Diferença de Potencial - Fórmula da ddp - Toda Matéria
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Toda Matéria
Física
Diferença de Potencial (ddp): o que é, fórmulas e exemplo
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física
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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 por meio de um fio condutor, no seu interior irá surgir um movimento ordenado de cargas.
Este movimento é chamado de
corrente elétrica
. Portanto, para um condutor ser percorrido por uma corrente é necessário existir uma diferença de potencial entre seus pontos.
A unidade de medida para a diferença de potencial é o volt (V), em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) inventor da pilha elétrica.
Um volt representa a quantidade de energia (em joules) necessária para mover uma carga de um coulomb entre dois pontos:
Os equipamentos que medem a tensão são chamados de voltímetros.
Fórmula da d.d.p.
A diferença de potencial pode ser calculada a partir da seguinte fórmula:
Sendo,
U: diferença de potencial (medido em volts, V);
T
AB
: trabalho da força elétrica para deslocar uma carga de um ponto A para um ponto B (medido em joules, J);
q: carga elétrica (medido em coulomb, C)
Outra forma de obter a diferença de potencial é através da diferença do potencial entre dois pontos:
V
A
: potencial no ponto A (medido em volts, V);
V
B
: potencial no ponto B (medido em volts, V).
Exemplo: Cálculo da Tensão entre Dois Pontos.
Uma carga de 2 C é movida entre dois pontos em um campo elétrico, exigindo 10 J de trabalho. Qual é a diferença de potencial entre esses pontos?
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Resolução:
1. Identifique os dados:
Tab=10 J
q=2 C
2. Use a fórmula da diferença de potencial:
3. Substitua os valores:
Resposta:
A diferença de potencial entre os pontos é de 5 V.
Ainda com dúvidas? Pergunta ao
Ajudante IA
do Toda Matéria
Exercícios sobre Diferença de Potencial
Exercício 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
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O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a
a) 0,5 × 10
0
.
b) 2,0 × 10
0
.
c) 2,5 × 10
5
.
d) 5,0 × 10
5
.
e) 2,0 × 10
6
.
Ver Resposta
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:
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 10
6
Ω.
Alternativa: e) 2,0 x 10
6
Ω
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Exercício 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
Ver Resposta
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.
Portanto, poderão ser mantidas 20 lâmpadas.
Alternativa: c) 20
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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 submetidos os terminais de uma torneira elétrica que apresenta resistência igual a 25 Ω quando percorrida por uma corrente de 4 A?
Resolução:
Para encontrar o valor da d.d.p. apliquemos a lei de Ohm, ou seja:
U = 25 . 4 = 100 V
Assim, os terminais da torneira estão submetidos a uma tensão de 100 V.
Potência Elétrica
A potência elétrica é uma grandeza que representa a quantidade de energia elétrica transformada em outro tipo de energia, por unidade de tempo.
Os equipamentos elétricos, além da indicação da tensão, também possuem a indicação da 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 se deve 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?
Resolução:
Para encontrar o valor da tensão, substituiremos os valores na fórmula:
Portanto, a d.d.p. deverá ser igual a 220 V.
Para praticar:
Exercícios sobre diferença de potencial (com respostas explicadas)
Exercícios sobre potencial elétrico (com gabarito explicado)
Veja também
:
Potencial elétrico
Corrente elétrica
Eletricidade
Associação de resistores
Referências Bibliográficas
BISCUOLA, Gualter José; e outros.
Tópicos de Física: eletricidade, física moderna e análise dimensional
. 18. ed. São Paulo: Saraiva, 2012.
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.
Como citar?
ASTH, Rafael
.
Diferença de Potencial (ddp): o que é, fórmulas e exemplo.
Toda Matéria
,
[s.d.]
.  Disponível em: https://www.todamateria.com.br/diferenca-de-potencial/. Acesso em:
Veja também
Associação de Resistores
Potencial Elétrico
Eletricidade
Exercícios sobre potencial elétrico (com gabarito explicado)
Corrente Elétrica
Exercícios sobre diferença de potencial (com respostas explicadas)
Leis de Ohm: enunciados e fórmulas
Eletrodinâmica: o que é, aplicações e exercícios
Leitura Recomendada
Associação de Resistores
Leis de Newton
Fórmulas de Física
Energia Mecânica
Principais Constelações
Corrente Elétrica
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