Uma carga imersa em um campo elétrico fica sujeita a uma força e pode vir a se movimentar. Em outras palavras, essa carga adquire uma energia potencial elétrica ep, que pode ser transformada em energia de movimento (cinética), ou seja, pode realizar trabalho. Quanto maior a carga, maior a força e maior a energia potencial ep.
O fator ep/Q indica a quantidade de energia por unidade de carga. Essa razão é conhecida como potencial elétrico. Observe que é possível calcular o potencial em cada ponto do campo elétrico. Sua unidade é o joule/coulomb (J/C), batizado de volt (V).
Particularmente importante é a definição de tensão ou diferença de potencial (ddp) entre dois pontos. Dados dois pontos A e B, com potenciais VA e VB respectivamente, define-se tensão entre os pontos A e B ou diferença de potencial entre os pontos A e B como:
UAB = VA – VB (1.3)
Em circuitos elétricos, a diferença de potencial é imposta por geradores ou baterias. A figura 1 ilustra o símbolo de um gerador de tensão contínua, com a ponta da f lecha; o traço maior do símbolo indica o ponto de maior potencial (terminal positivo, +).
Figura 1 |
Os instrumentos de medida em eletricidade, na maioria das vezes, recebem o nome de acordo com a grandeza mensurada. Assim, o instrumento que mede a tensão elétrica é o voltímetro, que deve ser ligado em paralelo com o elemento a ser medido (figura 2). No caso de um sinal contínuo, é preciso prestar atenção à polaridade das pontas de prova.
Figura 2 |
A analogia com um sistema hidráulico é bastante útil para entender o significado da tensão elétrica. A figura 3 ilustra dois reservatórios de água interligados a um registro: o reservatório A está cheio de água, enquanto o B permanece vazio.
Figura 3 |
O lado esquerdo da válvula está sujeito à pressão da coluna de água no reservatório A (análogo ao potencial no terminal positivo da bateria). O lado direito da válvula tem apenas a pressão atmosférica (equivalente ao potencial no terminal negativo da bateria), que é muito menor que a pressão no lado esquerdo da válvula.
Quando se abre a válvula, a água sai do reservatório A em direção ao B, até que o nível nos dois reservatórios fique exatamente o mesmo, ou seja, deixa de existir a diferença de pressão (diferença de potencial) entre eles (figura 4).
Figura 4 |
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