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A queda de tensão é a redução do potencial elétrico à medida que a corrente flui através de um resistor, fio ou carga elétrica. Todo condutor possui resistência, portanto, parte da tensão fornecida é perdida antes que a corrente chegue ao equipamento conectado.

Em circuitos eletrônicos de pequeno porte, a queda de tensão ajuda a determinar como a tensão é distribuída entre resistores e componentes. Em instalações elétricas maiores, uma queda de tensão excessiva pode levar a iluminação fraca, superaquecimento, problemas de desempenho do motor e operação ineficiente.

Entender como calcular a queda de tensão facilita muito o projeto de circuitos, a resolução de problemas e o dimensionamento de cabos.

O que é queda de tensão?

A queda de tensão ocorre sempre que a corrente passa por uma resistência.

De acordo com a Lei de Ohm:

Onde:

Quanto maior a resistência ou a corrente, maior a queda de tensão.

Por exemplo:

Todos esses fatores aumentam a queda de tensão em um circuito.

Queda de tensão em um resistor

Em eletrônica, a queda de tensão em um resistor é calculada diretamente usando a Lei de Ohm.

A fórmula é:

Isso significa que a tensão em um resistor é igual à corrente que o atravessa multiplicada pelo valor da resistência.

Exemplo 1: Queda de tensão em um único resistor

Suponha que um circuito contenha:

Usando a fórmula: V_cair=2×4 / V_cair= 8V

O resistor causa uma queda de tensão de 8 volts.

Se a tensão de alimentação for 12V, a tensão restante no circuito será: 12V − 8V = 4V

Isso segue a Lei das Tensões de Kirchhoff, onde a queda de tensão total é igual à tensão da fonte.

Queda de tensão em circuitos em série

Em um circuito em série:

A queda de tensão em cada resistor depende do valor de sua resistência.

Fórmula para resistência total

Exemplo 2: Queda de tensão em um circuito em série

Valores do circuito:

Queda de tensão na fiação elétrica

A queda de tensão também ocorre em cabos e condutores porque os fios possuem resistência.

Cabos longos e cargas de alta corrente podem causar perda de tensão perceptível entre a fonte de alimentação e o equipamento.

Para circuitos monofásicos, a fórmula comum é:

V_cair=2×I×R×L

Onde:

Exemplo 3: Queda de tensão em um cabo

Presumir:

Usando a fórmula:

V_cair= 2 × 20 × 0.0015 × 30
V_cair= 1.8V

Se a tensão de alimentação for de 230V:

 

A queda de tensão é de aproximadamente 0.78%.

Fórmula da porcentagem de queda de tensão

A queda de tensão é frequentemente expressa como uma porcentagem da tensão de alimentação.

A fórmula é:

 

As normas elétricas geralmente recomendam:

Uma queda de tensão excessiva pode reduzir a eficiência dos equipamentos e aumentar o aquecimento nos condutores.

Queda de tensão em circuitos CC e CA

O princípio básico é semelhante tanto para sistemas CA quanto para sistemas CC, mas os circuitos CA também podem incluir efeitos de reatância e fator de potência.

Para circuitos CC simples:

V = IR

Em circuitos de alimentação CA, a impedância pode substituir a resistência pura:

V=IZ

Onde:

Em muitos cálculos de baixa tensão, a resistência por si só fornece uma aproximação prática.

Causas comuns de queda de tensão excessiva

Uma queda de tensão excessiva pode ser causada por diversos fatores em uma instalação elétrica. Causas comuns incluem cabos longos, condutores subdimensionados, cargas de alta corrente, conexões soltas ou danificadas, terminais corroídos e fiação de má qualidade.

Essas condições aumentam a resistência elétrica no circuito, levando a uma maior perda de tensão entre a fonte de alimentação e o equipamento conectado. Reduzir a resistência do circuito ou diminuir a corrente de carga pode ajudar a minimizar a queda de tensão e melhorar o desempenho do sistema.

Como reduzir a queda de tensão

Existem diversos métodos para reduzir a queda de tensão em uma instalação elétrica. As abordagens comuns incluem o uso de cabos de maior bitola, o encurtamento do percurso dos cabos, a redução da corrente de carga, o uso de tensões de alimentação mais elevadas quando apropriado e a melhoria da qualidade das conexões elétricas.

Dentre esses métodos, o dimensionamento correto dos condutores é uma das maneiras mais eficazes de controlar a queda de tensão e manter o desempenho eficiente do sistema.

Conclusão

Os cálculos de queda de tensão baseiam-se na relação fundamental entre tensão, corrente e resistência. Seja analisando um pequeno resistor em um circuito eletrônico ou avaliando as perdas em cabos em uma instalação elétrica, os mesmos princípios elétricos se aplicam.

Utilizando a Lei de Ohm e fórmulas padrão de queda de tensão, engenheiros e eletricistas podem determinar a tensão em resistores, selecionar as dimensões corretas dos condutores, melhorar a eficiência do circuito, prevenir problemas de desempenho em equipamentos e solucionar problemas em sistemas elétricos com mais eficácia.

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