quinta-feira, 18 de abril de 2013

Tensão Elétrica ou Voltagem, o motor que empurra a eletricidade.

A Diferença de Potencial (d.d.p.), também conhecida como voltagem ou tensão elétrica, é o “motorzinho” que empurra os eletrons, dentro de um condutor, para formar a corrente elétrica. Conheça como funciona essa grandeza elétrica, inclusive vendo uma analogia com o movimento da água.

Tensão elétrica, voltagem ou diferença de potencial. Movendo os elétrons para formar a corrente elétrica.
by Roberto M.
Normalmente, nas instalações residenciais, o abastecimento de energia elétrica é feito com três fios, duas fases (vivos, energizados) e um neutro (sem energia). Se a tomada for composta por duas fases, ela será de 220 V (bifásico), se tiver uma fase e um neutro, ela será de 110 V (monofásico).
Existem locais onde o abastecimento é feito com apenas dois fios, se eles forem duas fases, o abastecimento será em 220 V; se forem uma fase e um neutro, o abastecimento será em 110 V.

Certamente você já deve ter reparado que alguns aparelhos elétricos são 220 V, outros são 110 V e outros, ainda, possuem uma chave que nos permite mudá-los de 110 para 220 volts, ou provavelmente já viu em algum lugar, uma placa advertindo CUIDADO! PERIGO! ALTA VOLTAGEM.
Tudo isso está relacionado a uma grandeza física e elétrica chamada Diferença de Potencial (d.d.p.), que costuma também ser denominada Voltagem ou tensão elétrica.

VOLTAGEM – MOVIMENTANDO OS ELETRONS NO FIO

O volt, que está representado na etiqueta de nossos aparelhos por um V maiúsculo, é a unidade dessa grandeza e juntamente com a corrente elétrica, forma a base para o desenvolvimento dos demais conceitos e relações utilizados nos circuitos elétricos.

Etiqueta mostrando a voltagem ou tensão elétrica de um aparelho.

Mas o que é essa tal de voltagem ou tensão? Para que ela serve?
Vamos tentar explicar.

No artigo “Eletricidade. Entendendo o que é. ” tivemos uma noção geral do que vem a ser a eletricidade a partir dos conceitos de matéria e átomo, bem como de suas cargas positivas (prótons), negativas (elétrons) e neutras (nêutrons).
Vimos também que, corrente elétrica é o nome que se dá ao movimento dos elétrons livres através dos corpos, ou seja, corrente elétrica é o fluxo de elétrons em um meio condutor.

Entretanto, para que haja esse movimento de elétrons nos condutores e, consequentemente, haja a corrente elétrica, é necessário que alguma coisa aconteça.
É exatamente a diferença de potencial ou tensão elétrica ou voltagem, que faz com que os elétrons se movimentem no condutor.

Tensão elétrica "empurrando" os elétrons dentro do fio.

ANALOGIA COM A HIDRÁULICA – MOVIMENTO DA ÁGUA NO TUBO

Para entender o que acontece dentro do fio, vamos antes fazer uma analogia com algo mais familiar e que conseguimos ver: o movimento da água dentro de uma tubulação.
Se colocarmos lado a lado, dois recipientes com água até a metade, interligados por uma mangueira, veremos que o nível da água dos dois recipientes é o mesmo e que a água fica parada, sem se mexer.

Dois recipientes no mesmo nível. A água fica parada, não se move.

Agora, se colocarmos um dos recipientes mais baixo do que o outro, veremos que a água do que está mais acima caminhará pelo tubo e irá encher o que está mais abaixo, até que os níveis da água dos dois recipientes se igualem novamente.

Dois recipientes em níveis diferentes. A água do de cima flui para o de baixo.

Analisando o que foi descrito podemos concluir que: quando colocamos as duas garrafas na mesma altura não há fluxo de água, mas quando colocamos uma garrafa em desnível com a outra percebemos que há fluxo de água.
Isso acontece devido à diferença de pressão atmosférica entre as extremidades dos dois recipientes. Se a pressão for diferente (níveis diferentes) a água se movimenta, se a pressão for igual (níveis iguais) a água fica parada.

Voltando agora ao nosso movimento de elétrons, podemos dizer que: do mesmo modo que a corrente de água no tubo é consequência de uma diferença de pressão entre suas extremidades, a corrente elétrica num condutor também dependerá da existência de uma diferença elétrica entre seus terminais.

