Para entender a eletricidade, é preciso primeiro analisar o Princípio da Atração e Repulsão. Vamos pensar numa célula qualquer, composta em sua estrutura molecular de um núcleo com prótons e nêutrons e de uma órbita povoada de elétrons livres. Por convenção, se estabeleceu que os prótons teriam cargas elétricas positivas, enquanto os elétrons possuiriam cargas negativas e os nêutrons, como indica o nome, não teriam nem carga elétrica positiva nem negativa, seriam neutros.
De acordo com o princípio mencionado, cargas elétricas de mesmo sinal se repelem. Já cargas com sinais diferentes - positivas com negativas - se atraem. O fenômeno pode ser verificado na relação entre dois ímãs: um lado de um dos ímãs só pode se grudar a um dos lados do outro. São lados com cargas opostas que se unem. Lados carregados de cargas iguais se rejeitam.
O fenômeno de atração e repulsão entre materiais eletricamente carregados acontece de maneira desordenada na natureza. É quando o fenômeno passa a ser direcionado - por meio de um condutor, por exemplo - que se tem uma corrente elétrica. Condutores são materiais que permitem a passagem da eletricidade, como o ferro, o cobre e a água. Nesse sentido, são opostos aos isolantes, como a borracha, o plástico e a madeira, que não deixam passar a corrente elétrica.
Assim como se pode ordenar o movimento das cargas elétricas em um condutor, também é possível criar um circuito elétrico que atenda às nossas necessidades. Para isso, é usada a Lei de Ohms, segundo a qual a corrente elétrica que passar por um condutor será igual à razão da tensão de alimentação pela resistência encontrada no condutor e pela carga alimentada.
A Lei de Ohms pode ser resumida na fórmula I = V / R, onde:
I - é a corrente que passará pelo condutor. É medida em Ampér, unidade representada pela letra A
V - é a tensão que alimenta o circuito elétrico e que está disponível na tomada de casa. É medida em Volt, unidade representada pela letra V
R - é a resistência elétrica oferecida pelo condutor e pela carga ali alimentada. É medida em Ohm, unidade representado pela letra grega ômega, Ω
Agora, vamos comparar com a eletricidade da nossa casa. Nas residências, a corrente elétrica está disponível nas tomadas a 110 ou 220 Volts. Os fios condutores podem ter 1,5 ou 2,5 ou mesmo 4 mm, entre outras bitolas ou grossuras, com resistências elétricas em Ohms. Na caixa do padrão de energia e no quadro de luz, há disjuntores prontos a desarmar se algo der errado. Esses disjuntores são de 10, 15, 20, 25, 30 Ampéres, ou ainda de amperagem maior.Vamos fazer uma comparação para tentarmos entender:>
Assim, se voltarmos à Lei de Ohms, I = V / R, constatamos que a tensão da tomada da nossa casa será sempre de 110 ou 220 Volts.
Potência
Agora que já temos uma noção do que são corrente, tensão e resistência elétrica, vamos falar de outra grandeza, a da potência de cargas ou aparelhos elétricos, que também são de grande importância para entendermos de eletricidade. Potência é a quantidade de força que cada aparelho e equipamento elétrico tem em funcionamento. É medida em Watt, unidade representada pela letra W.
Maior potência significa maior força. Uma lâmpada incandescente de 100 Watts ilumina mais que uma de 60 Watts, que por sua vez ilumina mais que uma de 40 Watts. Da mesma forma, ao menos em teoria, quanto maior a potência de um aparelho maior será sua força em funcionamento.
Em casa, temos aparelhos de diferentes potências:
Mesmo desligado, um aparelho elétrico possui a potência que deveria ter em funcionamento, embora sem consumir energia elétrica. A partir do momento em que ele é posto para funcionar, no entanto, passa a fazer uso dessa potência, consumindo a energia exigida pela potência - quanto maior a potência, maior a energia requerida - e pelo tempo de operação.
