Sistema Internacional de Unidades e Grandezas Elétricas - Eletricista Florianópolis

Antes de falarmos em Sistema Internacional de Unidades, é essencial conhecermos dois conceitos da Metrologia: grandeza e unidade de medida.

Grandeza e Unidade de Medida

Citando o Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM), definimos uma grandeza como propriedade de um fenômeno, corpo ou substância, que pode ser expressa quantitativamente sob a forma de um número e uma unidade de medida.

Vemos um exemplo prático dessa definição na imagem abaixo, que exibe a medição da tensão elétrica de uma bateria. A tensão elétrica é uma grandeza física, no caso, uma propriedade quantificável de um fenômeno do Eletromagnetismo. O multímetro exibe o valor numérico da medição no display digital e indica a unidade de medida no seletor de escalas (a escala é $20 \ \text{V}$ ; logo, a unidade é o volt, $\text{V}$ ).

MEDIÇÃO DE TENSÃO ELÉTRICA DE UMA BATERIA COM UM MULTÍMETRO

A unidade de medida é a grandeza de referência com qual comparamos o resultado de uma medição ou cálculo. Na figura, a medição indica que a tensão da bateria é igual a 3,98 vezes o valor da grandeza de referência, que é o volt. O metro, o quilograma e o segundo são as unidades de medida mais conhecidas. Eles são utilizados para expressar, de forma quantitativa e padronizada, as grandezas físicas comprimento, massa e tempo, respectivamente.

Para facilitar o intercâmbio de informações, praticamente todo o mundo da engenharia utiliza um único sistema de unidades de medida^[1]: o Sistema Internacional de Unidades.

Sistema Internacional de Unidades

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é adotado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e também pelas principais sociedades de engenheiros eletricistas do mundo. O SI é composto por sete unidades básicas, listadas na tabela abaixo.

Unidades Básicas do Sistema Internacional

Teoricamente, a unidade elétrica básica deveria ser o coulomb, unidade da carga elétrica, e não o ampere, uma vez que a carga é mais fundamental do que a corrente (isto é, existe carga sem corrente, mas não corrente sem carga). Entretanto, como é muito mais prático medir com precisão a corrente do que a carga, a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM) optou por definir o ampere como unidade básica do SI.

Relação entre as definições das unidades básicas.

Das unidades básicas, podemos derivar todas as outras unidades existentes, as chamadas unidades derivadas. O volt ( $\text{V}$ ), por exemplo, é uma unidade derivada a partir das unidades básicas por $\text{m}^2 \cdot \text{km} \cdot \text{s}^{-3} \cdot \text{A}^{-1}$ . Como você pode ver, o uso de unidades derivadas é bem útil para compactar a escrita de cálculos e medições.

A próxima tabela mostra as unidades derivadas mais relevantes para o estudos dos circuitos elétricos. Além da corrente elétrica, revisaremos em posts futuros os conceitos das grandezas físicas relacionadas a cada uma destas unidades.

Unidades derivadas

Notações e Prefixos

Quando estamos trabalhando com números muito pequenos ou muito grandes, convém alterarmos a forma de expressá-los para ressaltar algum aspecto ou para ajudar nos cálculos. Para isso, usamos as chamadas notações científica e de engenharia.

Na notação científica, expressamos uma quantidade por meio de um produto entre um número entre 1 e 10 e uma potência de 10. Por exemplo, a quantidade $150.000$ é expressa como $1,5 \times 10^5$ , e a quantidade $0,00022$ é expressa como $2,2 \times 10^{-4}$ .

O Sistema Internacional de Unidades nos ajuda a melhorar ainda mais a expressão de quantidades físicas ao permitir a substituição das potências de 10 por um prefixo. Os prefixos oficiais do SI vão desde $10^{-24}$ até $10^{24}$ . Veremos alguns exemplos a seguir.

A notação de engenharia é similar à notação científica. Entretanto, ela usa no máximo três dígitos à esquerda da vírgula e só potências de dez divisíveis por três. Por exemplo, o número $33.000$ escrito em notação científica é $3,3 \times 10^4$ . Já em notação de engenharia, ele é representado por $33 \times 10^3$ . Como outro exemplo, o número $0,045$ é representado em notação de engenharia como $45 \times 10^{-3}$ .

Obviamente, a notação de engenharia só usa os prefixos do Sistema Internacional de Unidades das potências divisíveis por três. Esses prefixos, que aparecem na tabela abaixo, são então conhecidos como prefixos de engenharia.

Prefixos de Engenharia

Último exemplo: imagine que você mediu a tensão em um circuito e encontrou o valor $0,00025 \ \text{V}$ . Usando a notação científica, essa medição é representada por $2,5 \times 10^{-4} \ \text{V}$ . Já um engenheiro eletricista a representaria como $0,25 \ \text{mV}$ ou, usando a notação de engenharia, como $250 \ \mu\text{V}$ .

Fonte e credibilidade: http://www.energiaeletrica.net/sistema-internacional-de-unidades/