Grandezas elétricas: O que são, quais são e como se relacionam nos circuitos

Entender as grandezas elétricas é essencial para qualquer pessoa que queira compreender como funciona a eletricidade, seja em uma instalação residencial, em um circuito eletrônico ou em um equipamento industrial.

Essas grandezas são a base de toda medição e cálculo em engenharia elétrica e permitem avaliar o comportamento da corrente, da tensão, da resistência e da potência em um sistema.

Segundo o INMETRO e a Eletrobras/Procel, dominar esses conceitos é o primeiro passo para dimensionar corretamente cabos, disjuntores e equipamentos, evitando sobrecargas e desperdícios de energia.

O que são grandezas elétricas

As grandezas elétricas são propriedades mensuráveis que descrevem o comportamento da energia elétrica em um circuito.

As principais são tensão elétrica, corrente elétrica, resistência elétrica e potência elétrica.

Elas estão interligadas e obedecem a leis físicas universais, como a Lei de Ohm e as fórmulas de potência.

Essas grandezas são medidas em unidades específicas do Sistema Internacional (SI):

• Tensão: volt (V)
• Corrente: ampere (A)
• Resistência: ohm (Ω)
• Potência: watt (W)

Compreender a relação entre essas unidades é o que permite, por exemplo, calcular o consumo de energia de um chuveiro, o dimensionamento de cabos para um circuito de iluminação ou a potência necessária para um motor elétrico.

Leia também:

• Tensão elétrica
• Corrente elétrica
• Resistência elétrica
• Potência elétrica

A tensão elétrica, comumente intitulada de voltagem, mas tecnicamente também chamada de diferença de potencial, é a força responsável por movimentar os elétrons dentro de um condutor.

Ela representa a quantidade de energia necessária para deslocar uma carga elétrica entre dois pontos de um circuito.

De forma simples, é a tensão que “empurra” os elétrons, gerando corrente elétrica.

No Brasil, as tensões mais comuns em redes residenciais são 127V e 220V, conforme as normas da NBR 5410 (ABNT).

Tipos de tensão

• Tensão contínua (CC ou DC): mantém a mesma polaridade ao longo do tempo, como nas pilhas e baterias.
• Tensão alternada (CA ou AC): muda de polaridade periodicamente, como na energia fornecida pelas concessionárias, que oscila 60 vezes por segundo (60 Hz).

Corrente elétrica: O fluxo de cargas em movimento

A corrente elétrica é o fluxo ordenado de cargas (elétrons) que percorre um condutor.

Sua intensidade depende diretamente da tensão aplicada e da resistência do material, conforme a Lei de Ohm (I = V / R).

Em termos práticos, quanto maior a corrente, mais elétrons passam por segundo em um determinado ponto do circuito.

Ela é medida em amperes (A) e pode ser classificada em:

• Corrente contínua (CC): os elétrons fluem sempre na mesma direção; comum em sistemas eletrônicos e baterias.
• Corrente alternada (CA): o sentido da corrente se inverte ciclicamente; é a forma usada na rede elétrica pública.

O valor da corrente deve ser cuidadosamente controlado, pois um fluxo excessivo pode causar aquecimento, perdas de energia e até curtos-circuitos.

Resistência elétrica: A oposição à passagem da corrente

A resistência elétrica é a propriedade que determina o quanto um material se opõe à passagem da corrente.

Ela depende de fatores como comprimento, diâmetro e tipo de material do condutor, além da temperatura ambiente.

Metais como cobre e alumínio têm baixa resistência — por isso são usados em fios e cabos elétricos —, enquanto materiais como borracha e vidro possuem alta resistência, atuando como isolantes.

O físico Georg Simon Ohm, que dá nome à unidade de medida (ohm – Ω), demonstrou que a resistência segue a relação R = V / I.

Isso significa que, para uma tensão fixa, quanto maior a resistência, menor será a corrente — e vice-versa.

Potência elétrica: A rapidez da transformação de energia

A potência elétrica indica a taxa de conversão de energia em um dispositivo — ou seja, quão rápido ele transforma eletricidade em outra forma de energia, como luz, calor ou movimento.

Sua unidade é o watt (W), em homenagem ao engenheiro James Watt.

Em um chuveiro, por exemplo, a potência representa o quanto de energia é convertida em calor para aquecer a água.

A fórmula básica é:

P = V × I

Isso quer dizer que a potência é igual à tensão multiplicada pela corrente.
Assim, um equipamento de 220 V que consome 10 A possui uma potência de 2200 W (ou 2,2 kW).

Essa grandeza é fundamental para o dimensionamento de circuitos: a soma das potências de todos os aparelhos define a demanda total de uma instalação, que deve ser compatível com a capacidade dos cabos e disjuntores.

Relação entre as grandezas elétricas

As quatro grandezas principais estão intimamente ligadas.

Alterar uma delas inevitavelmente afeta as demais, e entender essa relação é o que permite projetar sistemas elétricos seguros e eficientes.

Veja as fórmulas mais usadas:

• Lei de Ohm:

V = R × I
(a tensão é igual à resistência multiplicada pela corrente)

• Potência:

P = V × I
(a potência é igual à tensão multiplicada pela corrente)

A partir dessas expressões, é possível obter variações úteis:

• I = P / V
• R = V² / P
• P = I² × R

Essas equações são amplamente aplicadas em projetos elétricos residenciais e prediais, seguindo as normas da NBR 5410 e da NR-10, que tratam de segurança e dimensionamento.

As grandezas elétricas e a importância da medição correta

Medir corretamente as grandezas elétricas é essencial para garantir o funcionamento adequado dos equipamentos e evitar acidentes.

Instrumentos como multímetros, amperímetros e voltímetros são indispensáveis para profissionais e estudantes de elétrica.

De acordo com a Eletrobras/Procel (2024), erros de medição estão entre as principais causas de sobreaquecimento em circuitos domésticos.

Por isso, é fundamental utilizar equipamentos calibrados e respeitar os limites de corrente e tensão indicados pelos fabricantes.

Além disso, compreender essas grandezas é o que possibilita melhorar a eficiência energética: identificar perdas, dimensionar cabos corretamente e até calcular o consumo mensal em quilowatt-hora (kWh), unidade usada nas contas de energia elétrica.

Grandezas derivadas e aplicações práticas

Além das grandezas fundamentais, há também grandezas derivadas que surgem a partir delas, como:

• Condutância (siemens – S): inverso da resistência.
• Energia elétrica (joule – J ou kWh): produto da potência pelo tempo.
• Densidade de corrente: razão entre a corrente e a área do condutor.

Essas grandezas são especialmente importantes em áreas como automação industrial, eletrônica de potência e engenharia de controle, onde medições precisas determinam a confiabilidade dos sistemas.

Conclusão

As grandezas elétricas — tensão, corrente, resistência e potência — são a base da eletricidade moderna.

Compreender como elas interagem permite não apenas realizar cálculos e dimensionamentos, mas também aumentar a eficiência e a segurança das instalações.

Do simples acendimento de uma lâmpada ao funcionamento de uma subestação, tudo depende do equilíbrio entre essas grandezas.

E à medida que novas tecnologias, como redes inteligentes (Smart Grids) e energia solar residencial, se tornam parte do dia a dia, o entendimento dessas relações será cada vez mais essencial.

Portanto, dominar os conceitos de grandezas elétricas é dominar a linguagem fundamental da energia — a base de toda inovação no setor elétrico.