Por Jeffrey Ober | 21 de abril de 2023 | 13h06 EST



A diferença de potencial, comumente chamada de tensão, é a força motriz por trás da corrente elétrica. Uma tensão mais alta empurra mais corrente através de um circuito, assim como uma colina mais íngreme estimula um movimento mais rápido. Em um circuito fechado, a tensão é a energia por unidade de carga que move uma partícula carregada de um ponto a outro. Expresso em joules por coulomb, sua unidade SI é o volt (V).

Matematicamente, a tensão é definida como:
V =E / Q =J / C

Aqui, E é a energia elétrica em joules (J), e Q é a carga elétrica em coulombs (C). A tensão determina a força com que uma carga positiva (ou uma carga negativa na direção oposta) é empurrada ao longo de uma determinada distância.

TL;DR

O Volt recebeu o nome de Alessandro Volta, um pioneiro em eletricidade e magnetismo.

A tensão também pode ser vista como uma força (newtons) agindo ao longo de uma distância (metros). Nesse sentido, representa o trabalho realizado para movimentar a carga entre dois pontos.

Como calcular a diferença potencial

Em circuitos práticos, a tensão é normalmente medida através de uma bateria, resistor ou qualquer outro elemento. A diferença de potencial da bateria entre os terminais negativo e positivo define o fluxo de corrente. O resistor, por sua vez, limita esse fluxo, mantendo o equilíbrio.

Essas três grandezas fundamentais – corrente (I), tensão (V) e resistência (R) – são interligadas pela Lei de Ohm:

I =V/R

O que é atual?

A corrente quantifica a quantidade de carga que passa por um ponto por segundo, medida em amperes (A). Um ampere equivale a um coulomb por segundo. Embora a definição seja circular – um ampere equivale a coulombs por segundo – esta representação esclarece que a corrente é um fluxo de carga real e mensurável.

A corrente convencional pressupõe que as cargas positivas se movem do terminal positivo para o negativo da bateria. Na realidade, os electrões – partículas carregadas negativamente – viajam na direcção oposta, mas ambas as descrições reflectem a mesma transferência de energia.

TL;DR

Eletricistas, engenheiros e cientistas normalmente usam um multímetro para medir tensão, corrente e resistência em um único dispositivo.

Potencial elétrico de uma única carga

Mesmo cargas estacionárias geram um campo elétrico descrito pela lei de Coulomb:

E =kQ/r²

onde Q é a carga em coulombs, k é a constante de Coulomb e r é a distância da carga em metros. A intensidade deste campo permite-nos calcular a energia potencial elétrica num determinado ponto.

TL;DR

A mesma relação leva à força elétrica entre as cargas:F =Eq . Este ramo da física é conhecido como eletrostática.

Usando uma carga de teste, podemos derivar o potencial elétrico devido a uma carga pontual:

V =kQ/r

Ao contrário do campo eléctrico, que diminui com o quadrado da distância, o potencial diminui linearmente com a distância.

Diferença potencial na vida cotidiana

A tensão é a base da eletrônica moderna – tomadas, baterias de carros, smartphones e iluminação. Em circuitos mais complexos, componentes como capacitores (duas placas separadas por um dielétrico) e indutores moldam o fluxo de corrente para atingir os efeitos desejados.

Além disso, cargas em movimento geram campos magnéticos, ligando a diferença de potencial eléctrico ao espectro electromagnético mais amplo. Essa interação sustenta tecnologias como rádio, comunicação via satélite e transferência de energia sem fio.