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O que é diferença de potencial?

O que é diferença de potencial? Ela pode ser denominada de tensão e corresponde ao trabalho feito para deslocar cargas elétricas entre dois pontos.

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.

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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.

A diferença de potencial (ddp) motiva o movimento ordenado das cargas elétricas
A diferença de potencial (ddp) motiva o movimento ordenado das cargas elétricas
Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
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Lista de Exercícios

Questão 1

A diferença de potencial pode ser entendida como:

a) Uma grandeza vetorial, medida em Volts por metro, responsável pela movimentação das cargas.

b) Uma grandeza escalar, medida em Volts, responsável pela movimentação das cargas.

c) Uma grandeza escalar, medida em Coulomb, responsável pela eletrização dos corpos.

d) Uma grandeza escalar, medida em Joules, responsável pela eletrização dos corpos.

e) Uma grandeza escalar, medida em Watts, responsável pelo efeito Joule dos corpos.

Questão 2

A 1ª Lei de Ohm relaciona a diferença de potencial elétrico com a resistência elétrica e a corrente elétrica. Indique entre as alternativas abaixo aquela que apresenta a correta equação dessa lei:

a) U = R.i²

b) U = R.i

c) U = R/i

d) R = U.i

e) i = R/U

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