Ampères, volts, watts e ohms são conceitos-chave em sistemas elétricos. Embora possa parecer complexo, você não precisa de um diploma de engenharia para entender a eletricidade. A eletricidade flui como água através de uma mangueira: os elétrons se movem através de um condutor, normalmente um fio. Para esclarecer esses conceitos, usaremos a analogia da água e da mangueira para explicar cada um deles individualmente.
O que são amplificadores?
O ampere (amp) mede a corrente elétrica, a taxa na qual os elétrons fluem através de um condutor, representada por “EU” em equações. A unidade leva o nome do físico francês André-Marie Ampère, pioneiro do eletromagnetismo.
Numa analogia com a água, a corrente elétrica corresponde à vazão da água através de uma mangueira.
Dentro do painel de serviço ou caixa do disjuntor da sua casa, você encontrará disjuntores rotulados como 15, 20 e 30 amperes. Amperagem mais alta permite que mais eletricidade flua. Aparelhos grandes, como condicionadores de ar, conectam-se a circuitos de 30 A, enquanto a maioria das tomadas usa circuitos de 20 ou 15 A. A operação de muitos aparelhos no mesmo circuito desarmará o disjuntor, cortando a energia para evitar superaquecimento.
O que são volts?
Volts, representado por “V,” mede o potencial elétrico que impulsiona a eletricidade através de um sistema. Eles refletem a velocidade dos elétrons que se movem através de um circuito e são medidos em volts. olts têm o nome do físico italiano Alessandro Volta.
Numa analogia com a água, a voltagem é como a pressão da água, que move a água através de uma mangueira, semelhante à forma como empurra os elétrons através de um condutor.
Nos Estados Unidos, a energia elétrica é entregue às residências em duas tensões: 120 volts e 240 volts. Aparelhos grandes, como condicionadores de ar e fogões elétricos, usam 240 volts, enquanto dispositivos menores, como lâmpadas e carregadores de celular, operam a 120 volts.
O que são Ohms?
Nomeados em homenagem ao físico e matemático alemão Georg Simon Ohm, os ohms medem a resistência elétrica em um condutor e são representados por “R” em equações. A resistência retarda o fluxo de elétrons.
Numa analogia com a água, equivale ao diâmetro da mangueira. Uma mangueira larga oferece pouca resistência e permite um fluxo rápido de água. Da mesma forma, condutores com baixa resistência, como o fio de cobre, permitem fácil fluxo de elétrons.
O que são Watts?
A potência é a unidade de eletricidade mais familiar, medindo a energia que um dispositivo elétrico consome em watts, representado por “P” em equações. Watts recebeu o nome de James Watt, o engenheiro escocês que popularizou a máquina a vapor.
Usando uma analogia com a água, a potência pode ser aumentada aumentando o fluxo ou a pressão da água. Da mesma forma, em um sistema elétrico, você pode aumentar a potência aumentando a corrente ou a tensão.
Para calcular a potência, multiplique a tensão (V) pela amperagem (A): V x A = W. Maior movimento de elétrons e maior volume do circuito resultam em maior potência. Por exemplo, ligar um aspirador consome 400 a 900 watts, enquanto tocar a campainha requer apenas 2 a 4 watts.
Tensão, Corrente, Resistência
Lei de Ohm relaciona tensão, corrente e resistência por meio da equação V = I x R (onde V é a tensão em volts, I é a corrente em amperes e R é a resistência em ohms). Aumentar a tensão enquanto mantém a resistência constante faz com que a corrente aumente.
Usando uma analogia com a mangueira: aumentar a pressão permite que mais água flua. Por outro lado, se a resistência aumentar enquanto a tensão permanecer constante, a corrente diminuirá. Isto é semelhante a apertar uma mangueira; um diâmetro reduzido resulta em menor produção de água.
Eficiência Elétrica
Em um sistema elétrico, o aumento da corrente ou tensão aumenta a potência.
Por exemplo, uma lâmpada de 6 volts conectada a uma bateria de 6 volts produz 100 watts. Usando a fórmula I = P/V, a corrente necessária é: I = 100 W / 6 V = 16,67 amperes. Se você usar uma bateria e lâmpada de 12 volts: I = 100 W / 12 V = 8,33 amperes. Esta configuração atinge a mesma potência com metade da corrente, reduzindo as perdas de cobre nos fios, uma vez que a resistência consome mais energia à medida que a corrente aumenta.
A relação é expressa como P = I²R, indicando que maior resistência ou aumento de corrente levam a maior perda de potência nos fios. Usar tensões mais altas é, portanto, mais eficiente para sistemas elétricos, melhorando também a eficiência do motor elétrico.
Na década de 1990, esse conceito levou as montadoras a considerarem a mudança dos sistemas tradicionais de 12 volts para sistemas de alta tensão (42 volts) para melhor eficiência da fiação devido ao aumento das comodidades elétricas nos carros. No entanto, os fabricantes optaram por esta mudança porque melhoraram a eficiência usando tecnologia digital em tensões mais baixas. Os veículos híbridos e totalmente elétricos atuais normalmente operam entre 450 e 650 volts para motores potentes, mantendo soluções de fiação eficientes.
