O circuito elétrico é o conjunto de equipamentos que promove a passagem de corrente elétrica. Circuito elétrico é uma ligação de dispositivos, como geradores (V), resistores (R), capacitores (C), indutores (L), etc...
Feita por meio de um condutor, que permite a passagem de correntes elétricas (I) pelos elementos do circuito, neste circuito estão relacionados diversas grandezas elétrica que são dependente uma das outras.
Cálculos em eletricidade: Tensão, Corrente, Potência e Resistência
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O conceito de eletricidade é abrangente, mas podemos compreendê-lo como todos os efeitos que as cargas elétricas produzem sobre a matéria. A eletricidade é comumente associada à corrente elétrica, uma movimentação de cargas que é estabelecida quando algum corpo é submetido a uma diferença de potencial elétrico, já definido acima.
A fim de calcularmos a potência elétrica dissipada em um resistor podemos aplicar diferentes equações, além da equação que nos fornece a potência nos dispositivos elétricos (P = V x I). Para descobrirmos quais são essas equações, vamos considerar a figura ao lado onde:
P – é a potência, que é dada em watt (W)
i – é a corrente elétrica, que é dada em ampère (A)
U – é a tensão, que é dada em volt (V)
R – é a resistência, que é dada em ohm (Ω).
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:
- R = V/I
- V = R x I
- I = V / R
Estas fórmulas dizem, então, que:
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.
Neste caso temos: I = 0,5 A e V = 110 V; queremos calcular R, para isso usamos a fórmula: R = V/I
R = 110 / 0,5; R = 220 Ω
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 temos: R = 50 Ω e I = 2 A; queremos calcular V, para isso usamos a fórmula: V = R x I
V = 50 x 2; V = 100 volts
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 temos: V = 220 V e R = 22 Ω; queremos calcular I: usamos a fórmula: I = V/R
I = 220/22; I = 10 ampères
A corrente circulante é de 10 ampères.
Para 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 e 3) 2,2 A.
Fórmulas de potências: 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):
- P = V x I
- P = V2/R
- P = R x I2
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.
Veja os exemplos abaixo.
4) 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 e I = 10 A;
Queremos calcular P, usamos a fórmula: P = V x I.
P = 220 x 10; P = 2.200 watts
A potência do chuveiro é de 2.200 watts.
5) 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 e V = 110 V;
Queremos calcular P, Usamos a fórmula: P = V2/R; fazemos então:
P = (110 x 110) / 220; P = 12.100 / 220; P = 55 watts
A potência da lâmpada é de 55 watts.
6) 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 e I = 0,2 A e queremos calcular P, Usamos a fórmula: P = R x I2;
P = 100 x (0,2)2; P = 100 x 0,2 x 0,2; P = 100 x 0,04; P = 4 watts
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: 4) 550 W; 5)100 W; 6) 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.
No link a seguir há exercícios de circuitos em corrente contínua simples, série, paralelo e misto; onde temos que realizar os cálculos de resistência para definir as tensões e correntes no circuito: 20_03_012_Circuito_Simples_Série_Paralelo_Misto.
No link a seguir há exercícios de circuitos em corrente alternada simples, série, paralelo e misto; onde temos que realizar os cálculos de resistência para definir as tensões e correntes no circuito: 23_01_001_Circuito_Simples_Série_Paralelo_Misto.
© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 20/01/2023
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