Eletricidade 101
A definição clássica de "corrente elétrica" é o "movimento ordenado de elétrons". A corrente elétrica é medida em Ampères.
Já "tensão" ou "voltagem" ( que, ao contrário do que muita gente pensa, é aceitável em áreas onde "tensão" pode referenciar a tração física em um cabo ) é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos e é medida em Volts. É a força que realiza o trabalho de movimentar os eletróns.
Uma "resistência", como o nome já diz, é uma característica de algo que se impõe à movimentação ordenada dos elétrons, dificultando-a. É medida em Ohms ( Ω ).
Numa bateria, por exemplo, uma determinada tensão gera uma certa corrente elétrica, quando um circuito ( que oferece resistência à passagem da corrente elétrica ) é ligado aos seus pólos. A corrente resultante é determinada pela Lei de Ohm, que diz que I = V / R ( corrente = tensão / resistência ). Portanto, numa lanterna onde a bateria tem 9V ( nove Volts ) e a lâmpada tem 100Ω ( cem Ohms ), a corrente elétrica será de 0,09A, ou seja: 90 miliAmpères. Curiosidade: o que chamamos de curto-circuito, na verdade, é uma ligação onde a resistência tende a zero ( como quando enfiamos um garfo na tomada ) e a corrente tende rapidamente ao infinito.
O trabalho realizado pela tensão da bateria pode ser expresso em Watts ( W ) e é dado pela fórmula P = V x I ( ou, reescrevendo: P = I2 x R ). Essa potência é dissipada em forma de calor e usada para algo "útil", como a geração de luz ( é por isso que dispositivos elétricos, quando ligados, esquentam ) e é chamada potência real. Na mesma lâmpada do exemplo anterior, a potência dissipada na forma de luz e calor seria: P = (0,09A)2 x 100Ω = 0,81W.
Até aqui, tudo simples, certo?
No entanto, até agora só consideramos um fluxo contínuo de elétrons ( como aquele obtido com baterias ). Ou seja: pensamos em correntes contínuas. Mas, por diversos fatores, a eletricidade que chega à nossas casas e que utilizamos no dia-a-dia em eletrodomésticos e computadores, é do tipo alternada, varia de um ponto máximo a um ponto mínimo, passando por zero, de forma senoidal. No Brasil, nossa rede elétrica varia 60 vezes por segundo e tem uma tensão eficaz de 127V ou 220V. Portanto, nossa rede tem frequência de 60Hz ( Hertz ).
Outra coisa que não levamos em consideração: nossos aparelhos raramente são compostos de circuitos puramente resistivos. Existem mais dois tipos básicos de dispositivos que oferecem resistência à passagem de corrente elétrica: indutores e capacitores. Por suas características, eles defasam a corrente elétrica alternada e, portanto, dizemos que oferecem uma resistência à passagem de elétrons chamada reatância.
A impedância é a resistência à passagem da corrente elétrica dada por um circuito que possui resistores, capacitores e indutores. É dada em Ω ( Ohms ), mas em um número complexo, onde a parte real é a resistência e a imaginária é a reatância.
Potência Real X Potência Aparente
Nesse ponto, já podemos diferenciar "potência real" e "potência aparente". A potência real, como já vimos, é aquela onde a corrente elétrica não sofre mudança de fase por passar através de indutores ou capacitores. É dada em Watts e, numericamente, calculada como o quadrado da corrente multiplicado pela resistência.
Já a potência aparente é aquela onde a corrente elétrica sofre mudança de fase por passar através de elementos capacitivos e indutivos. É dada em VA ( Volt-Ampères ) e, numericamente, calculada como o quadrado da corrente multiplicado pela impedância.
Notaram a diferença? Um Watt só será igual a um Volt-Ampère em circuitos puramente resistivos.
Não é preciso ser um gênio para imaginar que, quanto menor a reatância, maior será a potência real. Ou seja: circuitos ideais deveriam ter apenas a parte real da equação. Infelizmente, isso não é possível com nossa tecnologia atual e, por isso, há um número que relaciona a potência real e a potência aparente: o Fator de Potência. Quanto mais próximo de 1, melhor aproveitada será a corrente ( pois existe pouca reatância ) e maior será o rendimento do circuito. Curiosidade: no supermercado, veja uma dessas lâmpadas fluorescentes que se encaixam nos bocais das velhas lâmpadas incandescentes. Repare no seu Fator de Potência. As mais baratas têm um FP igual a 0,5, ou seja: a potência real é METADE da potência aparente ( metade da potência não é aproveitada na forma de luz ). Felizmente, as concessionárias de energia nos cobram apenas a potência real...
sábado, 21 de novembro de 2009
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