Alguns postes perto de uma estação de transformação de energia ao nascer do sol. Mais voltagem em um sistema elétrico faz mais fluxo de corrente. dowell / Getty Images p Grande parte de nossas vidas diárias é movida a eletricidade, mas a maioria de nós não sabe a diferença entre uma lâmpada de 60 watts e 75 watts, ou como a voltagem da tomada da parede fornece energia suficiente para acionar uma pequena luminária de mesa e um microondas potente.
p As três unidades mais básicas em eletricidade são a tensão ( V ), atual ( eu , maiúsculo "i") e resistência ( R ) A tensão é medida em volts , a corrente é medida em amperes e a resistência é medida em ohms .
p Uma analogia interessante para ajudar a entender esses termos é um sistema de encanamentos. A voltagem é equivalente à pressão da água, a corrente é equivalente à taxa de fluxo, e a resistência é como o tamanho do tubo. p Existe uma equação básica em engenharia elétrica que estabelece como os três termos se relacionam. Diz que a corrente é igual à tensão dividida pela resistência ou I =V / R. Isso é conhecido como lei de Ohm. p Vamos ver como essa relação se aplica ao sistema de encanamento. Digamos que você tenha um tanque de água pressurizada conectado a uma mangueira que está usando para regar o jardim. p O que acontece se você aumentar a pressão no tanque? Você provavelmente pode adivinhar que isso faz com que mais água saia da mangueira. O mesmo é verdadeiro para um sistema elétrico:aumentar a voltagem fará com que mais corrente flua. p Digamos que você aumente o diâmetro da mangueira e de todas as conexões do tanque. Você provavelmente adivinhou que isso também faz com que mais água saia da mangueira. É como diminuir a resistência em um sistema elétrico, o que aumenta o fluxo atual. p A energia elétrica é medida em watts . Em um sistema elétrico de energia ( P ) é igual à tensão multiplicada pela corrente. p A analogia da água ainda se aplica. Pegue uma mangueira e aponte para uma roda d'água como as que eram usadas para girar pedras de amolar em moinhos de água. Você pode aumentar a potência gerada pela roda d'água de duas maneiras. Se você aumentar a pressão da água que sai da mangueira, ele atinge a roda d'água com muito mais força e a roda gira mais rápido, gerando mais energia. Se você aumentar a taxa de fluxo, a roda d'água gira mais rápido por causa do peso da água extra que a atinge. p Na próxima página, falaremos mais sobre eficiência elétrica.
Os sistemas elétricos são mais eficientes quando uma tensão mais alta é usada para reduzir a corrente. BIBLIOTECA DE FOTOS DE CIÊNCIAS / Getty Images p Em um sistema elétrico, aumentar a corrente ou a tensão resultará em maior potência. Digamos que você tenha um sistema com uma lâmpada de 6 volts conectada a uma bateria de 6 volts. A potência da lâmpada é de 100 watts. Usando a equação I =P / V , podemos calcular quanta corrente em amperes seria necessária para obter 100 watts dessa lâmpada de 6 volts.
p Você sabe que P =100 W, e V =6 V. Então, você pode reorganizar a equação para resolver para I e substituí-la nos números.
p I =100 W / 6 V =16,67 amperes p O que aconteceria se você usasse uma bateria de 12 volts e uma lâmpada de 12 volts para obter 100 watts de potência? p I =100 W / 12 V =8,33 amperes p Então, este último sistema produz o mesmo poder, mas com metade da corrente. Há uma vantagem em usar menos corrente para produzir a mesma quantidade de energia. A resistência nos fios elétricos consome energia, e a energia consumida aumenta à medida que aumenta a corrente que passa pelos fios. Você pode ver como isso acontece reorganizando um pouco as duas equações. O que você precisa é de uma equação de potência em termos de resistência e corrente. Vamos reorganizar a primeira equação: p I =V / R pode ser reformulado como V =I * R p Agora você pode substituir a equação de V na outra equação: p P =V * I substituindo V, obtemos P =I * R * I, ou P =I 2 * R p O que esta equação lhe diz é que a energia consumida pelos fios aumenta se a resistência dos fios aumentar (por exemplo, se os fios ficarem menores ou forem feitos de um material menos condutor). Mas aumenta dramaticamente se a corrente que passa pelos fios aumentar. Então, usar uma tensão mais alta para reduzir a corrente pode tornar os sistemas elétricos mais eficientes. A eficiência dos motores elétricos também melhora em tensões mais altas. p Essa melhoria na eficiência foi o que levou a indústria automobilística a considerar a mudança de sistemas elétricos de 12 volts para sistemas de 42 volts na década de 1990. À medida que mais carros são vendidos com amenidades movidas a eletricidade - monitores de vídeo, aquecedores de assento, controle de temperatura "inteligente" - eles exigiam feixes grossos de fiação para fornecer corrente suficiente. Mudar para um sistema de alta tensão forneceria mais energia com uma fiação de bitola mais fina. p A mudança nunca aconteceu, porque as montadoras foram capazes de aumentar a eficiência com tecnologia digital e bombas elétricas mais eficientes a 12 volts. Mas alguns novos modelos empregam sistemas híbridos com um gerador separado de 48 volts para alimentar recursos avançados como desligamento ocioso e, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência geral do sistema. p Para aprender mais sobre eletricidade e tópicos relacionados, confira os links na próxima página.
Publicado originalmente:31 de outubro de 2000
