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Circuito elétrico de distribuição

Física

A energia elétrica chega até as residências, centros comerciais e indústrias, através dos circuitos elétricos de distribuição, conhecidos como rede elétrica de alta tensão.
Rede de transmissão que leva energia elétrica das usinas até os centros urbanos.
Rede de transmissão que leva energia elétrica das usinas até os centros urbanos.
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É comum andar nas ruas e ver as redes de eletricidade suspensas em postes. Como sabemos, as usinas que geram energia elétrica situam-se distantes dos centros consumidores. Sendo assim, para que a energia elétrica chegue até nossas residências é necessário construir enormes circuitos de distribuição, que conduzem corrente elétrica das usinas às subestações.

Em meio a essa distribuição de energia elétrica, há muita perda de energia por parte do fenômeno chamado efeito joule. Essas perdas são resultado do aquecimento dos fios quando percorridos pela corrente elétrica. A fim de diminuir tais perdas são instalados transformadores, que são aparelhos constituídos de dois circuitos elétricos independentes que envolvem um núcleo de ferro fechado.

O gerador é usado para elevar a tensão elétrica gerada na usina e para diminuir a intensidade da corrente elétrica. Como sabemos que o efeito joule depende exatamente da intensidade da corrente elétrica, quanto menor ela for, menor será a perda de energia, em virtude do aquecimento.

Sendo assim, se for necessário diminuir a corrente elétrica, basta aumentar o número de voltas de fio em torno do núcleo de ferro no circuito secundário. Nesse caso, o transformador faz a elevação da tensão e a diminuição da intensidade da corrente elétrica no circuito secundário, razão pela qual recebe o nome de transformador elevador de tensão.

Essa elevação no valor da tensão é feita próxima à usina geradora de eletricidade, atingindo valores de 10 mil até 300 mil volts.

Cabe lembrar que o princípio de funcionamento do transformador baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética. O aparelho é capaz de induzir uma corrente elétrica no circuito secundário quando a corrente elétrica for variável no circuito primário ligado à fonte de energia elétrica.

Alterando-se o número de voltas de fio do circuito secundário em relação ao número de voltas de fio do circuito primário em torno do núcleo de ferro, obtém-se uma mudança no valor da tensão elétrica induzida no circuito secundário. Em consequência, a corrente elétrica também muda de intensidade em relação a seu valor no circuito primário.


A elevação na tensão ocorre porque um campo elétrico é induzido na região onde se encontra o circuito secundário. Dependendo do valor desse campo induzido e do comprimento do fio, a tensão induzida será diferente, uma vez que resulta da multiplicação do valor do campo elétrico induzido pelo comprimento do fio.

U = E.l

Quanto maior for o comprimento do fio que forma o circuito secundário do transformador, maior será a tensão nele induzida e vice-versa.

Próxima das cidades, a tensão no circuito de distribuição é reduzida, para se adequar aos diferentes tipos de consumidores: indústrias, centros comerciais, iluminação pública, residências, etc. Um outro tipo de transformador faz esse rebaixamento no valor da tensão. Para tanto, o número de voltas de fio do circuito secundário é menor que o do circuito primário.

Se o número de voltas de fio em torno do núcleo de ferro no circuito secundário for a metade do número de voltas do primário, a tensão no secundário será a metade do valor da tensão no circuito primário e vice-versa.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física 

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Circuito elétrico de distribuição"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/circuito-eletrico-distribuicao.htm>. Acesso em 25 de novembro de 2017.

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