Queda de voltagem - Voltage drop

Queda de tensão é a diminuição do potencial elétrico ao longo do caminho de uma corrente fluindo em um circuito elétrico . As quedas de tensão na resistência interna da fonte, nos condutores , nos contatos e nos conectores são indesejáveis ​​porque parte da energia fornecida é dissipada. A queda de tensão na carga elétrica é proporcional à potência disponível para ser convertida nessa carga em alguma outra forma útil de energia.

Por exemplo, um aquecedor elétrico de ambiente pode ter uma resistência de dez ohms , e os fios que o fornecem podem ter uma resistência de 0,2 ohms, cerca de 2% da resistência total do circuito. Isso significa que aproximadamente 2% da tensão fornecida é perdida no próprio fio. Uma queda excessiva de tensão pode resultar no desempenho insatisfatório de um aquecedor de ambiente e superaquecimento dos fios e conexões.

Os códigos elétricos nacionais e locais podem definir diretrizes para a queda de tensão máxima permitida na fiação elétrica para garantir a eficiência da distribuição e a operação adequada do equipamento elétrico. A queda de tensão máxima permitida varia de um país para outro. No projeto eletrônico e na transmissão de energia, várias técnicas são empregadas para compensar o efeito da queda de tensão em circuitos longos ou onde os níveis de tensão devem ser mantidos com precisão. A maneira mais simples de reduzir a queda de tensão é aumentar o diâmetro do condutor entre a fonte e a carga, o que diminui a resistência geral. Em sistemas de distribuição de energia, uma determinada quantidade de energia pode ser transmitida com menos queda de tensão se uma tensão mais alta for usada. Técnicas mais sofisticadas usam elementos ativos para compensar a queda excessiva de tensão.

Queda de tensão em circuitos de corrente contínua: resistência

Considere um circuito de corrente contínua com uma fonte CC de nove volts ; três resistores de 67 ohms , 100 ohms e 470 ohms; e uma lâmpada - todos conectados em série . A fonte DC, os condutores (fios), os resistores e a lâmpada (a carga ) têm resistência ; todos usam e dissipam a energia fornecida em algum grau. Suas características físicas determinam quanta energia. Por exemplo, a resistência DC de um condutor depende do comprimento do condutor, da área da seção transversal, do tipo de material e da temperatura.

Se a tensão entre a fonte CC e o primeiro resistor (67 ohms) for medida, o potencial de tensão no primeiro resistor será ligeiramente menor que nove volts. A corrente passa pelo condutor (fio) da fonte DC ao primeiro resistor; conforme isso ocorre, parte da energia fornecida é "perdida" (indisponível para a carga), devido à resistência do condutor. A queda de tensão existe nos fios de alimentação e retorno de um circuito. Se a queda de tensão em cada resistor for medida, a medição será um número significativo. Isso representa a energia usada pelo resistor. Quanto maior for o resistor, mais energia será usada por ele e maior será a queda de tensão nesse resistor.

A Lei de Ohm pode ser usada para verificar a queda de tensão. Em um circuito CC, a tensão é igual à corrente multiplicada pela resistência. V = I R . Além disso, as leis do circuito de Kirchhoff afirmam que, em qualquer circuito CC, a soma das quedas de tensão em cada componente do circuito é igual à tensão de alimentação.

Queda de tensão em circuitos de corrente alternada: impedância

Em circuitos de corrente alternada, a oposição ao fluxo de corrente ocorre por causa da resistência, assim como em circuitos de corrente contínua. No entanto, os circuitos de corrente alternada também incluem um segundo tipo de oposição ao fluxo de corrente: reatância . A soma das oposições ao fluxo de corrente tanto da resistência quanto da reatância é chamada de impedância .

A impedância elétrica é comumente representada pela variável Z e medida em ohms em uma frequência específica. A impedância elétrica é calculada como a soma vetorial da resistência elétrica , reatância capacitiva e reatância indutiva .

A quantidade de impedância em um circuito de corrente alternada depende da frequência da corrente alternada e da permeabilidade magnética de condutores elétricos e elementos eletricamente isolados (incluindo elementos circundantes), que varia com seu tamanho e espaçamento.

Análogo a lei de Ohm para circuitos de corrente contínua, a impedância eléctrica pode ser expressa pela fórmula E = I Z . Portanto, a queda de tensão em um circuito CA é o produto da corrente e da impedância do circuito.

Veja também

Referências

  1. ^ "Cópia arquivada" . Arquivado do original em 06/03/2010 . Página visitada em 2010-03-06 .CS1 maint: cópia arquivada como título ( link )
  • Princípios elétricos para o comércio elétrico (Jim Jennesson) 5ª edição