Tensão elétrica ou diferença de potencial elétrico se trata da disparidade entre cargas elétricas de dois pontos de um circuito elétrico. Também pode ser definida como diferença em energia potencial elétrica por unidade de carga elétrica entre dois pontos e através desta diferença que é possível a geração de uma corrente elétrica entre os dois pontos.
A tensão é a força necessária para que isso aconteça. Essas cargas separadas se atraem reciprocamente e podem gerar um fluxo de corrente até chegar a uma situação de equilíbrio.
Para que você entenda melhor o conceito de tensão elétrica observe o desenho abaixo… Veja que há uma diferença nos níveis de água dos dois reservatórios, essa diferença simboliza a tensão, a diferença de potencial, quanto maior a altura do nível de água do reservatório A em relação ao reservatório B maior será a pressão d’água que passará pelo tubo que liga ambos reservatórios.
Da mesma forma, quanto maior a tensão maior a corrente que passará pelo circuito.
Quem descobriu a tensão elétrica, como isso aconteceu?
A tensão elétrica é também chamada erroneamente de voltagem porque sua unidade de medida é dada em volts em homenagem a Alessandro Volta, um físico italiano que descobriu que certas reações químicas poderiam produzir eletricidade.
Em 1800 esse físico construiu a primeira pilha voltaica, uma bateria elétrica que gerava uma corrente elétrica constante, se tornando o pioneiro em provocar um fluxo constante de carga elétrica, colocando elétrons em movimento.
Ele também foi o primeiro produzir uma transmissão de eletricidade unindo condutores carregados positiva e negativamente, conduzindo uma carga uma carga elétrica, através da tensão existente entre eles.
Funcionamento da tensão elétrica
Se existe uma diferença de potencial entre dois pontos e estes se unem mediante um condutor ou carga haverá um fluxo de elétrons, pois parte da carga do ponto de maior potencial de deslocara para o ponto de menor potencial e essa corrente deixará de existir quando ambos os pontos atingirem o mesmo potencial elétrico, caso o circuito não esteja conectado a uma fonte externa, como um gerador por exemplo.
Diferenças existentes entre as tensões elétricas CC e CA
A tensão alternada é muito usada desde a geração até chegar nas residências pois a mesma apresenta perdas bem menores de energia em todo esse processo. A tensão continua se aplica a circuitos eletrônicos que possuem elementos sensíveis que só funcionam com esse tipo de tensão. Saiba um pouco mais sobre ambas tensões elétricas:
⚡ A tensão elétrica contínua: provoca uma corrente em sentido único, invariável, um fluxo de elétrons direto sem oscilações de polaridade. Uma tensão elétrica positiva sempre será positiva no seu circuito não haverá inversões de polaridade em toda a extensão do mesmo. Encontrada maiormente em baterias, pilhas e acumuladores de carga e na maior parte dos aparelhos eletrônicos.
⚡A tensão elétrica alternada: provoca uma corrente alternada, ou seja, com fluxo de elétrons pelo condutor não seguindo um sentido único, mas mudando de polaridade cerca de 120 vezes por segundo. A tensão alternada e usada na geração, transmissão e distribuição de energia e na maioria dos aparelhos eletrodomésticos.
Níveis de tensão elétrica no Brasil
Os níveis de tensão variam durante todo o processo de geração, transmissão, subtransmissão e distribuição de energia elétrica, levando sempre em consideração a economia, segurança e viabilidade.
Vejamos os níveis de tensão elétrica adotados em cada uma dessas etapas:
⚡Geração: esta é a primeira etapa, onde a tensão sai dos geradores para as subestações elevadoras;levando em consideração que a fonte de geração mais comum no Brasil é a energia hidrelétrica, os níveis de tensão elétrica desses geradores giram na faixa de 6 a 25 KV.
⚡Transmissão: as subestações elevadoras aumentam as tensões de saída dos geradores aos níveis de transmissão, isso minimiza as perdas de energia durante essa etapa. Os níveis de tensão adotados no país, em corrente alternada que é o mais comum, funcionam nas faixas de 138, 230, 345, 440, 500 e 765KV.
⚡Subtransmissão: esta etapa ocorre em locais onde a transmissão não se conecta diretamente a distribuição, serve como um intermediário para distribuição em várias regiões próximas. Estes níveis são mais baixos que os anteriores e operam nos valores de 34.5, 69, 88 e 138KV.
⚡Distribuição: essa etapa acontece após a redução da tensão das linhas de transmissão ou subtransmissão ao valor de 13.8KV nas subestações de distribuição para serem distribuídos na rede urbana do município, sendo, por sua vez, reduzida para valores entre 110 e 440V em transformadores localizados em postes junto aos pequenos consumidores.
