Fórmula de Queda de Tensão & Exemplo de Cálculo

O que é Queda de Tensão?

A queda de tensão é a diminuição do potencial elétrico ao longo do caminho de uma corrente fluindo em um circuito elétrico. Ou, mais simplesmente, uma “queda de tensão”. As quedas de tensão ocorrem devido à resistência interna da fonte, elementos passivos, nos condutores, nos contatos e nas conexões, o que é indesejável porque parte da energia fornecida é dissipada.

A queda de tensão em uma carga elétrica é proporcional à potência disponível para ser convertida nessa carga em outra forma útil de energia. A queda de tensão é calculada através da Lei de Ohm.

Queda de Tensão em Circuitos de Corrente Contínua

Em circuitos de corrente contínua, a razão para a queda de tensão é a resistência. Para entender a queda de tensão no circuito CC, vamos analisar um exemplo. Suponha um circuito que consiste em uma fonte CC, 2 resistores conectados em série e uma carga.

Aqui, cada elemento do circuito terá uma certa resistência. Eles recebem e perdem energia em algum valor. Mas o fator determinante do valor de energia são as características físicas dos elementos. Quando medimos a tensão entre a fonte CC e o primeiro resistor, podemos ver que será menor que a tensão da fonte.

Podemos calcular a energia consumida por cada resistência medindo a tensão em cada resistor individual. Enquanto a corrente flui pelo fio, desde a fonte CC até o primeiro resistor, parte da energia fornecida pela fonte é dissipada devido à resistência do condutor.

Para verificar a queda de tensão, usamos a Lei de Ohm e a Lei de Kirchhoff, que são resumidas abaixo.
A Lei de Ohm é representada por

V → Queda de Tensão (V)
R → Resistência Elétrica (Ω)
I → Corrente Elétrica (A)

Para circuitos CC fechados, também usamos a Lei de Kirchhoff para cálculo de queda de tensão. É como segue:
Tensão da Fonte = Soma das quedas de tensão em cada componente do circuito.

Cálculo de Queda de Tensão em uma Linha de Energia CC

Aqui, estamos tomando um exemplo de uma linha de 100 pés. Portanto, para 2 linhas, 2 × 100 pés. Suponha que a resistência elétrica seja 1,02Ω/1000 pés e a corrente seja 10 A.

Queda de Tensão em Circuitos de Corrente Alternada

Nos circuitos CA, além da Resistência (R), haverá uma segunda oposição ao fluxo de corrente – Reatância (X), que compreende XC e XL. Tanto X quanto R opõem-se ao fluxo de corrente. A soma dos dois é chamada de Impedância (Z).
XC → Reatância capacitiva
XL → Reatância indutiva

A quantidade de Z depende de fatores como permeabilidade magnética, elementos isolantes elétricos e frequência CA.
Similar à Lei de Ohm em circuitos CC, aqui é dada como

E → Queda de Tensão (V)
Z → Impedância Elétrica (Ω)
I → Corrente Elétrica (A)

IB → Corrente nominal (A)
R → Resistência do condutor do cabo (Ω/1000ft)
L → Comprimento do cabo (um lado) (Kft)
X → Reatância indutiva (Ω/1000f)
V