Entender a tensão elétrica é essencial para compreender como a eletricidade alimenta nossos dispositivos e sistemas diários.
Neste texto abordaremos desde os fundamentos da tensão elétrica, sua medição e tipos, até nuances entre tensão e voltagem, e como esses conceitos se aplicam a dispositivos práticos como nobreaks, essenciais para a proteção de equipamentos contra variações na alimentação elétrica.
O que é tensão elétrica
A tensão elétrica, também conhecida como diferença de potencial elétrico (DDP), é a energia potencial por unidade de carga que impulsiona os elétrons a se moverem em um circuito elétrico. Ela é o que determina a quantidade de energia que os elétrons carregam quando se deslocam de um ponto a outro.
A tensão elétrica pode ser comparada a uma diferença de altura que faz a água fluir de um ponto mais alto para um ponto mais baixo, só que, em vez de água, estamos falando de elétrons, e, em vez de altura, estamos falando de potencial elétrico.
Unidade de Medida da Tensão Elétrica:
A medida da tensão elétrica é o Volt, simbolizado pela letra “V”.
O Volt é a unidade padrão no Sistema Internacional de Unidades (SI) para medir a diferença de potencial elétrico, ou seja, a força que impulsiona os elétrons através de um circuito.
Quando se diz que um dispositivo tem uma tensão de 1 Volt, isso significa que cada Coulomb de carga elétrica que se move através desse potencial ganha ou perde 1 Joule de energia.
Como é medida a tensão elétrica
A tensão elétrica é medida usando um instrumento chamado voltímetro.
O voltímetro é conectado em paralelo com o componente ou parte do circuito que você deseja medir, diferente de como você conectaria um amperímetro, que mede a corrente e precisa ser colocado em série.
Quando você configura o voltímetro e o conecta aos dois pontos entre os quais deseja medir a tensão, o aparelho exibe o valor da diferença de potencial elétrico entre esses pontos em volts (V).
Isso te dá uma ideia da “força” com a qual os elétrons estão sendo empurrados através do circuito nesse trecho específico. Essa medida é crucial para entender o funcionamento e o desempenho de qualquer dispositivo ou circuito elétrico.
Quais são os tipos de tensão elétrica?
Os tipos de tensão elétrica podem ser classificados principalmente em duas categorias: corrente contínua (CC) e corrente alternada (CA).
- Tensão Elétrica de Corrente Contínua (CC): Nesse tipo, a tensão elétrica mantém uma polaridade constante, ou seja, os elétrons fluem sempre na mesma direção. Exemplos comuns de fontes de tensão CC incluem pilhas e baterias.
- Tensão Elétrica de Corrente Alternada (CA): Aqui, a tensão elétrica muda periodicamente sua polaridade e magnitude, fazendo com que a direção do fluxo de elétrons se inverta em um ritmo constante. Este é o tipo de tensão mais comum em residências e empresas, sendo gerado por usinas elétricas e transmitido através da rede elétrica.
Além disso, dentro desses tipos, a tensão pode variar em magnitude, que é medida em volts.
Por exemplo, as tomadas residenciais em muitos países têm uma tensão nominal de 110/120V ou 220/240V em corrente alternada, enquanto muitos dispositivos eletrônicos operam com tensões menores de corrente contínua, geralmente transformadas por adaptadores ou conversores.
Qual a diferença entre tensão é voltagem?
A diferença entre “tensão” e “voltagem” é sutil e muitas vezes as duas palavras são usadas de forma intercambiável no dia a dia, especialmente em conversas informais ou em alguns contextos de engenharia e eletrônica.
No entanto, se formos detalhistas, podemos apontar algumas nuances:
Tensão (Diferença de Potencial Elétrico)
Este termo refere-se mais estritamente à diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um campo elétrico.
A tensão é a força que impulsiona os elétrons a se moverem através de um condutor e é uma medida da energia potencial por unidade de carga disponível para fazer o trabalho de mover cargas elétricas.
Tensão é um conceito mais abrangente e pode ser aplicado em contextos além de circuitos elétricos, como em campos eletrostáticos.