Também existe uma fórmula para calcular a potência de um aparelho elétrico. Ela pode é resultado da multiplicação da tensão pela corrente elétrica. Em resumo, P = V x I, onde P é a potência em Watts, V é a tensão em Volts e I é a corrente em Ampér. É por isso que quanto maior a potência de um aparelho elétrico maior será a corrente elétrica necessária para fazê-lo funcionar.
Vamos traduzir em exemplos. Se a geladeira da sua casa tem 90 Watts de potência e o ferro de passar roupa tem 1.000 Watts e a tensão elétrica disponível nas tomadas é de 110 Volts, qual a energia consumida por cada um?Agora, vamos comparar com a eletricidade da nossa casa. Nas residências, a corrente elétrica está disponível nas tomadas a 110 ou 220 Volts. Os fios condutores podem ter 1,5 ou 2,5 ou mesmo 4 mm, entre outras bitolas ou grossuras, com resistências elétricas em Ohms. Na caixa do padrão de energia e no quadro de luz, há disjuntores prontos a desarmar se algo der errado. Esses disjuntores são de 10, 15, 20, 25, 30 Ampéres, ou ainda de amperagem maior.Vamos fazer uma comparação para tentarmos entender:>
Assim, se voltarmos à Lei de Ohms, I = V / R, constatamos que a tensão da tomada da nossa casa será sempre de 110 ou 220 Volts.
Potência
Agora que já temos uma noção do que são corrente, tensão e resistência elétrica, vamos falar de outra grandeza, a da potência de cargas ou aparelhos elétricos, que também são de grande importância para entendermos de eletricidade. Potência é a quantidade de força que cada aparelho e equipamento elétrico tem em funcionamento. É medida em Watt, unidade representada pela letra W.
Maior potência significa maior força. Uma lâmpada incandescente de 100 Watts ilumina mais que uma de 60 Watts, que por sua vez ilumina mais que uma de 40 Watts. Da mesma forma, ao menos em teoria, quanto maior a potência de um aparelho maior será sua força em funcionamento.
Em casa, temos aparelhos de diferentes potências:
Mesmo desligado, um aparelho elétrico possui a potência que deveria ter em funcionamento, embora sem consumir energia elétrica. A partir do momento em que ele é posto para funcionar, no entanto, passa a fazer uso dessa potência, consumindo a energia exigida pela potência - quanto maior a potência, maior a energia requerida - e pelo tempo de operação.
Também existe uma fórmula para calcular a potência de um aparelho elétrico. Ela pode é resultado da multiplicação da tensão pela corrente elétrica. Em resumo, P = V x I, onde P é a potência em Watts, V é a tensão em Volts e I é a corrente em Ampér. É por isso que quanto maior a potência de um aparelho elétrico maior será a corrente elétrica necessária para fazê-lo funcionar.
Vamos traduzir em exemplos. Se a geladeira da sua casa tem 90 Watts de potência e o ferro de passar roupa tem 1.000 Watts e a tensão elétrica disponível nas tomadas é de 110 Volts, qual a energia consumida por cada um?
Geladeira
90 = 110 x I
I = 90 / 110
I = 0,82 Ampér
Ferro de passar Roupa
1.000 = 110 x I
I = 1.000 / 110
I = 9,09 Ampér
Como a potência do ferro é cerca de dez vezes maior que a da geladeira, a corrente necessária para que ele opere também será quase dez vezes maior que a corrente consumida pelo refrigerador.
Tipos de fornecimento
1. Monofásico - É o mais comum nas residências e pequenos comércios. Faz uso do padrão de energia alimentado por dois fios saídos do poste da rua. Um deles é o neutro, sem tensão, e o outro é a fase de 110 Volts. Esse tipo, portanto, só aceita aparelhos com tensão de 110 Volts.
2. Bifásico - Também bastante encontrado em residências, além de comércios e pequenas indústrias, compreende o padrão de energia alimentado por três fios saídos do poste da rua. Um deles é o neutro, sem tensão, e os outros dois são as fases, cada uma de 110 Volts. Neste tipo, portanto, podem ser ligados aparelhos com tensões de 110 Volts (que usem uma fase e um neutro), e 220 Volts (duas fases com 110 Volts cada).
