Cálculos simples de eletricidade (EL070)

No trabalho de instalação elétrica, seja ela amadora ou profissional, surge com certa frequência a necessidade de se realizar alguns cálculos. Estes cálculos envolvem quatro grandezas elétricas básicas, que são definidas a seguir:

a) Corrente elétrica:

A corrente elétrica é o “fluxo” de eletricidade, representando a quantidade de eletricidade que passa num fio. A corrente elétrica é medida numa unidade denominada ampère, que é abreviada por A. Nas fórmulas, a indicação da grandeza corrente é feita com a letra I. Não confundir a representação da corrente (I) com sua unidade (A).

b) Tensão elétrica:

A tensão elétrica é a “pressão” da eletricidade no fio sendo, portanto, responsável pela corrente. Só há corrente se houver também tensão. A corrente é medida em volts, cuja abreviação é V. A tensão também é representada nas fórmulas pela letra V e eventualmente pela letra U.

c) Resistência elétrica:

A resistência elétrica é a oposição que um corpo oferece à passagem da corrente. Veja que esta resistência corresponde à dificuldade que a corrente encontra em passar por um corpo. A unidade de resistência é o ohm, que é abreviado por ? que é a letra grega ômega. Nas fórmulas a resistência é representada pela letra R.

(1) Potência:

A potência representa a quantidade de energia que um circuito recebe ou produz em cada segundo. Esta energia é medida em watts que é abreviado pela letra W. Nas fórmulas a potência é representada pela letra P.

Começaremos pelas fórmulas de resistências:

Resistência, tensão e corrente, são relacionadas por três fórmulas, que correspondem à “Lei de Ohm”. Na verdade, a relação existente entre as três grandezas é uma só, e as duas fórmulas seguintes são consequência da primeira:

Estas fórmulas dizem, então, que:

Para calcular a resistência de um circuito, dividimos a tensão aplicada neste circuito pela corrente que nele circula.

Para calcular a tensão num circuito, multiplicamos a sua resistência pela corrente que nele passa.

Para calcular a corrente num circuito, dividimos a tensão nela aplicada pela sua resistência.

Exemplos:

1) Qual é a resistência de uma lâmpada que deixa passar uma corrente de 0,5 A, quando ligada na rede de 110 V?

Neste caso:

Queremos calcular R:

Usamos a fórmula: R = V/I

Temos então:

A resistência da lâmpada é, portanto, de 220 Ω.

2) Que tensão devemos aplicar numa resistência de 50 Ω para que passe uma corrente de 2 A?

Neste caso:

R = 50 Ω

I = 2 A

Queremos calcular V:

Usamos a fórmula:

A tensão aplicada deve ser de 100 V.

3) Qual é a corrente que passa numa resistência de chuveiro de 22 Ω quando ligamos na rede de 220 V?

Neste caso:

V = 220 V

R = 22 Ω

Queremos calcular I:

Usamos a fórmula: I = V/R

A corrente circulante é de 10 ampères.

O leitor deve ter cuidado para não confundir as unidades nestes cálculos.

Para o leitor resolver sozinho:

1) Qual é a resistência de um pedaço de fio que ao ser ligado numa rede de energia que estabelece uma tensão de 110 V é percorrido por uma corrente de 5 A?

2) Que tensão devemos aplicar numa resistência de 50 Ω para que circule uma corrente de 0,1A?

3) Qual é a corrente que passa numa lâmpada de resistência 100 Ω, quando a ligamos na rede de 220 V?

Respostas:

1) 22 Ω 

2) 5 V

3) 2,2 A.

Outra série de fórmulas importantes são as que relacionam a potência, a resistência, a corrente e a tensão. A. relação é denominada “Lei de Joule”.

Temos então, as seguintes fórmulas (todas decorrentes de uma mesma relação):

Estas fórmulas nos dizem que:

Para calcular a potência quando temos a tensão e a corrente num circuito, basta multiplicar um pelo outro, ou seja, tensão x corrente.

Quando temos a tensão e a resistência, e queremos calcular a potência, devemos, em primeiro lugar, elevar a tensão ao quadrado, ou seja, fazer tensão x tensão, e o resultado desta operação devemos dividir pela resistência.

Quando temos a resistência e a corrente para calcular a potência, devemos em primeiro lugar, elevar a corrente ao quadrado e o resultado multiplicar pela resistência.

Exemplos:

Qual é a potência de um chuveiro, que ligado na rede de 220 V, funciona com uma corrente de 10 A?

Neste caso:

V = 220 V

I = 10 A

Queremos calcular P:

Usamos a fórmula: P = V x I

A potência do chuveiro é de 2.200 watts.

2) Que potência tem uma lâmpada em que filamento tem uma resistência de 220 Ω, e que é usada na rede de 110 V?

Neste caso temos:

R = 220 Ω

V = 110 V

Queremos calcular P:

Usamos a fórmula:

Fazemos então:

A potência da lâmpada é de 55 watts.

3) Qual é a potência exigida por um aparelho que tem uma resistência de 100 Ω e que opera com uma corrente de 0,2 A?

Neste caso temos:

R = 100 Ω

I = 0,2 A

Queremos calcular P:

Usamos a fórmula:

A potência é de 4 watts.

Para o leitor resolver sozinho:

1) Que potência consome um ferro elétrico que trabalha na rede de 110 V e que exige uma corrente de 5 A?

2) Qual é a potência de uma lâmpada cujo filamento tem uma resistência de 100 Ω e que trabalha com tensão de 100 V?

3) Qual é a potência de um ferro de passar roupa cuja resistência é de 55 Ω, e que trabalha na rede de 110 V?

Respostas:

1) 550 W;

2)100 W;

3) 220 W.

Lembramos que, para calcular o consumo de um aparelho em quilowatts hora, além de calcular sua potência em watts, devemos convertê-la em quilowatts (dividindo por 1.000 o valor encontrado) e depois multiplicar pelo tempo em horas que ele fica ligado.

Revisado 2017