A queda de tensão é um fenômeno comum em circuitos elétricos e ocorre quando parte da tensão elétrica fornecida a um circuito é absorvida ao longo dos condutores desse circuito. Para compreendermos melhor esse conceito, imagine um circuito que é alimentado com uma tensão de 220V. No entanto, esse circuito não está devidamente dimensionado e ao medirmos a tensão na carga, conectada a esse circuito, encontramos apenas 195V. Para onde foram esses 25V de diferença? Eles simplesmente sumiram? Não, aqui está um problema notável de queda de tensão; esses 25V estão sobre os condutores desse circuito. Provavelmente você está se perguntando: Como a tensão está sobre o condutor e por quê? Para responder a essa questão, precisamos entender os conceitos e fundamentos da eletricidade.

Na eletricidade, temos três grandezas principais que se relacionam proporcionalmente entre si: a tensão (V), a resistência (R) e a corrente (I). A tensão elétrica se comporta como a força necessária para movimentar os elétrons de um ponto a outro. A corrente elétrica é o nome dado ao movimento ordenado desses elétrons e, por último, a resistência elétrica é a oposição encontrada pela corrente ao passar por um condutor sob determinada tensão. A fórmula que expressa a relação entre essas grandezas é a seguinte:

V = R x I

• V = Tensão Elétrica (V);
• R = Resistência Elétrica (Ω);
• I = Corrente Elétrica (A).

Ao analisarmos a fórmula, conseguimos perceber que, tomando referência ao assunto abordado, a queda de tensão sobre o condutor será uma consequência da resistência apresentada por esse condutor multiplicada pela corrente que passa por ele. Então, para um mesmo valor de corrente, quanto maior a resistência do condutor, maior será a queda de tensão.

Mas, então, o que poderia alterar a resistência do condutor de um circuito? E como encontrar sua resistência? Vamos conhecer os fatores que influenciam na resistência de um condutor e como podemos calculá-la.

• Resistividade do Material: Existem diversos fatores que podem influenciar a resistência de um condutor em um circuito elétrico. Um dos principais fatores é a resistividade do material do qual o condutor é feito. Materiais diferentes apresentam diferentes níveis de resistividade, ou seja, sua capacidade de resistir ao fluxo de corrente elétrica. Por exemplo, o cobre é comumente utilizado em condutores devido à sua baixa resistividade, o que significa que oferece menos resistência ao fluxo de corrente elétrica em comparação a outros materiais.

• Temperatura: Além do material, a temperatura também pode afetar a resistência do condutor. Em geral, o aumento da temperatura aumenta a resistividade do material. Isso ocorre porque o aumento da temperatura faz com que os átomos no material vibrem mais intensamente, dificultando o movimento dos elétrons, o que resulta em uma resistividade maior.

• Comprimento: Outro fator que pode alterar a resistência de um condutor é o seu comprimento. Quanto maior o comprimento do condutor, maior será sua resistência elétrica, pois os elétrons têm um caminho mais longo para percorrer.

• Seção transversal: Assim como o comprimento, a área da seção transversal do condutor também altera a resistência. Quanto menor a seção transversal, maior será a resistência elétrica do condutor, pois há menos espaço para os elétrons fluírem.

Em resumo, a resistência de um condutor em um circuito pode ser influenciada por uma variedade de fatores, incluindo o material do condutor, a temperatura, o comprimento, a área de seção transversal, a pureza do material e a geometria do circuito. É importante considerar esses fatores ao projetar e dimensionar circuitos elétricos para garantir um desempenho adequado e eficiente. Entendendo esses fatores, podemos ver a fomurla que os relacionam entre si:

R = (p x L) / S

• R = Resistência Elétrica (Ω);
• p = Resistividade (Ω.mm²/m);
• L = Comprimento (m);
• S = Seção Transversal (mm²).

Então, com os dados e fórmula acima, podemos calcular a resistência de um circuito e, a partir desse valor de resistência encontrado, podemos utilizá-lo na primeira fórmula apresentada ( V = R x I ). Dessa forma, poderemos descobrir qual a queda de tensão sobre o condutor do circuito.

Entretanto, ao abordarmos a queda de tensão em circuitos de instalações elétricas de baixa tensão, é necessário não apenas conhecer o valor da queda de tensão nos condutores do circuito, mas também ajustar o circuito para que ele esteja em conformidade com as diretrizes estabelecidas pela NBR5410.

Abaixo, segue o item da NBR5410 que especifica os valores máximos de queda de tensão em cada trecho da instalação.

6.2.7.1 Em qualquer ponto de utilização da instalação, a queda de tensão verificada não deve ser superior aos seguintes valores, dados em relação ao valor da tensão nominal da instalação:
a) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT, no caso de transformador de propriedade da(s) unidade(s) consumidora(s);
b) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT da empresa distribuidora de eletricidade, quando o ponto de entrega for aí localizado;
c) 5%, calculados a partir do ponto de entrega, nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em tensão secundária de distribuição;
d) 7%, calculados a partir dos terminais de saída do gerador, no caso de grupo gerador próprio.

6.2.7.2 Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%.

6.2.7.3 Quedas de tensão maiores que as indicadas em 6.2.7.1 são permitidas para equipamentos com corrente de partida elevada, durante o período de partida, desde que dentro dos limites permitidos em suas normas respectivas.

Para facilitar o processo, podemos utilizar a fórmula abaixo, que não apenas considera os fundamentos mencionados anteriormente, mas também fornece a seção transversal adequada do condutor para uma determinada porcentagem de queda de tensão, levando em consideração os demais valores específicos do circuito:

Para circuitos Monofásico / Bifásico

S = ( p × d x I x 2 x 100)​ / ( e(%) x Vn )

Para circuitos Trifásico

S = ( p × d x I x √3 x 100)​ / ( e(%) x Vn )

• S = é a área de seção transversal do condutor (mm²);
• p = Resistividade (Ω.mm²/m);
• d = distância do circuito (m);
• I = Corrente Elétrica (A);
• e(%) = Porcentagem da Queda de tensão permitida no circuito (V);
• Vn = Tensão nominal do circuito.

Para fornecer um exemplo prático de aplicação, consideremos um circuito trifásico destinado a alimentar um motor, onde desejamos determinar a seção transversal do condutor para uma queda de tensão admissível máxima de 4%. As características são as seguintes: tensão de alimentação de 220V, corrente nominal de 17A, distância do circuito de 200m e utilização de condutores de cobre com resistividade de 0,0172 Ω.mm²/m. Aplicando na fórmula, teremos:

S = ( 0,0172 × 200 x 17 x √3 x 100)​ / ( 4 x 220 )

S = 10.129,03​ / 880

S = 11,51mm²

Então, a partir do cálculo sabemos que não há comercialmente um condutor com seção tranversão de 11,51mm². Portanto, será necessário utilizar o condutor de seção transversal superior mais proximo, que é o condutor de 16mm².

Segue abaixo um vídeo do nosso canal do YouTube que aborda o tema discutido neste artigo.

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