Potência Eléctrica

Em sistemas eléctricos, a potência instantânea desenvolvida por um dispositivo de dois terminais é o produto da diferença de potencial entre os terminais e a corrente que passa através do dispositivo.

Isto é,

onde I é o valor instantâneo da corrente e U é o valor instantâneo da tensão. Se I está em ampères e U em volts, P estará em watts.

Potência elétrica pode ser definida também como o trabalho realizado pela corrente elétrica em um determinado intervalo de tempo.

Num sistema de corrente contínua em que I e U se mantenham invariantes durante um dado período, a potência transmitida é também constante e igual ao produto

Intensidade da corrente

Circuito com uma lâmpada.



Circuito com três lâmpadas em série.



Compara o brilho das lâmpadas nos dois circuitos, representados nas figuras, que apenas diferem na quantidade de lâmpadas instaladas.

Constata-se que no segundo caso o brilho de cada lâmpada é menor do que o brilho da lâmpada do primeiro caso.

A justificação está no facto de a intensidade da corrente eléctrica ser maior no primeiro caso.
Esta nova grandeza física mede a quantidade de carga eléctrica que passa, por unidade de tempo, numa secção do circuito.

Para te ajudar a compreender o significado desta grandeza, podes pensar que ela é análoga à noção de caudal da água que sai de uma fonte, ou seja, a quantidade de água que a fonte fornece por unidade de tempo — quanto mais água sai da fonte por unidade de tempo, maior é o seu caudal.
Esta grandeza física, cujo símbolo é I, pode ser medida com aparelhos chamados amperímetros.
O símbolo internacional de amperímetro, que se utiliza nos esquemas dos circuitos, é A .

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a intensidade da corrente eléctrica é expressa em ampere, cujo símbolo é A.

Diferença de Potencial (d.d.p) ou Tensão Eléctrica

O Homem só foi capaz de utilizar a electricidade com alguma utilidade prática depois de ter descoberto um modo de manter as cargas, num circuito, em permanente movimento, o que, como já vimos, origina a corrente eléctrica. É esta a função desempenhada pelos geradores. Por outras palavras, os geradores asseguram, num circuito eléctrico, o fornecimento de energia que em seguida irá ser transformada pelos receptores. Uma grandeza física que está directamente relacionada com a quantidade de energia eléctrica fornecida pelos geradores é a diferença de potencial eléctrico entre os pólos do gerador.

A corrente eléctrica só passará de um ponto a outro de um circuito, desde que entre eles exista um desnível de quantidade de carga eléctrica.

Para te ajudar a compreender melhor esta nova grandeza física, podes pensar numa analogia com a água de uma catarata: quanto maior é o desnível que a água tem de vencer, maior quantidade de energia é transferida.



1. Numa catarata, quanto maior é o desnível maior é a quantidade de energia transferida.

A diferença de potencial, que normalmente se representa por U, pode também ser representada por V ou ainda pelas iniciais d.d.p. No Sistema Internacional de Unidades (SI) exprime-se em volt ( V).
A designação desta unidade é uma homenagem ao físico e professor italiano Alessandro Volta (1745-1827), que se distinguiu em diversos ramos da Física, tendo-se notabilizado pelos estudos aprofundados que desenvolveu em electricidade.




Os voltímetros, cujo símbolo internacional nos esquemas dos circuitos é V, são os instrumentos de medida da diferença de potencial que, tal como os amperímetros, podem ser analógicos ou digitais.


Voltímetros
Multímetros


Existem ainda outros instrumentos de medida, os multímetros, os quais além de poderem medir a diferença de potencial, podem também medir a intensidade da corrente e outras grandezas eléctricas. Estes aparelhos dispõem de um botão que permite seleccionar qual a função que se pretende que ele desempenhe.

Sempre que pretendas montar um voltímetro num circuito deverás ter em consideração que:

* tem de ser sempre instalado em paralelo (nunca em série) com o componente em cujos terminais se pretende medir a d.d.p.;
* no caso da corrente contínua, o pólo positivo do aparelho tem de ser ligado ao pólo positivo da fonte ou do receptor e o negativo ao negativo; no caso da corrente alternada, o modo de ligação é indiferente;
* a sua escala tem de ser previamente estudada e as precauções a ter são idênticas às que já foram referidas para os amperímetros.



