Elétrica básica aplicada a iluminação: entenda as grandezas elétricas básicas

Você fica perdido na hora de olhar a parte elétrica de uma planta?

Neste post reunimos um glossário completo sobre conceitos básicos da elétrica aplicados a iluminação, a diferença entre corrente continua e alternada e as características que uma planta completa de iluminação deve ter na legenda.

Vamos começar pelas grandezas elétricas básicas.

A importância do estudo da elétrica

 

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grandezas elétricas básicas: corrente elétrica

A eletricidade está presente em muitas atividades do nosso dia a dia como, por exemplo, na iluminação, no aparelho de televisão, nos aparelhos de rádio, nos aparelhos de telefone, ou a geladeira que usamos para resfriar e manter os alimentos conservado.

Não podemos esquecer também que ela alimenta o nosso computador, hoje tão presente e importante na realização de inúmeras tarefas, as quais sem eletricidade não poderíamos realizar.

A eletricidade tem importância não só para o nosso bem-estar e lazer, mas também para o desenvolvimento das nossas atividades do dia a dia.

O estudo sobre a elétrica básica aborda questões como o movimento da corrente elétrica através das diversas partes de um circuito, como impulsionam e de que modo a energia é convertida em calor, movimento ou luz. E hoje vamos conhecer um pouco mais sobre essa fonte de energia e como ela é aplicada a iluminação. Você já conhece as grandezas elétricas básicas?

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Conceitos Básicos de Elétrica – as grandezas elétricas básicas

 

As grandezas fundamentais em eletricidade são a tensão elétrica, a corrente elétrica, a resistência elétrica e a potência elétrica. Essas grandezas sempre estão presentes em qualquer circuito elétrico e não podem ser dissociadas.

Veja também os conceitos luminotécnicos básicos.

Potência Elétrica – Watt/Watts – W

 

Você já deve ter ouvido muitas propagandas sobre produtos eletrônicos nas quais é destacada a potência desses equipamentos. Bons exemplos são os aparelhos de som, os chuveiros e lavadoras que sempre apresentam em destaque sua potência de trabalho.

Esses aparelhos necessitam de energia elétrica para funcionar e, ao receberem essa energia elétrica, transformam-na em outra forma de energia. No caso do chuveiro, por exemplo, a energia elétrica é transformada em energia térmica, nas lâmpadas a energia é transformada em luz, e assim por diante.

Quanto mais energia for transformada em um menor intervalo de tempo, maior será a potência do aparelho. Dessa forma temos que a potência elétrica é a razão entre a energia elétrica transformada e o intervalo de tempo dessa transformação.

Na utilização de uma lâmpada você pode observar que ele esquenta durante seu funcionamento. Esse aquecimento é chamado de efeito Joule e ocorre por causa das colisões entre os elétrons. A energia que é drenada nesse aquecimento é chamada de energia dissipada.

Tire todas as suas dúvidas sobre lâmpadas:

Potência ativa e potência reativa

 

A potência é o produto da tensão pela corrente. Sua unidade de medida é o volt-ampère (VA) e a grandeza é representada pela letra P. Essa potência é também chamada de potência aparente.

A potência aparente é composta por duas parcelas: a potência ativa e a potência reativa. Pode-se fazer uma analogia das potências com um copo de cerveja onde a parte líquida representa a potência ativa, ou seja, é aquela efetivamente consumida, e a espuma representa a potência reativa, parte necessária para manter a temperatura da parte líquida.

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grandezas elétricas básicas: potência ativa e reativa

A potência ativa é aquela efetivamente transformada em potência mecânica, potência térmica e potência luminosa. Sua unidade de medida é o watt (W).

A soma entre potência ativa e reativa gera a potência aparente, medida em kilovolt amperes (VA), também chamada fator de potência ou energia total. É esta medida que pode indicar se a energia consumida é o suficiente para um ou outro abastecimento elétrico, assim como apontar onde há a necessidade de melhoria no fornecimento.

Tensão Elétrica – Volt/Volts – V

 

A tensão elétrica é a diferença do potencial elétrico gerada entre dois pontos quaisquer. Essa diferença é responsável por colocar em movimento ordenado as cargas elétricas livres do meio condutor.

O conceito de tensão elétrica pode ser exemplificado fazendo analogia com um reservatório de água. O reservatório de água encontra-se em um ponto muito mais alto do que o ponto onde está o homem. Quanto mais alto estiver o reservatório, maior será a força com a qual a água irá fluir em direção ao homem.

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grandezas elétricas básicas: tensão elétrica caixa d’água

O potencial elétrico funciona do mesmo modo. O reservatório seria o ponto onde haveria a maior concentração de elétrons, e o ponto onde o homem está seria onde há menor concentração de elétrons. Quanto maior for essa diferença de elétrons entre os dois pontos, maior será a diferença da potência.

A tensão equivale à espessura do cano ou corrente. Ao aumentar a tensão (ou seja, alargar o cano) você pode fazer com que mais energia flua mantendo a mesma corrente e vice-versa. A tensão e a corrente podem ser usadas para calcular o consumo máximo de diferentes dispositivos quando ele não for informado.

Por exemplo, usar a tensão nominal 220V permite que os fios que vão transportar a energia pela residência sejam de calibre menor, isto é, mais finos do que os usados para 127V,110V e 12V.

A unidade de tensão elétrica é o volt (V) e a grandeza é representada pela letra V, em maiúsculo, para sinais contínuos e v, em minúsculo, para sinais alternados.

