Potência Elétrica

Fisicamente podemos definir potência como sendo a energia consumida ou liberada em um intervalo de tempo.

Em eletricidade, diz-se que a energia de um Joule (1 J ), liberada ou consumida em um segundo ( 1 s) equivale a um watt. De fato, a potência elétrica, cujo símbolo é a letra P, é medida em Watt ( W ).

A Notação para potência é a seguinte:

                 P = 500 W

                                       onde:

                                       P = é a grandeza potência.

                                       500 = é o seu numérico.

                                       W = é a unidade ( Watt ).

Ainda do ponto de vista elétrico, sempre que um circuito fechado, onde existe uma tensão aplicada, tem uma corrente circulante, a potência "gasta" no circuito será diretamente proporcional ao produto da tensão pela corrente no circuito.

Matematicamente, a potência elétrica é definida da seguinte maneira:

                 P = U x I

                                        onde:

                                        P = Potência em Watts.

                                        U = Tensão em Volts.

                                        I = Corrente em Ampéres.

Exemplo:

Em um circuito alimentado por uma tensão de 220V, circula uma corrente de 35A. Qual a potência total do circuito?

Sendo: U = 220 V.

            I = 35 A.

P = U x I = 220 x 35 = 7700 W ou 7,7Kw

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Grandezas Físicas e Elétricas

Pode ser definido como grandeza, de um modo geral tudo aquilo que pode ser atribuído a uma certa quantidade e dessa forma tornar-se mensurável, ou seja, qualquer coisa que represente um valor ou uma quantidade definida em uma certa unidade de medição é uma grandeza. São exemplos de grandezas :

- Velocidade

- Aceleração

- Pressão

- Intensidade de luz

- Calor

E todas essas grandezas podem ser medidas e associadas a uma unidade, por exemplo :

- A velocidade é medida em metros por segundo (m/s).

- A aceleração é medida em metros por segundo ao quadrado (m/s²).

- A pressão pode ser medida, por exemplo, em milímetros de mercúrio (mmHg).

São esses apenas alguns exemplos de uma infinidade de grandezas que existem. Passaremos agora a discutir com ênfase uma série de grandezas que fazem parte do rol das grandezas elétricas fundamentais.

Muitas vezes uma grandeza assume valores muito grandes ou muito pequenos, tornando inviável a sua representação na unidade corrente. Dessa maneira, existem alguns "multiplicadores " que ajudam a representar os valores das grandezas de forma mais "agradável". Vejamos alguns múltiplos e submúltiplos fundamentais em eletrônica :

Unidades Básicas de Eletrônica

Símbolo	Unidade
A	Ampère (unidade de corrente)
V	Volt (unidade e tensão)
W	Watt (unidade de potência)
Ohm	Ohm (unidade de resistência)
H	Henry (unidade de indutância)
F	Farad (unidade de capacitância)
Hz	Hertz (unidade de frequência)

Prefixos para indicar frações ou múltiplos de unidades

Símbolo	Fração/Múltiplo	Modo de Escrever
p	pico (1 trilionésimo 10E-12)	0,000000000001
n	nano (1 bilionésimo 10E-9)	0,000000001
µ	micro (1 milionésimo 10E-6)	0,000001
m	mili (1 milésimo 10E-3)	0,001
K	Kilo (1 milhar 10E3)	1.000
M	Mega (1 milhão 10E6)	1.000.000
G	Giga (1 bilhão 10E9)	1.000.000.000
T	Tera (1 trilhão 10E12)	1.000.000.000.000

Exemplos:

0,002 V = 2 mV

1000 g = 1Kg

1,5 Km = 1500M

1500ml = 1,5L

Lembrando que quando medimos armazenamento de dados utilizamos múltiplos e divisores de 1024.

Exemplos :

1MB = 1024 KB
1KB = 0,0009765625 MB

1GB = 1.048.576 KB

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Histórico da Eletrônica

As primeiras observações a respeito da eletricidade remontam da Grécia antiga, quando o filósofo Tales de Mileto (640 - 546 a.C) observou que o âmbar atritado era capaz de atrair pequenos objetos (era a carga elétrica estática).

