Fundamentos do Áudio: tensão, potência, resistência e impedância

Para trabalhar com áudio, é necessário compreender elétrica, eletrônica e vários conceitos da física. Saber a base é essencial para todo o processo.

Primeiramente, imaginamos dois recipientes idênticos e hermeticamente vedados: um sob pressão “com muitos elétrons sobrando” e outro sob rarefação com “muitos elétrons faltando”. Esses recipientes são ligados por meio de um cano com um registro no centro.

É lógico que isso é somente uma analogia que usa uma ideia de comportamento de um gás com o comportamento dos elétrons em um circuito eletrônico, só para ilustrar. Como é difícil ver ou idealizar uma partícula atômica, vamos a algo que podemos tocar e, até mesmo, montar experimentos.

O fato é que lidaremos com o elétron livre – elétrons que não estão “presos” às estruturas dos átomos equilibrando suas cargas – no lugar do gás sobre pressão; e o cano que liga os dois recipientes é nosso fio condutor. O registro é uma resistência à passagem de elétrons, quer dizer, do gás. 😉

O elétron e os condutores

Em síntese, o elétron é uma partícula de massa muito pequena e de carga negativa que vive na eletrosfera (parte mais externa) dos átomos. Ao contrário da partícula positiva chamada próton, que habita o seu núcleo.

Condutores | tridan.com.br

Um fio condutor metálico nada mais é do que um aglomerado de moléculas, de um ou mais metais, que tem como característica o “livre tráfego” de elétrons em suas extremidades externas. O metal mais comum usado para fios e cabos condutores é o cobre.

Lei de Ohm (tensão, corrente e potência)

A Lei de Ohm é um conjunto de regras gigantescas dentro da física eletrônica. Para facilitar, vamos tocar somente no assunto mais significativo, respeitando o título deste post.

Potência é o produto entre tensão e corrente. Ou seja:

P = V x I; onde “P” é potência em Watt, “V” é a tensão em Volt, e “I” é a Corrente em Ampère.

O uso desta simples equação, na prática, garante segurança para o uso de equipamentos elétricos e, consequentemente, evita incêndios.

Relações entre potência, tensão, corrente e resistência | electronica-pt.com

Exemplo: limite de potência a ser usada em uma tomada comum em nossa residência com tensão (voltagem) de 127V – chamada popularmente de 110V.

P = (V x I) = (127 V x 10 Ampères) = 1270 Watts

Ou seja, em uma tomada 110 V (nominal), podemos usar um ou mais equipamentos que tenham potências somadas de até 1270 watts. Preste atenção no “somadas“. Digo isso, pois o uso de extensões, ou T’s (benjamins), não muda os limites de potências para a dita tomada.

Resistência

Quando tocamos no assunto resistência, a primeira coisa que vem à cabeça de muitos é o chuveiro elétrico, certamente. E, sim, é um ótimo exemplo. A função desse tipo de resistência é fazer a transformação de corrente elétrica em calor (efeito Joule).

Uma resistência é feita para resistir/dificultar a passagem de elétrons. E, quanto maior seu número em Ohms (a unidade), maior é a resistência à passagem eletrônica.

Para ficar mais fácil, vamos aos extremos. Quanto temos qualquer equipamento ligado à rede de energia elétrica, ao desconectarmos um dos fios (tanto a fase, quanto o neutro) que liga o equipamento, interrompemos por completo a passagem de elétrons no circuito. Portanto, ter um fio rompido, de forma proposital ou não, é como elevar ao máximo a resistência à passagem de elétrons.

O oposto disso seria o curto-circuito. Pegar um fio condutor e ligar a fase diretamente ao neutro da rede – por favor, não teste isso! E proporcionar o livre trânsito de elétrons através do condutor. Ou seja, como a resistência é praticamente zero “todos os elétrons da rede elétrica” quererão passar ao mesmo tempo por aquele condutor, pois será o caminho mais fácil de um ponto em que sobram elétrons a um ponto em que faltam elétrons.

Onde usamos isso? Ligações entre equipamentos. Principalmente de caixas acústicas passivas e amplificadores de potência. Para esse assunto, temos um texto que fala especificamente sobre isso. Vale a pena ver!

Impedância no áudio

Os eletrônicos que me perdoem, mas é uma “coisa tipo resistência”. Só que, aqui, tentamos usar a palavra impedimento para a passagem de corrente elétrica. Basicamente, muda o termo pelo resultado em corrente alternada (áudio) ser similar, mas não ter origem resistiva (de resistor). O novo termo tem origem em capacitância e indutâncias vindas dos capacitores (ou condensadores) e os indutores (ou bobinas).

Na prática (e na sua equação) a impedância é uma resultante entre resistência, capacitância e indutância. Isso pode modificar levemente o timbre de um microfone ou instrumento na entrada de um console ou uma interface de áudio. Também, muda a impedância de um alto-falante conforme muda a frequência emitida.

Conclusão

Fundamentos de áudio sempre serão importantes para o técnico, profissional ou amador, que queria saber usar com propriedade seu equipamento.

Este conceitos de eletrônica é assunto de ensino médio que eu – como muitos outros – não tinha interesse nem maturidade para entender a importância que época que eu os estudei. Mas não se acanhe com isso! Busque o prazer em aprender de verdade o que nem sempre é novidade. De fato, isso faz muita diferença na prática do técnico.

Já pensei muitas vezes (uma vez até falei – e me arrependi): “professora, por que raios eu preciso aprender isso? Onde vou usar isso na minha vida?”. Em resumo, você já deve ter adivinhado o desfecho dessa história. Ah, sabe logaritmos? Também!


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Nerau