Classificação dos níveis de tensão em linhas de transmissão
⚡ Extra Alta Tensão: São redes de transmissão que apresentam tensões nominais altíssimas, acima de 230KV.
⚡ Alta tensão: São redes cuja tensão nominal fica entre 69 e 138KV.
⚡ Média Tensão (ou tensão primária): São redes cuja a tensão nominal variam entre 1 e 69KV.
⚡ Baixa Tensão (ou tensão secundária): São redes cujo valor de tensão nominal fica abaixo de 1KV.
Transmissão em Tensão Continua ou Alternada
Com o objetivo de minimizar as perdas e maximizar a potência elétrica da energia durante o processo de transmissão por longas distancias,se eleva a tensão de transporte a valores altíssimos que podem ir de 69KVa 750 kV.
Com a elevação da tensão há uma redução da corrente que circula pelas linhas mantendo a mesmo potência, e consequentemente reduzindo as perdas devido ao aquecimento dos condutores e efeitos eletromagnéticos.
Também existe o fato de que correntes mais elevadas exigem condutores mais robustos e pesados, isso acarreta um maior gasto com toda infraestrutura da linha de transmissão, gastos estes que são evitados simplesmente elevando a tensão elétrica de transmissão.
No Brasil existe um único sistema de transmissão que opera em tensão contínua, fica na Usina Hidrelétrica de Itaipu, e opera com valor de tensão de ± 600 KVDC.
Sistemas em tensão continua se mostram viáveis apenas em linhas cuja distância supera a faixa de 600 a 800 KM.
Na escolha de sistemas de transmissão entre corrente contínua e alternada são feitos rigorosos estudos técnicos e de viabilidade econômica.
O sistema elétrico de potência geralmente é formado por geradores, estações elevadoras, linhas de transmissão, e estações seccionadores, transformadores e abaixadoras.
Já a transmissão em corrente continua, a estrutura é praticamente a mesma, as únicas diferenças consistem no fato de que são necessárias estações conversoras junto a subestação elevadora (para retificar a corrente a ser transmitida) e junto a subestação abaixadora (para inversão da corrente a ser distribuída); além de subestações intermediárias abaixadoras ou de seccionamento.
Principais fórmulas para o cálculo da tensão
Existe mais de uma fórmula para calcular um valor de tensão, pois existem diversas grandezas envolvidas na circulação da energia elétrica.
Cálculos para tensões contínuas:
👉U = Eel / Q
(U = tensão elétrica; Eel = energia elétrica; Q = quantidade de carga eletrizada)
👉 V = J / C
(J= Joule; C= Coulomb – a unidade de tensão dada em J/C)
👉 V= I.R
(V= tensão elétrica; I= corrente elétrica; R= resistência elétrica)
👉 V= P/I
(P= potência elétrica; I= corrente elétrica)
Cálculos para tensões alternadas
(é preciso ter noções de números complexos, devido a complexidade das variáveis).
👉v(t)=V.sin(2∏ft.Φv)
(v(t)= função tensão no tempo; V= tensão de pico; Sin=seno; F=frequência; T=tempo; Φ= ângulo de fase)
👉Vef= Vp/√2
(Vef= tensão eficaz; Vp= tensão de pico)
Efeitos da tensão no corpo humano
Em comparação com condutores de cobre de mesma dimensão, o corpo humano não é um eficiente condutor de eletricidade, por apresentar uma resistência interna com valores de milhares de Ohm’s, que variam dependendo de diversos fatores.
Sendo assim, aplicar uma tensão elétrica qualquer sobre o corpo humano, em teoria não causaria mal algum, pois é a intensidade da corrente elétrica que provoca danos e é perigosa para o ser humano.
Em hipótese, se existisse um gerador ideal de tensão com corrente nula, ainda que fosse de 50kV não causaria nenhum mal ao ser humano.
Entretanto, como a resistência interna de qualquer gerador real nunca é zero, isso significa que sempre existe, mesmo que em pouquíssimos miliamperes, uma certa intensidade de corrente que pode interagir com o corpo humano e lhe causar danos fatais.
Com uma tensão em valores de 50VAC ou 120VDC, uma intensidade de corrente que supera os 10mA, já se torna perigosa para o ser humano.
Por isso todo cuidado com eletricidade é pouco e não há espaços para erros.
Meu conselho a você é nunca faça nada na duvida e antes de realizar qualquer trabalho com eletricidade para e pense se você pode fazer e as condições lhe estão favoráveis.
E se você gostou deste artigo e quer se aprofundar mais na eletricidade, convido você a conhecer nossos treinamentos.
Fonte e credibilidade: https://blog.silvatronics.com.br/o-que-e-tensao-eletrica/