FORMAÇÃO DA TENSÃO ELÉTRICA

Mas como se forma a diferença de potencial?
Diante do que vimos nos artigos sobre eletricidade e sobre matéria, sabemos que alguns átomos são capazes de ceder elétrons e outros são capazes de receber elétrons. Quando isso ocorre, a distribuição neutra de cargas deixa de existir, pois um corpo passa a ter excesso de elétrons e o outro falta de elétrons.

O corpo com excesso de elétrons passa a ter uma carga com polaridade negativa, e o corpo com falta de elétrons passa a ter uma carga com polaridade positiva.
Não podemos nos esquecer de que, as cargas elétricas com polaridades iguais se repelem e as com polaridades diferentes se atraem.
Assim, toda carga elétrica tem capacidade de exercer força, ao repelir ou atrair outra carga elétrica.

Essa capacidade é chamada de potencial. Cargas diferentes produzem uma d.d.p. (diferença de potencial).
Consideremos, agora, um aparelho que mantenha uma falta de elétrons em uma de suas extremidades e na outra um excesso.
Este aparelho é chamado gerador. (pode ser uma pilha comum ou o rotor de uma usina hidroelétrica).

Gerador com diferença de potencial gerando corrente elétrica em um circuito.

A falta de elétrons em um polo e o excesso em outro origina uma diferença de potencial (d.d.p.).
A tensão elétrica é a diferença de potencial entre dois pontos. A unidade da tensão elétrica, no SI (sistema internacional), é o volt (V) em homenagem ao Físico Italiano Alessandro Volta.

Um aparelho elétrico só funciona quando se cria uma diferença de potencial entre os pontos em que estiver ligado para que as cargas possam se deslocar.
Ao conectar um circuito a estes tipos de geradores, a tensão produzida por eles empurra uma quantidade de elétrons, que flui ordenadamente pelo fio condutor, a partir do polo negativo para o polo positivo do gerador, passando pelo aparelho ligado (sentido real da corrente elétrica).

Diferença de Potencial e o sentido real da corrente elétrica.

Vale salientar, que o sentido convencional da corrente elétrica é exatamente o contrário do movimento dos elétrons, ou seja, vai do polo positivo ao negativo.
Quando falamos em tensão 110 V ou 220 V, temos que ter em mente que esses valores são diferenças de potenciais entre os dois polos dos geradores que nos fornecem a energia.
O 220 V “empurra” os elétrons com maior força do que o 110 V.

Na realidade, a tensão fornecida pela Usina Geradora, lá no início da transmissão, é muito grande. É a chamada Alta Tensão ou Alta Voltagem. Para chegar aos 110 V ou 220 V, existem no meio do caminho as estações de transformação e os transformadores nos postes. Mas isto já é assunto para outras postagens. Acompanhem.

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3 comentários:

  1. Penso que se perde muito tempo em escolas sem aprender o que realmente interessa.Principalmente quando a mão-de-obra no Brasil deixa muito a desejar ou pessoas não deixam ninguém fazer nada pra mim?Até porque não se pode confiar em ninguém.Daí a necessidade de se aprender a fazer fazendo e poder assim supervisionar os serviços que nos dizem respeito Pedagoga Profª Graça Rocha email: r.gracerocha@gmail.com

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  2. Existe monofásico de 220V também.

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    Respostas
    1. Olá Sr. Anônimo,
      - "mono" é um prefixo designativo de "um"
      - "bi" é um prefixo designativo de "dois"
      - quando dizemos que o circuito é monofásico, é porque ele tem uma fase só.
      - quando dizemos que um circuito é bifásico é porque ele tem duas fases.
      - Um circuito 110 V é formado por uma fase e um neutro, portanto monofásico.
      - Um circuito 220 V é formado por duas fases, portanto sempre bifásico.
      - A dúvida deve estar vindo do seguinte: Uma rede externa pode ser formada por dois ou três fios.
      - Normalmente ela é com três fios (duas fases e um neutro).
      - Entretanto, em alguns lugares, pode existir redes de apenas dois fios.
      - Esses dois fios podem ser ou uma fase e um neutro (portanto só tem 110V - monofásico) ou duas fases (portanto 220 V - bifásico).

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