Resistência de chuveiro e o ENADE

Recentemente recebi uma consulta de um amigo Eng. Civil sobre resistências de chuveiros, ligada às questões do exame do ENADE; ele é professor de faculdade e estava preparando seus alunos. A dúvida era sobre a importância do comprimento da resistência do chuveiro elétrico. Basicamente qual resistência é maior, a de verão ou de inverno? O que acontece se cortamos uma resistência? Esquenta mais ou menos?

Depois de explicar ao colega e do trabalho todo, achei que seria bom disponibilizar também aqui, quem sabe pode ser útil aos leitores deste Recanto das Letras ao escolher e instalar um chuveiro ou ajudar alguém nos exames sempre capciosos. Isto tentando simplificar o assunto de uma forma a que todos consigam entender, mesmos aqueles não iniciados nos assuntos elétricos, desta arte, evitando aquelas complicações todas dos currículos escolares; tais como Coulomb por segundo (C/s) que nada mais são que míseros Amperes (A).

Para explicar melhor temos que recorrer à famosa Lei de Ohm que simplificada seria:

A voltagem (V) num circuito é igual a sua resistência (R) multiplicada pela corrente (I) que circula no mesmo ou V=R x I

As unidades seriam Volts, Ohms e Amperes

Em adição ao exposto, o tamanho da resistência, determina a habilidade de dissipar a energia sob a forma de calor. Esta quantidade de energia é calculada pela formula da potência:

A potência (P) dissipada no circuito é igual a sua voltagem (V) multiplicada pela corrente (I) que circula no mesmo ou seja P=V x I

A unidade de potência é watt

Um exemplo: numa lâmpada incandescente de 60w de potência num circuito de voltagem de 127V teríamos uma corrente de 60/220= 0,47 amperes. Rearranjando a formula: I=P/V Creio não ser necessário dizer que a barra é sinal de divisão! Bem, agora já foi, parodiando o Chaves: não querendo, querendo!

Observe que até agora estamos considerando circuitos resistivos em corrente alternada e energia ativa em watts. Não estamos considerando a energia reativa que aparecem nestes circuitos, inclusive em luminárias fluorescentes e lâmpadas ditas econômicas. Isso esta exposto no artigo: "Corrente elétrica alternada para leigos".

Voltando ao chuveiro, consideremos um de 220volts que tenha potência de inverno de 4.400 watts e de verão de 2.200watts. Vamos aplicar as formulas citadas acima:

Cálculo da resistência do chuveiro para as duas condições:

1º calcular a corrente nos dois casos pela fórmula P=VI ou I=P/V

Inverno 4400Watts => I = 4400/220 = 20 Amp

Verão 2200Watts => I = 2200/220 = 10 Amp

2º Calcular a resistência pela fórmula V=RI ou R=V/I

Inverno => R = 220/20 = 11 Ohms

Verão => R = 220/10 = 22 Ohms

Pode-se constatar que a resistência de verão é maior que a de inverno. Portanto, quanto menor a resistência, maior a potência liberada, ou seja, mais a água esquentará, por outro lado, maior a resistência, menos quente a água ficará.

O mesmo é valido se cortarmos a resistência diminuindo seu tamanho, procedimento não recomendado, mas utilizado por alguns eletricistas. O seu valor sendo menor, a água esquentará mais.

Podemos constatar pela formula. Digamos por exemplo que a resistência de verão cortada de um terço ficasse com um valor de 14ohms, assim teríamos:

Corrente: I = V/R => I = 220/14 = 15,74 Amp e

Potência: P = VxI => P = 220x15,74 = 3462,8 Watts

Portanto quanto menor a resistência, maior a potência.

Pode-se verificar também na junção das formulas citadas:

P = V x I substituindo V pelo valor V = R x I ficará P = R x I²

Deixo o calculo por conta do leitor.

Concluímos que uma resistência menor, demandará mais potência e esquentara mais a água. Mas atenção para que não se exagere muito, principalmente a do inverno, neste caso a potência e consequentemente a corrente serão muito maiores e pode ser que o chuveiro, os conectores e os fios não suportem a mesma, provocando até curtos circuitos se o disjuntor não abrir!

Ai vai um conselho de amigo, sempre que possível escolha chuveiros de 220V pois a corrente solicitada dos fios é bem menor. Veja no caso do inverno:

220V 4400Watts => I = 4400/220 = 20 Amp

127V 4400Watts => I = 4400/127 = 36,64 Amp

E observem que no mercado não há mais aparelhos deste porte, agora as potências são muito maiores: 5.600, 6.400 até de 7.700 watts. Assim, requer-se o cuidado de que o circuito do chuveiro seja adequado ou tal que a capacidade dos condutores seja igual ou maior a demandada por ele. No caso acima, no mínimo 4mm; imaginem então para um de 7.700Watts em 127Volts. Neste caso, para 60,63Amp, condutores de 10mmm e disjuntor de 75Amp, se existir nesta amperagem e a concessionária permitir e tiver um padrão deste porte, bem entendido!!!

Evidentemente, se o consumidor tiver somente 127V e não for possível alterar para 220V (trocar o medidor da concessionária), o jeito é escolher um chuveiro com a menor potência possível, usar um fio superior a 4mm de acordo com a potência e adequar o disjuntor da entrada, o que nem sempre é simples e viável. E naturalmente, esperar invernos menos rigorosos.

A respeito de chuveiros, vai um fato para melhor ilustrar o assunto. Nos tempos da Escola Engenharia, fui solicitado a dar assistência numa republica de amigos onde o chuveiro, apesar de novo, não esquentava. Ali constatei que as ligações do aparelho com a fiação não estava devidamente apertada, criando uma resistência extra no circuito, devido ao mau contato. Pior, estava gastando energia desnecessária nos contatos, até quentes, e onerando a conta de luz. Assim, bastou refazer firmemente as conexões e o chuveiro funcionou beleza, para gáudio dos colegas, ainda mais que o serviço foi de graça...

Portando, mais um conselho, na ligação do chuveiro, use conectores adequados, facilmente encontrados nas lojas de materiais elétricos. Note que é complicado torcer um fio sólido, usado em construções antigas, com o cabo flexível do aparelho.

Enfim, como dizia o Dráuzio, meu antigo chefe na Sabesp, na dúvida, o melhor mesmo é não se meter a besta e chamar logo alguém que entenda...um técnico!

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