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Tensão elétrica, diferença de potencial e voltagem (termo coloquial) referem-se à mesma grandeza física escalar, que é medida em volts. A tensão elétrica é definida como a energia potencial elétrica armazenada por unidade de carga elétrica. Por exemplo, quando uma carga elétrica de 1,0 C é colocada em uma região de 10 V, ela adquire uma energia potencial elétrica de 10 J. Assim, quando dois pontos se encontram em diferentes tensões elétricas, dizemos que há entre eles uma diferença de potencial.
Veja também: Circuitos elétricos – resistores, interruptores, capacitores, geradores etc.
Tópicos deste artigo
- 1 - O que é tensão elétrica?
- 2 - Fórmula da tensão elétrica
- 3 - Exercícios resolvidos sobre tensão elétrica
O que é tensão elétrica?
Tensão elétrica é a quantidade de energia armazenada em cada coulomb de carga elétrica, quando esta se encontra em regiões em que há um campo elétrico não nulo. Nessas condições, quando soltas, as cargas podem passar a se mover, devido ao surgimento de uma força elétrica sobre elas. Cargas positivas movem-se em direção aos potenciais elétricos mais baixos, enquanto as cargas negativas tendem a se deslocar em direção aos potenciais elétricos mais altos.
Quando conectamos um aparelho eletrodoméstico na tomada, estamos aplicando uma diferença de potencial sobre os circuitos elétricos desse eletrodoméstico, fazendo com que as cargas elétricas (nesse caso, os elétrons) percorram-no. Normalmente esses circuitos são feitos de um material condutor (geralmente cobre).
Essa movimentação das cargas depende do meio em que as cargas se encontram. Chamamos esse deslocamento das cargas, que resulta de uma diferença de potencial, de corrente elétrica. A intensidade dessa corrente elétrica depende diretamente da diferença de potencial, bem como da resistência elétrica do meio em que ela se move.
Veja também: Condutores e isolantes – propriedades elétricas dos materiais
Fórmula da tensão elétrica
A fórmula da tensão elétrica relaciona a energia potencial elétrica com a carga elétrica. Observe:
U – tensão elétrica (V)
Ep – energia potencial elétrica (J)
q – carga elétrica (C)
Abaixo apresentamos a fórmula que relaciona a tensão elétrica com o campo elétrico. Observe:
E – campo elétrico (N/C)
d – distância (m)
Além das duas fórmulas acima, temos a fórmula que relaciona a tensão elétrica com a resistência e corrente elétrica, conhecida como 1ª lei de Ohm.
R – Resistência elétrica (Ω)
i – corrente elétrica (A)
Veja também: Magnetismo – para que serve e exemplos
Exercícios resolvidos sobre tensão elétrica
Questão 1 — Determine a tensão elétrica à qual uma carga de 1,0 mC é submetida, sabendo que sua energia potencial elétrica é igual a 1,0 J.
a) 100 V
b) 0,001 V
c) 1000 V
d) 0,1 V
Resolução:
Para resolver o exercício, faremos uso da fórmula que relaciona a tensão com a energia potencial elétrica e a carga elétrica.
Com base no cálculo acima, descobrimos que a tensão elétrica sobre a carga é de 1000 V. Dessa maneira, a alternativa correta é a letra C.
Questão 2 — Uma carga elétrica é posicionada a 2,0 m da origem de um campo elétrico uniforme de 200 N/m. Determine a tensão elétrica à qual essa carga está submetida.
a) 4,0 V
b) 40 V
c) 0,4 V
d) 400 V
Resolução:
Para responder a essa questão, é necessário relacionar a tensão com o campo elétrico. Observe:
Por meio do cálculo anterior, vimos que a tensão elétrica em questão é de 400 V, portanto a alternativa correta é a letra D.
Questão 3 — Uma resistência elétrica de 20 Ω é percorrida por uma corrente elétrica de 2 mA. Nesse caso, a tensão elétrica sobre os terminais dessa resistência é igual a:
a) 20 mV
b) 40 mV
c) 50 mV
d) 15 mV
Resolução:
Por meio da lei de Ohm, é possível calcular a tensão elétrica entre os terminais do resistor.
Com base no resultado obtido, percebemos que a resposta correta é a letra B.