Corrente Elétrica – Ampere/Amperes – A

 

Continuando com a analogia do reservatório de água, podemos comparar a corrente elétrica com o fluxo de água que flui de um ponto ao outro. A corrente elétrica é o fluxo ordenado de elétrons em um meio que surge a partir de uma diferença de potencial elétrico.

A intensidade da corrente elétrica depende diretamente do número de elétrons que passam por uma unidade de tempo através de uma região do condutor.

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grandezas elétricas básicas: corrente elétrica

Nos metais existe grande quantidade de elétrons livres em movimento desordenado. Quando se cria no interior de um movimento no corpo metálico, esses movimentos passam a ser ordenados no sentido oposto ao do campo elétrico, constituindo a Corrente Elétrica.

A unidade de corrente elétrica é o ampère (A) e a grandeza é representada pela letra I, em maiúsculo, para sinais contínuos e i, em minúsculo, para sinais alternados.

Corrente Contínua e Alternada

 

O conceito de sinal envolve a observação e a medida de um fenômeno físico com o passar do tempo. Qualquer registro que se utilize de números pode facilmente se tornar um sinal, como exemplo o desempenho de uma máquina, a gravação de um som, a captura de uma imagem, entre outros.

Um sinal é contínuo se seu valor e polaridade (positiva ou negativa) não variam no tempo, ou seja, em qualquer momento em que você observar esse sinal, ele apresentará o mesmo valor e polaridade. Exemplo: a tensão de uma bateria.

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grandezas elétricas básicas – corrente contínua e alternada: a bateria tem sinal contínuo

Muitos equipamentos elétricos funcionam a partir de sinais contínuos, porém o sinal das tomadas residenciais é alternado. Para garantir seu funcionamento, os circuitos desses equipamentos utilizam componentes elétricos que convertem o sinal alternado em contínuo.

Quando a fonte de tensão que alimenta o circuito elétrico é contínua, dizemos que o circuito opera em corrente contínua (CC).

A principal desvantagem do sinal contínuo é que ele não pode ter seu nível elevado ou reduzido. Na transmissão de um sinal contínuo a longa distância, grande parte do sinal se perde durante o transporte (no condutor por efeito Joule) e não poderá ser recuperado.

Já um sinal alternado é aquele muda de polaridade periodicamente e varia sua intensidade no tempo. Exemplo: o sinal alternado da tomada residencial de 110 V.

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grandezas elétricas básicas – corrente contínua e alternada: tomada residencial tem sinal alternado

A forma de onda alternada mais importante é a senoidal porque as concessionárias de energia utilizam essa forma para transmitir a energia gerada para os consumidores. Outros exemplos de forma de sinal alternado são: quadrada, triangular e dente de serra.

A forma de onda senoidal é utilizada tanto para a geração quanto para a distribuição de energia elétrica porque permite que ela seja elevada ou reduzida por meio de transformador.

Quando o circuito é alimentado por uma fonte de sinal alternado, diz-se que ele está em corrente alternada (CA).

Os geradores de corrente alternada são construtivamente menos complexos que os geradores de corrente contínua. Isto é uma grande vantagem, pois reduz custos e cuidados com a manutenção.

Já fitas e luminárias de led utilizam corrente contínua DC, por isso são equipamentos que necessitam do uso de equipamentos periféricos para fazer a conversão da tensão de rede 127V ou 220V em 12V e alterar de corrente alternada (Ac) para corrente contínua (DC).

Corrente alternada e corrente contínua no Brasil: o que é melhor, 127V ou 220V?

 

O Brasil é um país com dimensões continentais, e durante seu processo histórico foram implantadas diversas usinas de energia. Quando era utilizado geradores americanos da GE o sistema era feito em 110V tensão utilizada nos EUA.

Já em regiões que eram usados geradores europeus foi estabelecida uma rede 220V. Somos o único país do mundo que utiliza dois tipos de corrente. Isso gera um problema enorme para indústria fazer uma padronização de equipamentos e para os brasileiros que provavelmente em algum momento da vida já queimou um equipamento 127V que por engano foi ligado em uma rede 220V.

De maneira bem simplista, podemos dizer que um cabo de 1mm pode conduzir 1.000W em 220V por até 50 metros. E o mesmo cabo de 1mm pode conduzir apenas 500W em 127V por até 50 metros. Até aí a rede 220V se mostra mais eficiente e econômica pois reduz material.

Contudo um sistema 220V necessita do dobro de isolação, mas todo material elétrico comercializado no Brasil o Inmetro já padroniza para que possa atender a tensão 220V. Logo o sistema 220V é superior ao 110V, e por isso é utilizado em instalações comerciais mesmo em locais onde o padrão é 127V e em equipamentos de alta potência.

Outro mito é que o choque em 220V é mais forte que em 127V. Isso é MITO, o que define a intensidade de um choque é a corrente o que significa ampères não volts. Logo um choque em 12V pode ser letal!

A especificação na planta

 

Agora que estão todos os conceitos ilustrados, recomendados especificar na legenda a potência em watts e a tensão em volts. Mesmo equipamentos que são bivolt indique que é bivolt na legenda para não gerar dúvidas. A corrente não é necessária ser indicada, isso é calculado por circuito no projeto elétrico que deve ser feito posterior e ter como base um projeto de iluminação bem detalhado.

Esses são alguns conceitos básicos elétrica aplicada a iluminação. Para saber mais sobre conceitos luminotécnicos conheça o curso de iluminação a distância gratuito da Ilunato.

Aproveite e aplique seu conhecimento sobre as grandezas elétricas básicas para criar o projeto de iluminação de seus ambientes:

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