lei de Ohm

As grandezas descritas são relacionadas pela lei de Ohm:

V = R x I

V = diferença de potencial (d.d.p.)

R = resistência em ohms (Ω)

I = corrente em ampères (A)

Exemplo 1

Queremos saber a (d.d.p.) de um equipamento que, através de uma resistência de 100ohms, estabelece uma corrente de 1 ampère.

Solução:

V = R x I

V =100 x 1 = 100V

Exemplo 2

Qual a corrente que circula através de um condutor de 10 ohms de resistência, quando em suas extremidades existe um equipamento de 110 “Volts”?

Solução:

V = R x I

I = V/R

I =110 / 10 = 11A

Exemplo 3

Queremos saber resistência oposta ao deslocamento de uma corrente de 5 ampères, quando existe uma (d.d.p.) de 220 “Volts” fornecida por uma fonte.

Solução:

V = R x I

R = V / I

R =220 / 5= 44Ω

4a Grandeza Elétrica: Potência Elétrica (P)

Todo condutor sujeito a uma tensão é atravessado por uma corrente. Essa corrente que passa pelo condutor é capaz de produzir algum trabalho, assim como ocorre com os motores elétricos. Essa capacidade de produzir trabalho é definida como Potência Elétrica e normalmente é referenciada pela letra P. Apesar dos nomes serem parecidos não devemos confundir potência elétrica com potencial elétrico. Relembrando, o potencial elétrico é determinado pela quantidade de cargas elétricas acumuladas e a potência elétrica é a capacidade de produzir trabalho da corrente que passa por um condutor. Um determinado equipamento terá uma potência maior ou menor de acordo com a sua capacidade de produzir mais ou menos trabalho elétrico.

• A unidade de medida da Potência Elétrica é o Watt (W)
• O Aparelho utilizado para medir a Potência Elétrica é o Wattímetro.

Múltiplos do Watt

QUILOWATTS: abreviado pelas letras kW.

Um Quilowatt (1 kW) é igual a 1000 W.

1kW = 1000W

Para converter Quilowatt em watt deve-se multiplicar o valor dado em Quilowatt (kW) por 1000 (mil), o resultado desta multiplicação será dado em watt (W).

Ex.:

Converter 2,5 KW em W.

2,5 x 1000 = 2500W.

Para converter watt em Quilowatt, deve-se dividir o valor dado em Quilowatt (kW) por 1000 (mil), o resultado desta divisão será dado em watt.

Ex.:

Converter 2000W em KW

2000 / 1000 = 2KW.

Submúltiplos do Watt

MILIWATT: abreviada por mA

Um Miliwatt (mW), eqüivale a 0,001W

1mW = 0,001W

Para converter Miliwatt em watt, deve-se dividir o valor dado em Miliwatt (mW) por 1000 (mil), o resultado desta divisão será dado em watt.

Ex.:

Converter 400mW em W

400 / 1000 = 0,4 W

Para converter watt em Miliwatt deve-se multiplicar o valor dado em watt (W) por 1000 (mil), o resultado desta multiplicação será dado em Miliwatt (mW).

Ex.:

Converter 2W em mW.

2 x 1000 = 2000mW

Medida da Potência Elétrica em VA

A potência elétrica é medida em “Watts” e referenciada pela letra W. O “watt” é a potência gerada por uma corrente de 1 A, passando por um condutor submetido a uma tensão de 1 V. A potência é utilizada para determinar o consumo de energia dos equipamentos.

As unidades múltiplas do “watt” que serão mais utilizadas são o “Kilowatt” kW e o “Miliwatt” mW. Pode-se, também, representar a potência pela unidade VA, isto é “Volt-Ampère”. Essa unidade de
potência é bastante utilizada pelos eletricistas e veremos mais a frente neste tópico.

A potência serve para avaliarmos o consumo de energia elétrica de uma dada situação.

Ex.:

Necessitamos saber se um determinado transformador suporta a carga de um computador, uma impressora e um monitor colorido.

Solução:

Devemos, primeiramente, avaliar a potência total desses equipamentos e em seguida verificar a potência de trabalho do transformador. Se este for maior que a soma das potências dos equipamentos então poderemos utilizá-lo.

Carga média dos principais equipamentos

Recordando… O Watt é a potência gerada por uma corrente de um ampère passando por um condutor sujeito a uma tensão de 1 volt.

Ou seja:

P = V x I

Por sua vez o volt (v) é obtido pela relação entre a Resistência Elétrica medida em ohms e a amperagem.

Ou seja:

V = R x I

Se fizermos as devidas relações matemáticas teremos:

P = V x I e V = R x I

Então: P = R x I x I

P = R x I ²

Resumindo estaremos a partir de agora trabalhando com as seguintes fórmulas e suas devidas relações matemáticas:

P = V x I – V = R x I – P = R x I ²

Exercício

1. Qual a potência de um liquidificador que usa 220v de tensão e corrente de 1,2A?
2. Qual a voltagem que um rádio tem quando usa uma resistência de 220 Ω e amperagem de 1,4A?
3. Qual a potência de um chuveiro elétrico que tem 220Ω de resistência e corrente de 4A?
4. Qual a resistência elétrica de um brinquedo que usa corrente de 220v e corrente de 2A?
5. Qual a corrente que uma batedeira usa para funcionar quando a sua resistência é de 4Ω e sua potência elétrica é de 100W?
6. Qual a tensão de uma geladeira que tem 200W de potência e usa uma corrente de 1,12 A?
7. Qual a potência em W de uma impressora com tensão de 220v e corrente de 0,9A?
8. Quantos watts 5 computadores de tensão 240v e amperagem de 1,2 a penduram em um estabilizador?