Voltagem
A voltagem é essencialmente sinônimo de tensão elétrica, mas o termo é usado de maneira mais coloquial e específica para descrever a magnitude dessa tensão em um circuito elétrico.
O termo “voltagem” vem de “Volt”, a unidade de medida da tensão elétrica no Sistema Internacional de Unidades (SI).
Em resumo, enquanto “tensão” é um termo mais amplo e fundamental na física, descrevendo uma propriedade de campos elétricos e circuitos, “voltagem” é mais comumente usado na prática da engenharia e eletrônica para se referir especificamente à magnitude da tensão em um circuito.
No entanto, na maioria das vezes, a escolha entre usar “tensão” ou “voltagem” é uma questão de preferência pessoal ou contexto, e os dois termos são frequentemente considerados sinônimos.
Como calcular a tensão?
Calcular a tensão depende do contexto específico e das informações disponíveis. Aqui estão algumas maneiras comuns de calcular a tensão em diferentes cenários:
1- Lei de Ohm
A maneira mais direta de calcular a tensão em um circuito é usando a Lei de Ohm, se você conhecer a resistência e a corrente no circuito.
A Lei de Ohm é expressa como:
onde V é a tensão em volts, I é a corrente em amperes e R é a resistência em ohms. Se você sabe a corrente fluindo através de um componente e sua resistência, você pode calcular a tensão.
2 – Circuitos em série
Em um circuito em série, a tensão total é a soma das tensões em cada componente. Portanto, se você conhecer a tensão em cada componente, pode somá-las para obter a tensão total.
3- Circuitos paralelos
Em um circuito paralelo, a tensão em cada ramo é igual à tensão total no circuito.
Se você conhecer a tensão total fornecida ao circuito, essa será a tensão em cada ramo.
4 – Leis de Kirchhoff
As Leis de Kirchhoff podem ser usadas em circuitos mais complexos.
A Lei das Tensões de Kirchhoff afirma que a soma das tensões ao redor de qualquer laço fechado em um circuito é zero.
Isso pode ser usado para calcular a tensão desconhecida em um laço, sabendo as outras tensões.
5 – Medição Direta
Você pode medir a tensão diretamente usando um voltímetro.
O voltímetro é colocado em paralelo com o componente ou seção do circuito cuja tensão você deseja medir.
Lembrando que a abordagem específica depende do tipo de circuito e das informações disponíveis.
Se você estiver lidando com dispositivos eletrônicos, fontes de alimentação ou situações mais complexas, outras considerações, como tensões alternadas (AC) e a fase das ondas de tensão, podem ser relevantes.
Tensão elétrica e nobreak
Os nobreaks, ou Sistemas de Alimentação Ininterrupta (UPS), são projetados não apenas para fornecer energia de emergência aos dispositivos conectados em caso de falha de energia, mas também para proteger contra variações de tensão elétrica.
Aqui estão alguns pontos que destacam essa correlação:
- Proteção contra variações de tensão: Nobreaks monitoram constantemente a tensão da rede elétrica. Se detectarem uma tensão muito alta (sobretensão) ou muito baixa (subtensão), podem ajustar automaticamente a saída para manter uma tensão estável e segura para os equipamentos conectados.
- Filtragem de ruídos e picos de tensão: Além de regular a tensão, muitos nobreaks também filtram ruídos e protegem contra picos de tensão, que podem danificar equipamentos eletrônicos sensíveis. Isso é particularmente importante em áreas com fornecimento de energia instável.
- Fornecimento de energia estável: Em caso de corte de energia, o nobreak muda instantaneamente para a bateria, fornecendo uma tensão constante e estável, permitindo que os dispositivos conectados continuem funcionando sem interrupção. Isso é crucial para dispositivos críticos como servidores, equipamentos médicos e sistemas de segurança.
Portanto, os nobreaks são essenciais para garantir que a tensão fornecida aos dispositivos permaneça estável e dentro de limites seguros, protegendo-os contra as adversidades do fornecimento de energia e garantindo seu funcionamento ininterrupto.
