Queda de voltagem
Você tem que ver um fio como outro resistor colocado em série. Em vez disso, uma resistência conectada a uma fonte de alimentação com tensão ...RloadV
Você deve ver assim: uma resistência conectada através de dois fios com resistência a uma fonte de alimentação com tensão :RloadRwireV
Agora podemos usar onde significa tensão, como corrente e como resistência.V=I⋅RVIR
Um exemplo
Vamos supor que a voltagem aplicada ao circuito seja . é igual a e a resistência é (se você não conhece a resistência do fio, veja abaixo em "Calculando a resistência de um fio"). Primeiramente, calculamos a corrente no circuito usando :5VRload250ΩRwire2.5ΩI=VRI=5250+2⋅2.5=5255=0.01961A=19.61mA
Agora, queremos saber qual a queda de tensão em um pedaço de fio usando :V=I⋅RV=0.01961⋅2.5=0.049025V=49.025mV
Também podemos calcular a tensão acima de da mesma maneira:RloadV=0.01961⋅250=4.9025V
Antecipando a perda de tensão
E se realmente precisarmos de uma tensão de acima de ? Teremos que alterar a voltagem da fonte de alimentação para que a voltagem acima de se torne .5VRloadVRload5V
Inicialmente, calculamos a corrente através de :RloadIload=VloadRload=5250=0.02A=20mA
Como estamos falando de resistências em série, a corrente é a mesma em todo o circuito. Portanto, a corrente que a fonte de energia precisa fornecer, , é igual a . Já sabemos a resistência total do circuito: . Agora podemos calcular a tensão necessária usando :IIloadR=250+2⋅2.5=255ΩV=I⋅RV=0.02⋅255=5.1V
Perda de potência
E se quisermos saber quanta energia é perdida nos fios? Basicamente, usamos , onde significa energia, para tensão e para corrente .P=V⋅IPVI
Portanto, a única coisa que precisamos fazer é preencher os valores corretos na fórmula.
Um exemplo
Novamente usamos a fonte de alimentação com e dois fios de cada. A queda de tensão em um pedaço de fio é, como calculado acima, . A corrente através do circuito era .5V250Ω Rload2.5Ω0.049025V0.01961A
Agora podemos calcular a perda de energia em um fio:Pwire=0.049025⋅0.01961=0.00096138W=0.96138mW
Cálculo da resistência de um fio
Em muitos casos, saberemos o comprimento de um fio e o AWG ( American Wire Gauge ) do fio, mas não a resistência. É fácil calcular a resistência.l
A Wikipedia tem uma lista de especificações AWG disponíveis aqui , que inclui a resistência por metro em Ohms por quilômetro ou miliOhms por metro. Eles também têm por kilofeet ou pés.
Podemos calcular a resistência do fio multiplicando o comprimento do fio pela resistência por metro.Rwire
Um exemplo
Temos de um fio 20AWG. Qual será a resistência total?500m
Rwire=0.5km⋅33.31Ω/km=16.655Ω