Diferença de Potencial

Rosimar Gouveia

A diferença de potencial (d.d.p.), também chamada de tensão, é definida como o trabalho necessário para que uma carga se desloque de um ponto A para um ponto B, quando imersa em um campo elétrico.

Quando existe uma certa diferença de potencial entre dois pontos e ligamos esses pontos através de um fio condutor, no seu interior irá surgir um movimento ordenado de cargas.

Este movimento é chamado de corrente elétrica. Portanto, para que um condutor seja percorrido por uma corrente é necessário que exista uma diferença de potencial entre seus pontos.

Para que um aparelho elétrico funcione, é preciso que exista uma d.d.p. entre seus terminais. Normalmente, nestes equipamentos é indicado o valor da tensão que devem ser ligados.

A unidade de medida da d.d.p. é o Volts, em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) inventor da pilha elétrica. Os equipamentos que medem a tensão são chamados de voltímetros.

Voltímetro

Fórmula da d.d.p.

A diferença de potencial pode ser calculada a partir da seguinte fórmula:

U igual a V com A subscrito menos V com B subscrito igual a tau maiúsculo com A B subscrito fim do subscrito sobre q

Sendo,

U: diferença de potencial (V)
VA: potencial no ponto A (V)
VB: potencial no ponto B (V)
TAB: trabalho da força elétrica para deslocar uma carga de um ponto A para um ponto B (J)
q: carga elétrica (C)

Para saber mais, veja também:

Lei de Ohm

Os dispositivos elétricos que transformam a energia elétrica em energia térmica são chamados de resistores. Chuveiro elétrico, ferro de passar roupas, lâmpadas incandescentes, são exemplos de dispositivos desse tipo.

Quando a razão entre a d.d.p. dos terminais de um resistor e a corrente que o atravessa for um valor constante, esse resistor é chamado de ôhmico.

Podemos calcular a diferença de potencial entre os terminais de um resistor ôhmico quando este é atravessado por uma corrente através da seguinte relação, denominada Leis de Ohm:

U = R . i

Sendo,

U: tensão (V)
R: valor da resistência (Ω)
i: intensidade da corrente elétrica (A)

Exemplo

Qual a diferença de potencial que estão submetidos os terminais de uma torneira elétrica que apresenta resistência igual a 25 Ω quando percorrida por uma corrente de 4 A?

Solução

Para encontrar o valor da d.d.p. vamos aplicar a lei de Ohm, ou seja:

U = 25 . 4 = 100 V

Assim, os terminais da torneira estão submetidos a uma tensão de 100 V.

Para saber mais, veja também:

Potência Elétrica

A potência elétrica é uma grandeza que representa a quantidade de energia elétrica que foi transformada em outro tipo de energia, por unidade de tempo.

Os equipamentos elétricos, além da indicação da tensão, também possuem a indicação da sua potência elétrica que consomem. Quanto maior o seu valor, maior é o consumo de energia.

A potência elétrica é igual ao produto da tensão pela corrente, ou seja:

P = U . i

Sendo,

P: potência elétrica (W)
U: tensão (V)
i: intensidade da corrente elétrica(A)

Exemplo

Qual a tensão que deve-se ligar um chuveiro elétrico que consome uma potência de 2 200 W, para que a intensidade da corrente que o atravessa seja igual a 10 A?

Solução

Para encontrar o valor da tensão, vamos substituir os valores na fórmula:

P igual a U. i 2 espaço 200 igual a U.10 U igual a numerador 2 espaço 200 sobre denominador 10 fim da fração U igual a 220 espaço V

Portanto, a d.d.p. deverá ser igual a 220 V.

Exercícios Resolvidos

1) Enem - 2017

Dispositivos eletrônicos que utilizam materiais de baixo custo, como polímeros semicondutores, têm sido desenvolvidos para monitorar a concentração de amônia (gás tóxico e incolor) em granjas avícolas. A polianilina é um polímero semicondutor que tem o valor de sua resistência elétrica nominal quadruplicado quando exposta a altas concentrações de amônia. Na ausência de amônia, a polianilina se comporta como um resistor ôhmico e a sua resposta elétrica é mostrada no gráfico

Diferença de potencial Enem 2017

O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a

a) 0,5 × 100 .
b) 2,0 × 100 .
c) 2,5 × 105 .
d) 5,0 × 105 .
e) 2,0 × 106 .

Sendo o resistor ôhmico, podemos usar a lei de Ohm para encontrar o valor da resistência. Para isso, vamos escolher um ponto no gráfico, por exemplo U = 1 V e i = 2 . 10-6 A. Assim, temos:

U igual a R. i 1 espaço igual a 2.10 à potência de menos 6 fim do exponencial. R R igual a numerador 1 sobre denominador 2.10 à potência de menos 6 fim do exponencial fim da fração R igual a 0 vírgula 5.10 à potência de 6 ómega maiúsculo

Como a resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia quadruplica, então devemos multiplicar o valor encontrado por 4.

Portanto, o valor da resistência é igual a 2,0 x 106Ω.

Alternativa: e) 2,0 x 106Ω

2) UERJ - 2012

Uma sala é iluminada por um circuito de lâmpadas incandescentes em paralelo.

Considere os dados abaixo:

  • a corrente elétrica eficaz limite do fusível que protege esse circuito é igual a 10 A;
  • a tensão eficaz disponível é de 120 V;
  • sob essa tensão, cada lâmpada consome uma potência de 60 W.

O número máximo de lâmpadas que podem ser mantidas acesas corresponde a:

a) 10
b) 15
c) 20
d) 30

Primeiro, vamos calcular a potência máxima suportada pelo circuito, seu valor será dado por:

P = 10 . 120 = 1200 W

Como cada lâmpada consome 60 W, para saber quantas lâmpadas poderão ser mantidas acesas devemos dividir o valor da potência máxima por 60.

n igual a 1200 sobre 60 igual a 20

Portanto, poderão ser mantidas 20 lâmpadas.

Alternativa: c) 20

Rosimar Gouveia
Rosimar Gouveia
Bacharelada em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF)em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.