No trabalho de instalação elétrica, seja ela amadora ou profissional, surge com certa frequência a necessidade de se realizar alguns cálculos. Estes cálculos envolvem quatro grandezas elétricas básicas, que são definidas a seguir:
EL023S
a) Corrente elétrica:
A corrente elétrica é o “fluxo” de eletricidade, representando a quantidade de eletricidade que passa num fio. A corrente elétrica é medida numa unidade denominada ampère, que é abreviada por A. Nas fórmulas, a indicação da grandeza corrente é feita com a letra I. Não confundir a representação da corrente (I) com sua unidade (A).
b) Tensão elétrica:
A tensão elétrica é a “pressão” da eletricidade no fio sendo, portanto, responsável pela corrente. Só há corrente se houver também tensão. A corrente é medida em volts, cuja abreviação é V. A tensão também é representada nas fórmulas pela letra V e eventualmente pela letra U.
c) Resistência elétrica:
A resistência elétrica é a oposição que um corpo oferece à passagem da corrente. Veja que esta resistência corresponde à dificuldade que a corrente encontra em passar por um corpo. A unidade de resistência é o ohm, que é abreviado por ohms que é a letra grega ômega. Nas fórmulas a resistência é representada pela letra R.
d) Potência:
A potência representa a quantidade de energia que um circuito recebe ou produz em cada segundo. Esta energia é medida em watts que é abreviado pela letra W. Nas fórmulas a potência é representada pela letra P.
Começaremos pelas fórmulas de resistências:
Resistência, tensão e corrente, são relacionadas por três fórmulas, que correspondem à “Lei de Ohm”. Na verdade, a relação existente entre as três grandezas é uma só, e as duas fórmulas seguintes são consequência da primeira:
R = V/I
V = R x I
I = V/R
Estas fórmulas dizem, então, que:
Para calcular a resistência de um circuito, dividimos a tensão aplicada neste circuito pela corrente que nele circula.
Para calcular a tensão num circuito, multiplicamos a sua resistência pela corrente que nele passa.
Para calcular a corrente num circuito, dividimos a tensão nela aplicada pela sua resistência.
Exemplos:
1) Qual é a resistência de uma lâmpada que deixa passar uma corrente de 0,5 A, quando ligada na rede de 110 V?
Neste caso:
I = 0,5 A
V = 110 V
Queremos calcular R:
Usamos a fórmula: R = V/I
Temos então:
R = 110/0,5
R = 220 ohms
A resistência da lâmpada é, portanto, de 220 ohms.
2) Que tensão devemos aplicar numa resistência de 50 ohms para que passe uma corrente de 2 A?
Neste caso:
R = 50 ohms
I = 2 A
Queremos calcular V:
Usamos a fórmula:
V = R x I
V = 50 x 2
V = 100 volts
A tensão aplicada deve ser de 100 V.
3) Qual é a corrente que passa numa resistência de chuveiro de 22 ohms quando ligamos na rede de 220 V?
Neste caso:
V = 220 V
R = 22 ohms
Queremos calcular I:
Usamos a fórmula: I = V/R
I = 220/22
I = 10 ampères
A corrente circulante é de 10 ampères.
O leitor deve ter cuidado para não confundir as unidades nestes cálculos.
Para o leitor resolver sozinho:
1) Qual é a resistência de um pedaço de fio que ao ser ligado numa rede de energia que estabelece uma tensão de 110 V é percorrido por uma corrente de 5 A?
2) Que tensão devemos aplicar numa resistência de 50 ohms para que circule uma corrente de 0,1A?
3) Qual é a corrente que passa numa lâmpada de resistência 100 ohms, quando a ligamos na rede de 220 V?
Respostas: 1) 22 ohms; 2) 5 V; 3) 2,2 A.
Outra série de fórmulas importantes são as que relacionam a potência, a resistência, a corrente e a tensão. A. relação é denominada “Lei de Joule”.
Temos então, as seguintes fórmulas (todas decorrentes de uma mesma relação):
P = V x I
P = V2/R
P = R x I2
Estas fórmulas nos dizem que:
Para calcular a potência quando temos a tensão e a corrente num circuito, basta multiplicar um pelo outro, ou seja, tensão x corrente.
Quando temos a tensão e a resistência, e queremos calcular a potência, devemos, em primeiro lugar, elevar a tensão ao quadrado, ou seja, fazer tensão x tensão, e o resultado desta operação devemos dividir pela resistência.
Quando temos a resistência e a corrente para calcular a potência, devemos em primeiro lugar, elevar a corrente ao quadrado e o resultado multiplicar pela resistência.
Exemplos:
Qual é a potência de um chuveiro, que ligado na rede de 220 V, funciona com uma corrente de 10 A?
Neste caso:
V = 220 V
I = 10 A
Queremos calcular P:
Usamos a fórmula: P = V x I
P = 220 x 10
P = 2.200 watts
A potência do chuveiro é de 2.200 watts.
2) Que potência tem uma lâmpada em que filamento tem uma resistência de 220 ohms, e que é usada na rede de 110 V?
Neste caso temos:
R = 220 ohms
V = 110 V
Queremos calcular P:
Usamos a fórmula:
P = V2/R
Fazemos então:
P = (110 x 110)/220
P = 12 100/220
P = 55 watts
A potência da lâmpada é de 55 watts.
3) Qual é a potência exigida por um aparelho que tem uma resistência de 100 ohms e que opera com uma corrente de 0,2 A?
Neste caso temos:
R = 100 ohms
I = 0,2 A
Queremos calcular P:
Usamos a fórmula:
P = R x I2
P = 100 x (0,2)2
P = 100 x 0,2 x 0,2
P = 100 x 0,04
P = 4 watts
A potência é de 4 watts.
Para o leitor resolver sozinho:
1) Que potência consome um ferro elétrico que trabalha na rede de 110 V e que exige uma corrente de 5 A?
2) Qual é a potência de uma lâmpada cujo filamento tem uma resistência de 100 ohms e que trabalha com tensão de 100 V?
3) Qual é a potência de um ferro de passar roupa cuja resistência é de 55 ohms, e que trabalha na rede de 110 V?
Respostas: 1) 550 W; 2)100 W; 3) 220 W.
Lembramos que, para calcular o consumo de um aparelho em quilowatts hora, além de calcular sua potência em watts, devemos convertê-la em quilowatts (dividindo por 1.000 o valor encontrado) e depois multiplicar pelo tempo em horas que ele fica ligado.
