FÍSICA
3ª SÉRIE
CIRCUITOS ELÉTRICOS RESIDENCIAIS
AULA 22
OBJETIVO DA AULA
d21 - Relacionar corrente elétrica, diferença de potencial e resistência elétrica.
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Copie e responda: em qual tensão elétrica os aparelhos domésticos são mais eficientes (110 V ou 220 V)?
Fonte: https://energiaarion.com.br/2021/08/11/diferencas-da-baixa-e-alta-tensao/
Na verdade, são projetados para operar numa tensão específica, assim a eficiência depende da potência.
As usinas geradoras de energia elétrica transmitem a eletricidade em alta tensão para reduzir as perdas pelo longo caminho a percorrer. Nos municípios, essa tensão é reduzida para 13800 V e finalmente reduzida para uso residencial.
TENSÃO ELÉTRICA
As residências recebem tensões elétricas de:
Fonte: https://www.webarcondicionado.com.br/110v-x-220v-qual-a-voltagem-mais-economica
Como pode haver quedas de tensão na residência, a variação aceita é de:
QUEDAS DE TENSÃO
São geradas pela resistência elétrica dos cabos (fios) condutores.
Fonte: https://portaldaeletricaoficial.com/wp-content/uploads/2021/11/queda-de-tensao.png
Pela segunda lei de Ohm:
Assim, quanto maior o comprimento l do cabo maior a resistência, enquanto que com o aumento da área A a resistência diminui.
QUEDAS DE TENSÃO
Fonte: https://portaldaeletricaoficial.com/wp-content/uploads/2021/11/queda-de-tensao.png
Para calcular a queda de tensão usa-se:
R ⇒ resistência do cabo
i ⇒ corrente elétrica máxima
cos(𝜃) ⇒ fator de potência (FP), vamos considerar FP = 1.
DIMENSIONANDO
Dimensionamento é o nome dado a análise do fio e das perdas de energia geradas por ele numa instalação elétrica.
Respondam no caderno: qual é a queda de tensão gerada por um cabo com 0,2 Ω de resistência, numa tomada que suporta 10 A?
Fonte: https://br.freepik.com/fotos-premium/uma-luz-incandescente-com-lampada-de-queda-de-tensao-em-fundo-preto-generative-ai_43555514.htm
QUEDAS DE TENSÃO
Em aparelhos elétricos as quedas de tensão podem reduzir sua eficiência.
Fonte: https://www.distribuicaohoje.com/consumo/sazonalidade-e-inovacao-sao-drivers-nos-pequenos-eletrodomesticos/
Considere um aparelho que deve operar em 220 V, mas há uma queda de tensão de 5 V em sua tomada.
Na sua operação ele perderá 2,27% de sua eficiência total.
QUEDAS DE TENSÃO NA PRÁTICA
Respondam para o(a) professor(a): como a bitola dos fios (espessura) influencia em sua resistência elétrica?
Fonte: https://www.mulher.com.br/atualidades/tecnologia/afinal-deixar-aparelhos-plugados-na-tomada-sem-usa-los-consome-energia
Pela segunda lei de Ohm quanto maior a área (bitola) menor será a resistência elétrica.
Os diâmetros dos cabos elétricos estão diretamente ligados a sua resistência elétrica, isto é, a capacidade de transmitir mais ou menos energia elétrica no sistema.
CORRENTE ELÉTRICA
Você sabia que a corrente elétrica residencial é regulada por disjuntores.
Ela depende diretamente da resistência(impedância) dos aparelhos elétricos.
Obedece à lei de Ohm:
Assim, quanto menor a resistência, maior a corrente ou correntes pequenas, resistências grandes.
ANÁLISE DA LEI DE OHM
ddp ou tensão elétrica
resistência ou impedância elétrica
corrente elétrica
Normalmente
fixa vale:
110 V ou 220 V
É uma propriedade do material, do sistema, depende apenas da temperatura.
Diretamente proporcional à tensão.
Inversamente proporcional a resistência.
Aumentam juntos.
Quando um aumenta o outro diminui.
as espessuras estão relacionadas às quedas de tensão.
PRATICANDO
Você já notou que há várias espessuras de fios elétricos em sua residência? O motivo para este fato é de que:
as espessuras estão relacionadas à temperatura.
as espessuras estão relacionadas ao clima.
as espessuras estão relacionadas ao tempo.
as espessuras estão relacionadas à divergências.
Pode-se classificar os cabos elétricos por vários critérios: cor, bitola, tipo (rígido ou maleável).
Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5
Na aula de hoje, analisamos as relações entre tensão elétrica, resistência elétrica e corrente elétrica no circuito elétrico residencial.
O QUE VIMOS?
Disponível em: https://blog.dimensional.com.br/problemas-eletricos-comuns-hub/
REFERÊNCIAS
ASTH, Rafael. Notação Científica: como transformar e fazer cálculos. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/notacao-cientifica/. Acesso em: 13 dez. 2023
GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 3. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.
HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Vol 1. Física Moderna. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
POLITO, Antony M. M. A Construção da estrutura conceitual da Física Clássica. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2016.