3. Trifásico - Tipo já pouco comum em residências, mas muito freqüente em comércios e médias indústrias. Compreende o padrão de energia alimentado por quatro fios saídos do poste da rua. Um deles é o neutro, sem tensão, e os outros três são as fases, cada uma de 110 Volts. Comporta, portanto, aparelhos com tensões de 110 Volts (uma fase e um neutro), 220 Volts (duas fases com 110 Volts cada uma) e, em sistemas trifásicos como os dos motores, utiliza nas suas ligações três fases de 110 Volts cada uma.
Consumo por tempo
Visto o cálculo do consumo de energia elétrica por potência, é hora de mensurar o gasto por tempo. É simples. O consumo de energia é igual à potência do aparelho multiplicada pelo seu tempo de funcionamento, que podemos representar pela fórmula Consumo = Potência x Tempo
Se temos uma lâmpada incandescente (a lâmpada comum) de 60 Watts de potência na sala de casa e a deixamos acesa das 18h (6h da tarde) às 23h (11h da noite), consumimos 300 Wh. Afinal, a potência multiplicada pelo tempo é igual a 60 Watts x 5 horas, ou 300 Watts hora.
Se trocarmos a lâmpada incandescente por uma fluorescente compacta de 15 Watts, o gasto de energia cai a 75 Wh. Potência x Tempo = 15 watts x 5 horas = 75 Wh.
Provamos desse modo que o consumo de energia de um aparelho elétrico está diretamente relacionado à sua potência e ao seu tempo de funcionamento.
Podemos também calcular o consumo mensal de energia dos aparelhos elétricos. Basta multiplicar o seu consumo diário pelo número de dias em que ele ficará ligado num mês. Assim, se uma lâmpada incandescente de 60 Watts fica ligada 5 horas todos dia, com um consumo diário de 300 Wh, ao final do mês ela terá gasto 9.000 Wh (300 Wh x 30 dias).
Se essa mesma lâmpada estiver localizada num estabelecimento comercial com operação de segunda a sexta, temos que calcular o consumo considerando apenas 22 dias por mês. O gasto será, então, de 6.600 Wh mês (300 Wh x 22 dias).
A medida do relógio de luz
O relógio de luz, medidor de energia elétrica que fica na frente de cada casa, acompanha o tempo todo o consumo local em quilowatts/hora (kWh) e não em watts/hora (Wh), como aprendemos a calcular. A medição é feita em quilowatts-hora (kWh), que vale por 1.000 watts, para que não haja números muito grandes nas contas de energia. Essa forma de representação atende a normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).
Calcular o consumo de energia elétrica em KWh (quilowatts/hora), no entanto, não implica grande dificuldade. Se 1 (um) quilograma de arroz é igual a 1.000 (mil) gramas do cereal, uma lâmpada que consome 9.000 Wh por mês tem, em outras palavras, um gasto mensal de 9 kWh.
Para mensurar o consumo de energia da sua casa, basta fazer esse cálculo para todos os aparelhos elétricos, primeiro calculando por dia, depois por mês e por último dividindo por 1.000 para obter o valor em kWh. No final, é só somar todos os consumos para conhecer o gasto total da casa.
Vão aqui algumas dicas para ajudá-lo nos cálculos. Para descobrir a potência dos aparelhos elétricos, você pode ler a embalagem ou o manual do produto, ou ainda olhar no fundo ou embaixo do aparelho. Se depois de todas essas opções você ainda não tiver encontrado os dados, procure em livros ou sites especializados, ou confira em aparelhos semelhantes.
Lembre-se que muitas vezes o aparelho não indica claramente qual é a sua potência. Em geral, ele traz escrito apenas o valor numérico da potência, sem a respectiva unidade de medida. Mas, como você já sabe que se trata de watt, basta acrescentar a unidade ao valor numérico.
Na maioria dos casos, é fácil saber o tempo que o aparelho passa ligado por dia. Em outros, como geladeiras e freezers, que possuem dispositivo de ligar e desligar sozinhos, é mais difícil. Aí, é preciso estimar o tempo de acordo com a forma de utilização dos aparelhos. E procurar combater o desperdício de energia elétrica.
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