Numa instalação elétrica, explique a diferença existente entre a queda de tensão num cabo alimentado por uma corrente contínua e por uma corrente alternada de 60 Hz ? Justifique utilizando as expressões da lei de Ohm e as diferenças entre as expressões Resistência e Impedância. Justifique
Passo 1
Vamos entender o que a gente precisa resolver aqui. A questão pede para explicar a diferença na queda de tensão em um cabo quando a corrente é contínua (CC) versus quando é alternada (CA) de 60 Hz. Para isso, vamos usar a Lei de Ohm e entender a diferença entre Resistência e Impedância.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a Lei de Ohm. Ela relaciona a tensão (V), a corrente (I) e a resistência ® numa forma bem simples:
Isso vale para corrente contínua (CC), onde a resistência é a única coisa que impede o fluxo da corrente elétrica.
Passo 3
Agora, quando lidamos com corrente alternada (CA), a situação fica um pouco mais complexa. Além da resistência, temos algo chamado reatância, que é a oposição que componentes como indutores e capacitores oferecem à mudança de corrente. A combinação de resistência e reatância forma a impedância (Z):
Aqui,
é a reatância total do circuito. A Lei de Ohm para CA fica assim:
Passo 4
Na corrente contínua (CC), a queda de tensão no cabo é diretamente proporcional à resistência e à corrente que passa por ele. Usamos a fórmula simples:
Ou seja, se a resistência aumenta, a queda de tensão também aumenta proporcionalmente.
Passo 5
Já na corrente alternada (CA) de 60 Hz, a queda de tensão depende da impedância do cabo, que inclui tanto a resistência quanto a reatância. A reatância varia com a frequência da corrente, nesse caso, 60 Hz. Isso significa que a queda de tensão não é apenas proporcional à resistência, mas também às propriedades indutivas ou capacitivas do cabo que afetam a impedância total.
Resposta
Então, a principal diferença na queda de tensão entre corrente contínua e alternada de 60 Hz está na maneira como a tensão é influenciada. Na CC, a queda de tensão depende apenas da resistência do cabo. Já na CA, a queda de tensão depende da impedância, que inclui tanto a resistência quanto a reatância relacionada à frequência da corrente. Isso faz com que, em CA, fatores adicionais além da resistência alterem a queda de tensão no cabo.