Pequenas aeronaves freqüentemente possuem sistemas elétricos que funcionam com 24 V, em vez de 12 V, como no caso de automóveis, embora o consumo de potência seja aproximadamente igual nas duas situações. A explicação dada pelos projetistas de aviões é que um sistema de 24 V pesa menos do que um sistema de 12 V porque se podem usar fios mais finos. Explique a razão disso.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre por que sistemas elétricos de 24 V são usados em pequenas aeronaves ao invés de 12 V, assim como nos carros. Mesmo consumindo a mesma potência, os sistemas de 24 V pesam menos porque usam fios mais finos. A gente vai precisar entender um pouco sobre potência elétrica, tensão (voltagem) e resistência dos fios para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a potência elétrica
é dada pela fórmula:
onde
é a tensão e
é a corrente.
Passo 3
Como a potência
é aproximadamente a mesma nos dois sistemas (24 V e 12 V), podemos igualar as potências:
Passo 4
Substituindo os valores de tensão:
Então, isolando
:
Isso significa que a corrente no sistema de 24 V é metade da corrente no sistema de 12 V.
Passo 5
Agora, vamos falar sobre os fios. A resistência dos fios elétricos depende do material, do comprimento e da área da seção transversal (espessura) do fio. A espessura do fio está relacionada à capacidade de conduzir a corrente sem sobreaquecer e com menor perda de energia.
Passo 6
Como a corrente no sistema de 24 V é menor (
), os fios podem ser mais finos porque precisam conduzir menos corrente. Fios mais finos pesam menos do que fios mais grossos.
Resposta
Então, usando um sistema de 24 V, a corrente necessária para a mesma potência é menor, permitindo o uso de fios mais finos e, consequentemente, reduzindo o peso total do sistema elétrico na aeronave.