Potência em KVA

É importante que se faça uma abordagem especial sobre essa unidade, pois quando se fala de equipamento elétrico, principalmente quando se trata de fontes de alimentação, a unidade de potência
utilizada é o KVA (Quilovolt-Ampère). A unidade em KVA é obtida através da seguinte fórmula.

KVA = W/450

A origem desta fórmula é a seguinte:

A medida em VA está relacionada com a potência através de duas outras grandezas: o fator potência e o rendimento. O fator potência é sempre menor que 1 (um) e maior que 0 (zero) dependendo do equipamento. Por medida de segurança usamos como valendo 0,5 que atenderá a todos ou a grande maioria dos casos relacionados a informática.

O rendimento é um valor também entre 1 (um) e 0 (zero) e também varia de um equipamento para outro. Como segurança, usamos pela mesma razão que o fator de potência o valor 0,9 para o rendimento.

Assim temos a fórmula que relaciona a potência em Watts com a potência em kVA:

Medida em VA = Medida em Watts / Fator de Potência x Fator rendimento

Conforme os valores estipulados por segurança temos:

Medida em VA = Medida em Watts / 0,5 x 0,9

Então temos:

Medida em VA = Medida em Watts / 0,45

Exemplo:
Qual a potência do estabilizador que devo comprar para ligar um micro computador que usa uma fonte de 300W em seu gabinete junto com o monitor que tem 150 W ?

Para resolvermos este dificílimo problema faremos os seguintes passos:

Somaremos as duas potências:

300W + 150W = 450W

 Agora transformaremos para kVA:

kVA = W/450 ∴ 450/450 ∴ 1

Obs.: Se você quiser fazer os cálculos de qualquer aparelho basta olhar o manual que o acompanha ou olhar na traseira deles que com certeza você irá encontrar os dados que você precisa para obter a potência tanto em watts como em KVA.

Exercícios

• Explique o que você entende por Carga Elétrica.
• Cite os categorias de Carga Elétrica com seus respectivos sinais.
• Explique o equilíbrio das cargas elétricas.
• Faça um breve relatório sobre: bons Condutores e Maus Condutores.
• O que define se um material é condutor ou isolante? Cite a tabela.
• Quando um corpo carregado entra em contato com a terra o que acontece? Porque?
• Cite as particularidades sobre: Terra
• Sobre D.D.P
  • Defina
  • Sua Unidade de Medida
  • Qual aparelho utilizado para medi-la. (Desenhe seu símbolo)
  • Como também é chamada
  • Cite seus múltiplos
• Sobre Corrente Elétrica:
  • Defina
  • Quais os tipos existentes (Desenhe os respectivos gráficos)
  • Sua Unidade de Medida
  • Seus efeitos
  • E Qual o seu sentido
  • Qual aparelho utilizado para medi-la (Desenhe seu símbolo)
  • Quais os seus múltiplos
  • Que símbolos representam esta grandeza elétrica
• Sobre Resistência Elétrica
  • Defina
  • Sua Unidade de Medida
  • Qual aparelho utilizado para medi-la (Desenhe seu símbolo)
  • Cite a lei de OHM
• Sobre Potência
  • Defina
  • Sua Unidade de Medida
  • Como faz para medi-la?
  • Qual aparelho utilizado para medi-la
  • Cite seus múltiplos
• Em que tipo de unidade de medida devemos trabalhar em relação a Potência e por quê?
• Sabendo que uma impressora jato de tinta tem tensão de 110 V e uma corrente de 0,85 i, qual a sua potência dada em Kva?
• Uma empresa de transportes urbanos está instalando uma rede de microcomputadores. Esta se compõe de 01 Servidor com fonte de 400 Watts e um monitor colorido com tensão nominal de 240V e uma corrente de 1,7 A, 05 estações com tensão nominal de 230 V e corrente de 0,8 A, todos com monitores de 180 Watts. Qual a potência do Estabilizador em KVA?
• Um escritório deseja montar um CPD e para isso adquiriu um computador com fonte de 300W, um monitor de 17’ com tensão nominal de 240v e corrente de 0,8A, uma impressora a laser com uma tensão de 230v e corrente de 6A e uma impressora jato de tinta com potência de 100W. Calcule a potência do estabilizador em VA.
• Você foi contratado(a) para dimensionar a potência de um estabilizador que deverá suportar 12 computadores cujas fontes são de 500 W, monitor de 17” Svga com tensão de 220 V e corrente 1,31 i, 04 impressoras matriciais de 80 colunas com tensão de 110 e corrente 0,23 e uma copiadora com tensão de 220 e corrente 4,3 i. Qual a potência do estabilizador em Kva?
• Qual a potência de um estabilizador que deve suportar 23 computadores com fontes de 350 W, monitores Svga de 14” cuja tensão é de 110 V e a corrente 1,2, e uma impressora Jato de tinta para cada um com corrente de 0,53 A e tensão de 110 V?

Fim da aula.