Este artigo faz parte do livro Instalações Elétricas Sem Mistérios (2005), onde são tratados assuntos relativos às instalações elétricas domiciliares. Neste artigo, o circuito elétrico de uma residência é explicado de maneira simples. Veja nota importante no final do artigo.
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Da mesma forma que a energia não pode ser criada nem destruída, mas somente transformada, as cargas elétricas que transportam a energia elétrica precisam ser "recicladas".
Isso significa que os aparelhos alimentados pela corrente elétrica não "consomem" cargas, mas somente a energia que elas transportam.
Não podemos simplesmente ligar um fio a uma lâmpada e "bombear" cargas indefinidamente para que ela acenda, "consumindo" essas cargas para produzir luz, segundo a figura 1.
Uma vez que as cargas entregam a energia que transportam à lâmpada, elas precisam continuar com seu movimento e ir para algum lugar, ou seja, precisam "circular".
O que se faz normalmente é usar dois fios, de modo a permitir que as mesmas cargas possam ser usadas para transportar a energia, formando assim um circuito elétrico, figura 2.
Assim, a tensão estabelecida pelo gerador da empresa de energia "empurra" as cargas, estabelecendo a corrente na lâmpada, e uma vez que as cargas entregam esta energia, fazendo a lâmpada acender, elas voltam ao gerador de modo a poderem ser usadas novamente, sendo "empurradas" de volta para alimentar a mesma lâmpada ou outras lâmpadas.
Podemos comparar o gerador da empresa de energia a uma bomba que "empurra" constantemente água através de um cano para movimentar algum tipo de dispositivo, mas uma vez que a água fez "seu trabalho" ela volta à bomba para ser reaproveitada. Veja que a bomba simplesmente "repõe" a energia na água, pressionando. O mesmo acontece com o gerador que "repõe" a energia às cargas que voltam a circular pelos fios.
Tudo isso significa que, para que a energia elétrica possa ser usada deve haver um percurso completo entre a tomada de energia que está ligada ao gerador e o aparelho alimentado, conforme mostra a figura 3.
Este caminho fechado ou percurso fechado para a corrente é denominado "circuito elétrico".
Só há corrente elétrica se houver um percurso fechado ou um circuito fechado para sua circulação.
É por essa razão que sempre precisamos de DOIS fios para alimentar qualquer aparelho elétrico: um serve para "enviar" a energia e outro para fazer o retorno, ou seja, para permitir a movimentação das cargas que já estejam sem energia. A pressão elétrica e, portanto, a energia disponível num fio pode ser medida por sua pressão elétrica, ou seja, por sua tensão.
TERRA E NEUTRO
Da mesma forma que só podemos falar na pressão da água num reservatório em relação a um nível de referência, só podemos falar na "pressão elétrica" em relação a uma tensão de referência.
Assim, conforme ilustra a figura 4, entre os pontos A e B do reservatório existe uma diferença de pressão ou potencial hidráulico menor do que a que existe entre os pontos A e C.
Para a represa, a referência é o seu nível mais baixo, ou ainda pode ser considerado como o nível do mar.
Este nível pode ser considerado o "zero" de pressões e a partir dele, estabelecidas todas as outras pressões.
Para a eletricidade, o nível "zero" de tensão, ou seja, de "potencial elétrico", é um corpo para o qual todas as cargas podem escoar quando pressionadas: a terra.
De fato, a terra conduz a eletricidade como um fio de metal e por isso pode "absorver" ou "fornecer" qualquer quantidade de cargas.
A terra é então tomada como referência ou zero para o potencial elétrico. Assim, por definição, a terra tem um potencial de zero volt (0 V).
As empresas de energia elétrica, ao gerarem energia, precisam de um fio para enviar a energia e outro para fazer o retorno, por isso as tomadas têm dois fios (figura 5).
O fio de retorno é denominado neutro, pois ele é aproveitado como um retorno comum para muitos circuitos.
Entretanto, de modo a ter algumas comodidades nas instalações, as empresas de energia costumam ligar este fio de retorno ou neutro à terra, isso por meio de barras de metal enterradas profundamente no solo, nas entradas das instalações elétricas e em muitos lugares da própria rede de distribuição de energia. Isso faz com que o potencial do pólo neutro seja igual ao da terra, daí este pólo ser confundido com a terra e às vezes chamado de "terra", conforme demonstra a figura 6.
Todavia, pelos motivos que vimos, é sempre bom levar em conta que "terra" e "neutro" são coisas diferentes, se bem que em alguns instantes coincidam.
Tudo isso faz com que no outro pólo possamos ter potenciais em relação à terra ou diferenças de potenciais diferentes, que podem ser 110 V ou 220 V, conforme o caso.
Observação importante:
Quando este artigo foi escrito ainda não estavam em vigor as normas NBR5410 que estabeleceram diversas mudanças para a maneira como as instalações elétricas devem ser feita e também para o formato das tomadas de força, com a adoção do terceiro pino. Artigo sobre estas normas deverá estar disponível no site. Os conceitos dados vale para instalações elétricas antigas, como ainda são encontradas em muitos locais de nosso país. Para instalações novas, os leitores devem consultar as normas vigentes.
