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O que é a tensão?

12 de Janeiro de 2021 | Aplicações elétricas

A tensão é a pressão da fonte de alimentação de um circuito elétrico que “empurra” eletrões carregados (corrente) através de um loop condutor, permitindo-lhes funcionar como iluminar uma lâmpada.

Resumindo, tensão = pressão e é medida em volts (V). O termo é um reconhecimento ao físico italiano Alessandro Volta (1745-1827), inventor da pilha de Volta, o percursor da atual pilha de uso doméstico.

Nos primórdios da eletricidade, a tensão era conhecida como força eletromotriz (emf). É por esse motivo que em equações como a Lei de Ohm a tensão é representada pelo símbolo E.

Exemplo de tensão num circuito de corrente contínua (DC) simples:

O que é a tensão? - Cabeçalho
  1. Neste circuito DC, o interruptor está fechado (ligado - ON).
  2. A tensão na fonte de alimentação, a “diferença de potencial” entre os dois polos da bateria, é ativada, criando pressão que força os eletrões a passar como corrente saindo do terminal negativo da bateria.
  3. A corrente chega à lâmpada, fazendo com que brilhe.
  4. A corrente regressa à fonte de alimentação.

A tensão pode ser de corrente alternada (AC) ou corrente contínua (DC). As formas como diferem:

A tensão de corrente alternada (representada num multímetro digital por ):

  • Flui em ondas de ondulação uniforme, conforme mostrado abaixo:
    Tensão AC
  • Inverte a direção em intervalo regulares.
  • Habitualmente produzida por serviços através de geradores, onde a energia mecânica, o movimento rotativo alimentado pelo fluxo de água, vapor, vento ou calor, é convertido em energia elétrica.
  • Mais comum do que a tensão DC. Os serviços disponibilizam tensão AC nas casas e empresas onde a maior parte dos dispositivos utilizam tensão AC.
  • As principais fontes de alimentação variam de país para país. Nos Estados Unidos, por exemplo, é 120 volts.
  • Alguns aparelhos domésticos, como televisões e computadores, utilizam corrente DC. Estes utilizam retificadores (tais como aquele bloco volumoso no cabo de um computador portátil) para converter tensão AC em tensão DC.
Gerador
Os geradores convertem o movimento rotativo em eletricidade. O movimento rotativo é habitualmente causado pelo fluxo de água (energia hidroelétrica) ou vapor de água aquecida por gás, petróleo, carvão ou energia nuclear.

A tensão de corrente contínua (representada num multímetro digital por V - e mV):

  • Desloca-se em linha reta e apenas numa direção.
  • Normalmente produzida por fontes de energia armazenada como as baterias e pilhas.
  • As fontes de tensão DC têm terminais positivos e negativos. Os terminais estabelecem a polaridade num circuito e a polaridade pode ser utilizada para determinar se um circuito é DC ou AC.
  • Habitualmente utilizados em equipamento com alimentação a bateria e pilha (automóveis, lanternas, câmaras).

O que é a diferença de potencial?

Tensão e o termo “diferença de potencial” são frequentemente utilizados como sinónimos. A diferença de potencial pode ser melhor definida como a diferença de energia potencial entre dois pontos num circuito. A quantidade de diferença (expressa em volts) determina que quantidade de energia potencial existe para movimentar os eletrões de um ponto específico para outro. A quantidade identifica quanto trabalho, potencialmente, pode ser realizado através do circuito.

Uma pilha alcalina AA de uso doméstico, por exemplo, tem 1,5 V. As tomadas elétricas domésticas habituais são de 120 V. Quanto maior a tensão num circuito, maior a sua capacidade de “empurrar” mais eletrões e de fazer o trabalho.

A tensão/diferença de potencial podem ser comparadas a água armazenada num tanque. Quanto maior o tanque e maior a sua altura (e consequentemente a sua potencial velocidade), maior a capacidade da água de criar um impacto quando a válvula é aberta e a água (como os eletrões) pode fluir.

Por que motivo medir a tensão é útil

Os técnicos abordam a maior parte das situações de deteção e resolução de problemas identificando como um circuito deve funcionar normalmente.

Os circuitos são utilizados para fornecer energia a uma carga, de um pequeno dispositivo a um eletrodoméstico ou motor industrial. As cargas têm muitas vezes uma placa que identifica os valores de referência elétricos padrão, incluindo a tensão e a corrente. Em vez de uma placa, alguns fabricantes disponibilizam um esquema detalhado (diagrama elétrico) do circuito de uma carga, Os manuais podem incluir valores padrão.

Estes números dizem a um técnico que leituras esperar quando uma carga funciona normalmente. Uma leitura de um multímetro digital pode identificar objetivamente desvios da norma. Ainda assim, o técnico tem de utilizar o seu conhecimento e experiência para determinar os fatores que causam tais variações.

Bibliografia: Digital Multimeter Principles por Glen A. Mazur, American Technical Publishers.