Como varia a diferença de potencial, em função do tipo de circuito e da posição em que está a ser medida:

* nos circuitos em série, a diferença de potencial não é a mesma em todos os pontos do circuito e depende da posição em que se instala o voltímetro;
* nos circuitos em paralelo, a diferença de potencial no ramo principal é igual à diferença de potencial em cada um dos ramos do paralelo;
* se associarmos geradores em série, a diferença de potencial é igual à soma das diferenças de potencial de cada um dos geradores;

UT = U1 + U2

UT - d.d.p. nos terminais da associação das lâmpadas em série;

U1 e U2 - d.d.p. nos terminais de cada uma das lâmpadas.


* se associarmos geradores em paralelo, a diferença de potencial é igual à diferença de potencial de cada um dos geradores.

UT = U1 = U2

UT - d.d.p. nos terminais da associação das lâmpadas em paralelo;

U1 e U2 - d.d.p. nos terminais de cada uma das lâmpadas.

Sentido da corrente

No início da história da electricidade definiu-se o sentido da corrente eléctrica como sendo o sentido do fluxo de cargas positivas, ou seja, as cargas que se movimentam do pólo positivo para o pólo negativo. Naquele tempo nada se conhecia sobre a estrutura dos átomos. Não se imaginava que em condutores sólidos as cargas positivas estão fortemente ligadas aos núcleos dos átomos e, portanto, não pode haver fluxo macroscópico de cargas positivas em condutores sólidos. No entanto, quando a física subatómica estabeleceu esse fato, o conceito anterior já estava arraigado e era amplamente utilizado em cálculos e representações para análise de circuitos.

Esse sentido continua a ser utilizado até os dias de hoje e é chamado sentido convencional da corrente. Em qualquer tipo de condutor, este é o sentido contrário ao fluxo líquido das cargas negativas ou o sentido do campo eléctrico estabelecido no condutor. Na prática qualquer corrente eléctrica pode ser representada por um fluxo de portadores positivos sem que disso decorram erros de cálculo ou quaisquer problemas práticos.

O sentido real da corrente eléctrica depende da natureza do condutor. Nos sólidos as cargas cujo fluxo constituem a corrente real são os electrões livres, nos líquidos os portadores de corrente são iões positivos e iões negativos, enquanto que nos gases são iões positivos, iões negativos e electrões livres. O sentido real é o sentido do movimento de deriva das cargas eléctricas livres (portadores). Esse movimento se dá no sentido contrário ao campo eléctrico se os portadores forem negativos, caso dos condutores metálicos e no mesmo sentido do campo se os portadores forem positivos. Mas existem casos onde verificamos cargas se movimentando nos dois sentidos. Isso acontece quando o condutor apresenta os dois tipos de cargas livres, condutores iónicos por exemplo.

É interessante notar que, nesses casos onde portadores de carga dos dois tipos estão presentes, ambos contribuem para variações de carga com mesmo sinal em qualquer volume limitado do condutor, porque cargas positivas entrando no volume escolhido, ou cargas negativas saindo do volume escolhido, significam um aumento da quantidade de cargas positivas. Essa é a razão para ser necessário introduzir uma convenção de sentido para a corrente.

Corrente Eléctrica

Denominamos corrente eléctrica a todo movimento ordenado de partículas electrizadas. Para que esses movimentos ocorram é necessário haver tais partículas − iões ou electrões − livres no interior dos corpos.

Corpos que possuem partículas electrizadas livres em quantidades razoáveis são denominados condutores, pois essa característica permite estabelecer corrente eléctrica em seu interior.

Nos metais existe grande quantidade de electrões livres, em movimento desordenado. Quando se cria, de alguma maneira, um campo eléctrico no interior de um corpo metálico, esses movimentos passam a ser ordenados no sentido oposto ao do vector campo eléctrico, constituindo a corrente eléctrica.