Aula 05.2 - Grandezas elétricas

1. Tensão Elétrica (ddp) - Símbolo: V.

Tensão Elétrica é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. Fornecida por geradores (pilhas, baterias, fontes), impulsiona o deslocamento das cargas elétricas no circuito. O potencial elétrico (V) ou (U) é calculado é pela razão entre a energia potencial em um ponto (Ep) e o valor da carga (q).

• V = Ep / q ;  [ 1 V = 1 J / 1 C ]

A unidade do potencial no sistema internacional de medidas (SI) é o volt (V), que representa a energia de 1 Joule fornecida a uma carga de 1 Coulomb, inserida em determinado ponto. Quando a carga é deslocada de um ponto a outro, a força elétrica realiza um trabalho para mudá-la de posição e, por isso, há uma diferença de potencial elétrico.

Homenagem: Alessandro Volta (1745–1827) • Unidade: Volt (V).

2. Corrente Elétrica - Símbolo: I .

Taxa de fluxo ordenado de cargas que atravessa a secção transversal de um condutor por unidade de tempo sob ação de diferença de potencial. Gera efeitos térmicos e luminosos.

• I = Q / Δt [ 1 A = 1 C / 1 s ]

A corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas (elétrons) dentro de um sistema condutor. A corrente elétrica que transita nos resistores pode transformar energia elétrica em energia térmica (calor), num fenômeno conhecido como Efeito Joule. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a intensidade da corrente elétrica é medida em Ampère (A), a resistência em Ohm (Ω) e a tensão elétrica (ddp) é medida em Volts (V).

Homenagem: André-Marie Ampère (1775–1836) • Unidade: Ampère (A).

Sentido da Corrente Elétrica

 • Sentido Convencional: (+) Positivo ➔ (-) Negativo. Padrão utilizado na análise e cálculo de circuitos.

 • Sentido Real: (-) Negativo ➔ (+) Positivo. Deslocamento físico real dos elétrons livres no condutor.

3. Carga Elétrica  - Símbolo: Q.

Propriedade das partículas subatômicas. A carga total de um corpo depende do número de elétrons em falta/excesso em relação à carga elementar (e). 

• Q = n · e ( e ≈ 1,6 × 10-19 C )

A carga elétrica é um conceito físico que determina as interações eletromagnéticas dos corpos eletrizados. Assim, a partir do atrito entre os corpos, ocorre o fenômeno chamado “eletrização”, de modo que todos os corpos possuem a propriedade de se atraírem ou se repelirem. No Sistema Internacional, a unidade de carga elétrica é o Coulomb (C).

• 1 Coulomb = 6,25 × 1018 elétrons 

Homenagem: Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) • Unidade: Coulomb (C).

4. Resistência Elétrica - Símbolo: R.

Capacidade de um material de opor-se à passagem da corrente elétrica. A perda de energia na forma de calor é denominada Efeito Joule.

• R = V / I [ 1 Ω = 1 V / 1 A ]

A corrente elétrica que transita nos resistores pode transformar energia elétrica em energia térmica (calor), num fenômeno conhecido como Efeito Joule. A resistência de um fio condutor facilita ou dificulta a passagem da corrente elétrica, sendo calculada através da fórmula da Primeira Lei de Ohm (R=V/I).

Homenagem: Georg Simon Ohm (1789–1854) • Unidade: Ohm (Ω) .

5. Efeito Joule - Símbolo: J.

Os resistores são dispositivos elétricos que ao serem percorridos por uma corrente, transformam energia elétrica em energia térmica. Esse fenômeno é chamado de efeito Joule e neste caso dizemos que o resistor dissipa a energia elétrica. Aquecedores, chuveiros elétricos, secadores de cabelo, lâmpadas incandescentes, ferros de passar roupa são exemplos de equipamentos que utilizam esse efeito. 

Cálculo da Potência no Efeito Joule: Para calcular a potência elétrica em um resistor, podemos usar a seguinte expressão: 

• P = R . i2 . Sendo: P: potência (W); R: resistência (Ω) ; i: corrente (A).

Quando um equipamento elétrico fica em funcionamento durante um determinado intervalo de tempo, podemos calcular a energia elétrica que foi consumida. Para fazer esse cálculo, basta multiplicar a potência do equipamento pelo tempo de funcionamento, assim a energia elétrica é encontrada usando-se a fórmula:

• Eel = P. Δt . Sendo: Eel: energia elétrica (J); P: potência (W); Δt: intervalo de tempo (s).

No cotidiano, é muito comum o valor da energia elétrica ser expresso em kWh. Neste caso, para transformar de Joule para kWh, podemos usar a seguinte relação:

• 1 kWh = 3 600 000 J

Homenagem: James Prescott Joule (1818–1889) • Unidade: Joule (J).

6. Potência Elétrica  - Símbolo: P.

Taxa de trabalho elétrico ou energia convertida por unidade de tempo. É o produto da tensão aplicada pela corrente circulante.

• P = V · I [ 1 Watt = 1 Volt × 1 Ampère = 1 Joule / segundo ]

Potência elétrica é definida como a rapidez com que um trabalho é realizado. Ou seja, é a medida do trabalho realizado por uma unidade de tempo. No caso dos equipamentos elétricos, a potência indica a quantidade de energia elétrica que foi transformada em outro tipo de energia por unidade de tempo.

Homenagem: James Watt (1736–1819) • Unidade: Watt (W).

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