O que é diferença de potencial?
Imagine que uma bola de tênis esteja sobre uma mesa. No estudo da Mecânica, diríamos que a bola possui energia potencial gravitacional armazenada em virtude de sua posição em relação ao solo. Caso a bola caia, essa energia será dissipada.
Podemos dizer que o motivo do movimento descendente da bola é a diferença de energia potencial entre o ponto ocupado por ela sobre a mesa e um ponto no solo. De forma análoga, podemos dizer que haverá movimento de cargas elétricas em um circuito se e somente se entre dois pontos desse circuito existir uma diferença de potencial elétrico, denominada de ddp, que motive o movimento dos portadores de carga.
DDP e a Primeira lei de Ohm
A diferença de potencial elétrico multiplicada pelo módulo da carga, corresponde ao trabalho que deve ser feito sobre cada portador de carga para que ele seja movimentado por um circuito elétrico. A primeira lei de Ohm mostra que a ddp (U) pode ser determinada matematicamente como o produto da resistência (R) do material pela corrente elétrica (i).
U = R . i
Segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de medida para ddp é o volt (V).
220V ou 110V?
As tensões elétricas nas cidades brasileiras são de 220 V ou 110 V. Essa diferença gera algumas polêmicas relacionadas com o consumo de energia. Alguns dizem que a tensão de 110 V, por ser menor, consome menos energia; outros dizem que a tensão de 220 V, por ser maior, exige menos dos equipamentos e, por isso, gera mais economia.
O consumo de energia elétrica não está relacionado apenas com a ddp ou apenas com a corrente elétrica, mas, sim, com o produto dessas duas grandezas. A potência elétrica (P) é definida como a quantidade de energia consumida em função do tempo e é determinada matematicamente como o produto da ddp (U) pela corrente elétrica (i).
P = i . U
Para aparelhos elétricos de maior consumo, o ideal é que a rede elétrica seja de 220 V. Isso é necessário não para que o consumo seja diminuído, mas para que a rede elétrica ofereça maior segurança e que haja menor perda na transmissão de energia.
Imagine que em sua casa o chuveiro tenha potência elétrica de 5500 W. Se a tensão elétrica residencial for de 110 V, aplicando a equação para potencia elétrica, teríamos:
P = U . i
5500 = 110 . i
i = 50 A
Caso a ddp fosse 220 v, teríamos:
P = U . i
5500 = 220 . i
i = 25 A
Repare que, no uso da tensão de 220 V, a corrente elétrica foi menor. Isso possibilita a utilização de fios de menor espessura, o que gera menos perda de energia elétrica. Todavia, lembre-se de que o consumo será exatamente o mesmo, pois ele depende da potência dos equipamentos. Veja:
P = U . i
P1 = 220. 25 = 5500 W
P2 = 110. 50 = 5500 W.