Corrente elétrica pode ser entendida como sendo a quantidade de elétrons que atravessa a secção de um condutor em um segundo.

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1 Corrente, Tensão, Resistência, Potência e Freqüência. Conceitos Básicos Mesmo pensando somente em Informática, temos que conhecer algumas grandezas elétricas básicas. Essas grandezas são: Corrente, tensão, resistência e potencia elétrica. Corrente elétrica pode ser entendida como sendo a quantidade de elétrons que atravessa a secção de um condutor em um segundo. Por enquanto, entenda condutor como sendo o meio pelo qual a eletricidade esta sendo conduzida, podendo ser um fio de cobre ou as trilhas de cobre de uma placa de circuito impresso. A unidade de medida da intensidade de corrente elétrica é o Ampére. Como o Ampére é uma unidade grande, frequentemente utilizamos seus submúltiplos, como o miliampére (ma) e o microampére(ua).é frequente o uso do termo Amperagem no lugar de corrente. Chamamos de corrente continua (CC ou DC) quando os elétrons percorrem o condutor em um único sentido e corrente alternada (CA ou AC) quando o sentido da corrente varia. As pilhas e baterias fornecem corrente continua, ou seja, a corrente vai do pólo positivo para o pólo negativo. Já a eletricidade fornecida para nossas residências é corrente alternada. Tomando como exemplo uma lâmpada. Ora a corrente percorre o filamento em um sentido, ora em outro. Quando precisamos medir eventos que se repetem num intervalo de tempo utilizamos o conceito de frequência. No caso da corrente elétrica, utilizamos este conceito para medir a quantidade de vezes que a corrente completa um ciclo de alternância dos sentidos em um segundo. A unidade de medida da frequência é o Hertz (Hz). Um Hertz é igual a um ciclo por segundo (c/s). Quando trabalhamos com frequências mais altas utilizamos os múltiplos do Hertz: O quilohertz (KHz) é igual a 1.000Hz O megahertz (MHz) é igual a Hz O gigahertz (GHz) é igual a Hz No Brasil, a corrente alternada distribuída pelas concessionárias tem a frequência de 60 Hz.

2 Parte 2 -Corrente, Tensão, Resistência, Potência e Frequência. Resistência Elétrica. Todo material pode ser classificado com condutor, não-condutor (isolante) e semicondutor. Materiais condutores não oferecem oposição a passagem da corrente elétrica. Os metais são exemplos de bons condutores de eletricidade. Os materiais não-condutores, também chamados de isolantes se opõem a passagem da corrente elétrica. Os plásticos, a borracha são exemplos de materiais isolantes. Materiais semicondutores são isolantes, mas sob certas condições passam a conduzir a corrente elétrica. Cristais de silício e germânio são exemplos de matérias semicondutores. Os semicondutores provocaram uma revolução na Eletrônica, pois a partir desse tipo de material foram criados os transistores e até hoje os semicondutores são a base dos circuitos integrados, memórias, processadores, etc... A oposição que os materiais oferecem a passagem da corrente elétrica é chamada de Resistividade ou Resistência Elétrica. Então podemos dizer que os materiais condutores têm baixa resistência elétrica e o isolante tem alta resistência elétrica. Além disso, a resistência dos condutores depende de alguns fatores: A resistência aumenta conforme o aumento do comprimento. A resistência diminui com o aumento da espessura. A resistência depende o material do qual ele é feito. A resistência do condutor depende da temperatura. Observe as linhas de transmissão de energia elétrica. Elas podem partir de alguma hidrelétrica em um lugar muito distante e chegar até alguma estação mais próxima de nós. Mesmo utilizando fios grossos e materiais considerados excelentes condutores, a distancia faz com que a perda de energia nos cabos seja considerável. É por isso que a tensão elétrica nas linhas de transmissão de longa distancia deve ser muito alta, as vezes mais de Volts, para que as perdas sejam minimizadas. Mais adiante nos próximos artigos entenderemos porque aumentando a tensão diminuímos as perdas nas linhas de transmissão.

3 Parte 3 -Corrente, Tensão, Resistência, Potência e Frequência. Tensão Elétrica Tensão Elétrica, também chamada por Voltagem ou diferença de potencial elétrico(ddp) pode ser entendida como uma espécie de força que faz com que circule a corrente elétrica através de um condutor e a sua unidade de medida é o Volt (V), seus submltiplos como o microvolt (uv) e o milivolt (mv) e seus múltiplos como o quilovolt (kv). Essa força é gerada através da diferença de potencial elétrico. Quando um condutor liga um ponto que tem um potencial elétrico baixo a um ponto que tem um potencial elétrico mais alto, uma corrente elétrica passa pelo condutor. A corrente, a tensão e a resistência elétrica estão relacionadas entre si. Por exemplo, se pegarmos um condutor que possui uma certa resistência elétrica e a ele aplicarmos uma tensão, faremos com que circule uma certa corrente por esse condutor. Se dobrarmos a tensão aplicada, a corrente também dobra. Essa relação é mostrada na primeira lei de Ohm: Tensão é igual ao Valor da resistência multiplicado pelo valor da corrente V=R.I Mudando a posição dos termos temos: Resistência é igual ao valor da tensão dividido pelo valor da corrente R=V/I Corrente é igual ao valor da tensão dividido pelo valor da resistência. I=V/R Exemplo de uso da Lei de Ohm: Um condutor possui 15 Ω de resistência. A este condutor é aplicado a tensão de 110V. Qual a corrente que circula pelo condutor: I=V/R I=110 / 15 I=7,33 A Resposta: A corrente que circula pelo condutor é de 7,33 Amperes.