Mas teoria da eletricidade começou a fundamentar-se, de fato, ao que tudo indica, com as teorias de Benjamin Franklin (1706 - 1790). Ele considerava a eletricidade como um fluxo invisível que "escoava" de um corpo a outro. Se esse fluxo ocorresse de um corpo com mais "fluido" para um corpo com menos "fluido", dizia-se que os corpos eram positivos e negativos respectivamente. Charles Coulomb aperfeiçoou os conceitos sobre cargas elétricas em meados do século XVIII.

O século XIX testemunhou uma rápida expansão sobre o conhecimento da eletricidade e do magnetismo, culminando com as grandes experiências de Michael Farady (1791 - 1867) e James Clark Maxwell.

Para efeitos de alocação histórica, a idade da Eletrônica  teve início em 1837 com a invenção do telégrafo por Samuel Morse nos EUA. Em 1888, Heirich Hertz nota o fenômeno de produção de corrente alternada de alta frequência que denominou ondas eletromagnéticas, mais tarde, ondas Hertzianas. Na mesma época o pesquisador francês Edouard Branly inventou um dispositivo denominado coesor, capaz  de detectar as ondas Hertzianas.

Em 1896, Guglielmo Marconi, um cientista italiano,  usando um transmissor de centelha usado por Hertz agora acoplado a uma antena transmitiu ondas eletromagnéticas a uma distância de 3600 m  cuja detecção foi feita empregando-se de um dispositivo coesor.

Na primeira metade deste século, Georg Simon Ohm desenvolveu a lei de Ohm, relacionado os conceitos de proporção entre corrente e tensão. Nesse mesmo período Gustav Robert Kirchoff desenvolveu as chamadas " Leis de Kirchoff".

Em 1897, o físico inglês J. J. Thomson descobriu o elétron e determinou que sua carga era negativa.

Em, 1906 nos EUA, H. A. Dundwoody e G.H.Pickard trabalhando simultaneamente na obtenção de um detector de ondas eletromagnéticas mais eficientes, descobriram a propriedade que certos cristais, como a galena, tinham em detectar as ondas Hertzianas desenvolvendo o famoso receptor conhecido como radio galena.

Em 1909, o físico americano Robert Millikan descobriu que a carga elétrica podia ser quantificada.

Assim os conceitos em eletricidade e suas teorias foram sendo desenvolvidas até que, finalmente em 1949 , John Barbeen, Walter Bratain e Willian Shokley, todos da Bell Telephone Laboratories iniciaram uma revolução na eletrônica, com a invenção do transístor.

Da invenção do transistor até os dias de hoje a eletrônica têm tomado cada vez mais e com maior intensidade todas as áreas, revolucionando o modo de vida contemporâneo.

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Tensão Elétrica

Tensão elétrica também conhecida como diferença de potencial(DDP) ou voltagem, é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos ou a diferença em energia elétrica potencial por unidade de carga elétrica entre dois pontos. Sua unidade de medida é o volt - homenagem ao físico italiano Alessandro Volta - ou em Joules por Coulomb. A diferença de potencial é igual ao trabalho que deve ser feito, por unidade de carga contra um campo elétrico para se movimentar uma carga qualquer. Uma diferença de potencial pode representar tanto uma fonte de energia(força eletromotriz), quanto pode representar energia "perdida" ou armazenada (queda de tensão). Um voltímetro pode ser utilizado para se medir a DDP entre dois pontos em um sistema, sendo que usualmente um ponto referencial comum é a terra. A tensão elétrica pode ser causada por campos elétricos estáticos, por uma corrente elétrica sob a ação de um campo magnético, por campo magnético variante ou uma combinação de todo os três.
Exemplos de geradores de tensão:

Usinas hidrelétricas

Baterias

Pilhas

Logo a seguir, temos um exemplo de um circuito elétrico, com um gerador e um consumidor.

No exemplo acima, o gerador, que é a pilha, libera uma partícula eletrizada, esta percorre o condutor e faz acender a lampada, depois essa partícula continua seu percurso até retornar à pilha.
Com isso, pode-se concluir que a tensão elétrica é a quantidade de energia que um gerador fornece pra movimentar uma carga elétrica durante um condutor.
Como já foi dito, a tensão elétrica é a quantidade de energia gerada para movimentar uma carga, portanto, o gerador necessita liberar energia elétrica para movimentar uma carga eletrizada.