4 Na prática, essa relação entre tensão, corrente e resistência produz alguns efeitos: Quanto mais fino o condutor, maior a resistência. Quanto maior a corrente que circula por um fio, maior a queda de tensão nele. Qualquer cabo elétrico possui uma certa resistência por metro. Mesmo sendo muito pequena, essa resistência provoca uma queda de tensão. Quanto mais longo for o cabo elétrico, maior será queda de tensão nele. Por exemplo, a tabela AWG para fios de cobre cita que o fio 21AWG tem a resistência de 41,46 Ω por Km. Se utilizarmos um fio com 100m para transportar uma corrente de 1,2 A teremos uma queda de tensão de 4,146 Ω x 1,2 A = 4,97 V. Ou seja, quase 5 volts de queda. Se a tensão transportada for de 12 V, teremos quase 50% de perda de tensão. Agora se a tensão fosse de 120V, a queda seria menos de 5%. Podemos minimizar a queda de tensão utilizando fios mais grossos ou mais fios. Note que nas fontes de PC vários fios da mesma cor são ligados juntos. Como a corrente consumida pela CPU é alta, se fosse um único fio haveria uma queda de tensão considerável, além do aquecimento gerado. Muitas vezes a potência a ser transmitida pelos cabos é tão alta que seria impossível usar cabos tão grossos. Neste caso, geralmente a tensão é elevada e a corrente reduzida, e com isso a perda nos fios é reduzida. É o caso da torres de transmissão de energia elétrica das usinas geradoras para os consumidores. A tensão obtida nas usinas chega a ser elevada para V (750Kv) e quando chega nas subestações é reduzida. Nos postes das cidades, em alguns cabos a tensão é de 13Kv e nos transformadores é reduzida para 220V e 110V. A energia elétrica é utilizada para produzir trabalhos. Esse trabalho pode ser, por exemplo, produzir calor, produzir movimento, produzir luz, etc.disso resulta a necessidade de poder medir o trabalho produzido pela corrente elétrica. É o que veremos em Potência Elétrica. Parte 4 -Corrente, Tensão, Resistência, Potência e Frequência. Potência Elétrica Potência Elétrica pode ser entendida como o trabalho realizado pela corrente elétrica. A unidade usada para medir potência é o Watts (W). Os múltiplos do Watt também são comumente usados. Assim temos o quilowatt (KW) que é correspondente a 1000W e o Megawatt ( MW) que corresponde a W. Em eletricidade a potência elétrica pode ser calculada através da formula: Potência é igual ao valor da Tensão multiplicada pela Corrente. P=V.I

5 Mudando a posição dos termos deduzimos que: Tensão é igual ao valor da tensão dividido pelo valor da corrente. V=P / I Corrente é igual ao valor da potência dividido pelo valor da tensão. I=P / V Exemplo de uso: Um chuveiro tem a potencia de 2200W e esta ligado a rede elétrica de 220V. Qual a corrente que vai consumida pelo chuveiro? I=P/V I=2200 / 220 I= 10A Resposta: A corrente que vai circular pela resistência do chuveiro é de 10 Ampéres. Uma lâmpada de automóvel usando 12 Volts e uma corrente de 5 Ampéres tem uma potencia de 60 Watts. Já uma lâmpada comum de 60W ligada a rede de 110 V consome 0,54 A. Um processador que realiza suas funções usando 1.2V de tensão e uma corrente de 50 amperes, por exemplo, utiliza 60 watts. Para medir a quantidade de energia que foi utilizada frequentemente utilizamos a unidade Watts por Hora (Wh) ou o quilowatt (KWh). Um microcomputador ligado a rede elétrica de 110V e que tem uma corrente de 1 ampere circulando nele tem a potencia de 110W. Se esse computador ficar ligado durante 10 horas, o consumo de energia será de 1100W (1,1 KWh). Se você reparar no medidor de consumo de energia elétrica da sua casa, verá que a unidade de consumo é o KWh. Lembre-se, a Watt é uma taxa enquanto o watt/hora mede a quantidade. Outro conceito importante é o de Eficiência. Pelo que vimos até agora, pode parecer que, por exemplo, uma lâmpada de 60W ilumine mais que uma lâmpada de 25W. Mas na realidade não é bem assim. Aqui entra o conceito de eficiência. Voltando ao exemplo citado, uma lâmpada incandescente de 60W pode iluminar menos que uma lâmpada fluorescente de 25W, porque as lâmpadas incandescentes são menos eficientes que as fluorescentes.

6 E mesmo entre duas lâmpadas incandescentes de 60W pode haver diferenças entre a quantidade de luz produzida, dependendo do grau de eficiência de cada uma delas. Podemos definir a eficiência como sendo percentual de transformar energia em trabalho. Uma fonte para PC com 90% de eficiência precisa de 334 watts da rede elétrica para fornecer 300 watts ao equipamento, enquanto uma fonte com 70% de eficiência precisaria de 429 watts para fornecer os mesmos 300 watts. Na maioria das vezes as perdas de potência ocorrem sob a forma de dissipação de calor. Como exemplo temos a lâmpada incandescente tem como principal fornecer luz, mas perde muita potência na forma de calor. Note que quando a corrente percorre um condutor sempre há produção de calor. A quantidade de calor depende de algumas características, como o tipo do material e a espessura.