A formula para calcular a tensão a partir desse conceito é:

Onde:
U= Tensão elétrica
Eel= Energia elétrica
Q= Quantidade de carga eletrizada

Outra fórmula para calcular a tensão elétrica é a partir da energia elétrica utilizada e quantidade de carga:
V = J / C
Onde:
J= Joule
C= Coulomb
A unidade de tensão será dada em J/C

Também é possível calcular a tensão elétrica de um circuito tendo as grandezas de corrente e resistência:
V= I.R
Onde:
V= tensão elétrica
I= corrente elétrica
R= resistência elétrica

Se analisarmos mais profundamente para calcular a tensão, poderemos calcular também através da potência elétrica:
V= P/I
Onde:
P= potência elétrica
I= corrente elétrica

Todos esses cálculos são para tensões continuas( tensões que não mudam de polaridade de acordo com o tempo), para calcular tensões alternadas(tensões que mudam a polaridade de acordo com o tempo), é necessário ter noções de números complexos, visto que todas variáveis são complexas.

Formula para cálculo de tensão alternada:
v(t)=V.sin(2∏ft.Φv)

Onde:
v(t)= função tensão no tempo
V= tensão de pico
Sin=seno
F=frequência
T=tempo
Φ= ângulo de fase

Esse cálculo é para casos de tensão em função do tempo, entretanto, a tensão que é medida na sua tomada, é um valor eficaz, que é o valor quadrático médio desse sinal.

Vef= Vp/√2

O que é certo se falar, tensão ou voltagem?

Muitos falam voltagem, mas isso é errado, o certo a ser falado é tensão. As pessoas usam muito o termo “voltagem” em decorrência ao cientista que descobriu a tensão elétrica, Alessandro Volta.

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Corrente Elétrica

A corrente elétrica é um fluxo de elétrons que circula por um condutor quando entre suas extremidades houver uma diferença de potencial. Esta diferença de potencial chama-se tensão. A facilidade ou dificuldade com que a corrente elétrica atravessa um condutor é conhecida como resistência. Esses três conceitos: corrente, tensão e resistência estão relacionadas entre si, de tal maneira que, conhecendo dois deles, pode-se calcular o terceiro através da Lei de Ohm

Os elétrons e a corrente elétrica não são visíveis, mas podemos comprovar sua existência conectando, por exemplo, uma lâmpada a uma bateria. Entre os terminais do filamento da lâmpada existe uma diferença de potencial causada pela bateria, logo, circulará uma corrente elétrica pela lâmpada e, portanto ela irá brilhar.

A relação existente entre a corrente, a tensão e a resistência denomina-se Lei de Ohm: Para que circule uma corrente de 1A em uma resistência de 1 Ohm, há de se aplicar uma tensão em suas extremidades de 1V (V=R.I). O conhecimento desta lei e o saber como aplicá-la são os primeiros passos para entrar no mundo da eletricidade e da eletrônica.

Antes de se começar a realizar cálculos, temos que conhecer as unidades de medida. A tensão é medida em Volts (V), a corrente é medida em Amperes (A) e a resistência em Ohms (ohm).

Conceito

A corrente elétrica consiste no movimento ordenado de cargas elétricas, através de um condutor elétrico. A corrente elétrica é definida como corrente elétrica real (sentido do movimento dos elétrons) e corrente elétrica convencional (consiste no movimento de cargas positivas).

Condutor é todo material que permite a mobilidade fácil dos elétrons, sendo os melhores condutores os metais. Quando o material não permite essa mobilidade dos elétrons, ele é dito isolante, por exemplo, madeira.

Há dois tipos de corrente elétrica: corrente contínua - gerada por pilhas e baterias e corrente alternada - gerada por usinas que transformam qualquer tipo de energia em elétrica, a qual chega até nossas casas. A corrente elétrica que circula através dos resistores, pode transformar energia elétrica em energia térmica, sob efeito joule.

Corrente Alternada

Corrente Continua

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