29 de maio, 2020 às 19:38 | Postado em Eletricidade, Eletromagnetismo Existe diferença entre força eletromotriz (f.e.m) e tensão elétrica (U) e diferença entre potencial (d.d.p)? A equação de definição da diferença de potencial elétrico
(ddp) envolve o trabalho da força eletrostática por unidade de carga elétrica entre dois pontos. Como a força eletrostática é uma força conservativa, o trabalho dessa força entre dois pontos é independente da trajetória por intermédio da qual uma partícula carregada é transportada entre os dois pontos. Dito de outra forma, o trabalho da força eletrostática ao longo de
qualquer trajeto fechado é nulo. A unidade de medida da ddp no SI é o joule por coulomb (J/C) ou volt (V). A equação de definição da força eletromotriz (fem) envolve o trabalho de uma força não-conservativa por unidade de carga elétrica entre dois pontos. Se a força é não-conservativa o trabalho desta força depende da trajetória. Por exemplo, forças químicas realizam
trabalho sobre cargas elétricas transportadas ao longo de um trajeto interno a uma pilha ou bateria, originando assim a fem da pilha ou bateria. Existem muitas fontes possíveis de fem além das eletroquímicas, como por exemplo, fontes eletromecânicas, fotovoltaicas, termopilhas, … . A unidade de medida da fem no SI também é o joule por coulomb. Ou seja, a fem, assim como a ddp, é medida em volts (V) no SI. Apesar de as duas grandezas, fem e ddp, terem a mesma
unidade de medida, elas não podem ser tomadas como sinônimos. Um exemplo da confusão conceitual envolvendo fem e ddp é encontrado em Ddp de uma pilha não é constante? O conceito de tensão elétrica é utilizado de forma ambígua, às vezes para expressar ddp, outras vezes fem.
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/
A tensão elétrica equivale ao termo inglês voltage. Entretanto o Uso do termo “voltagem” é inapropriado mesmo que o VOLP o registre conforme notado em Ainda sobre o uso dos termos voltagem, amperagem, … e o VOLP.
Vide também Lei de Faraday: força eletromotriz NÃO é diferença de potencial elétrico!
“Docendo discimus.” (Sêneca)
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Tensão elétrica (denotada por ∆V), também conhecida como diferença de potencial (DDP), é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos ou a diferença em energia potencial elétrica por unidade de carga elétrica entre dois pontos. Sua unidade de medida é o volt – homenagem ao físico italiano Alessandro Volta. A diferença de potencial é igual ao trabalho que deve ser feito, por unidade de carga contra um campo elétrico para se movimentar uma carga qualquer. Uma diferença de potencial pode representar tanto uma fonte de energia (força eletromotriz), quanto pode representar energia "perdida" ou armazenada (queda de tensão). Um voltímetro pode ser utilizado para se medir a DDP entre dois pontos em um sistema, sendo que usualmente um ponto referencial comum é a terra. A tensão elétrica pode ser causada por campos elétricos estáticos, por uma corrente elétrica sob a ação de um campo magnético, por campo magnético variante ou uma combinação de todos os três.[1][2]
Tensão e Lei de Ohm[editar | editar código-fonte]
Por analogia, a tensão elétrica seria a "força" responsável pela movimentação de elétrons. O potencial elétrico mede a força que uma carga elétrica experimenta no seio de um campo elétrico, expressa pela lei de Coulomb. Portanto a tensão é a tendência que uma carga tem de ir de um ponto para o outro. Normalmente, toma-se um ponto que se considera de tensão=zero e mede-se a tensão do resto dos pontos relativamente a este.
A tensão elétrica entre dois pontos, ou seja [(+) e (-)] é definida matematicamente como a integral de linha do campo elétrico:
Para facilitar o entendimento da tensão elétrica pode-se fazer uma analogia entre esta e a pressão hidráulica. Quanto maior a diferença de pressão hidráulica entre dois pontos, maior será o fluxo, caso haja comunicação entre estes dois pontos. O fluxo (que em eletrodinâmica seria a corrente elétrica) será assim uma função da pressão hidráulica (tensão elétrica) e da oposição à passagem do fluido (resistência elétrica). Este é o fundamento da lei de Ohm, para a corrente contínua:
onde:
- R = Resistência (ohms);
- I = Intensidade da corrente (ampères);
- V = Diferença de potencial ou tensão (volts);
- U = Energia potencial(joule).
Em corrente alternada, substitui-se a resistência pela impedância:
onde:
- Z = Impedância (ohms).
Pelo método fasorial, em corrente alternada, todas as variáveis da equação são complexas. A impedância representa, além da resistência a passagem de corrente elétrica, também o deslocamento angular na forma de onda produzido pelo equipamento (capacitores e bobinas ou indutores).
Podemos resumir em tais fórmulas matemáticas que a tensão eléctrica seria a diferença de potencial elétrico, entre dois pontos, que geraria uma força capaz de movimentar os elétrons entre esses dois pontos distintos no espaço. O valor numérico desta grandeza física, medida em volts, seria então o resultado da multiplicação entre o valor da resistência (em ohms) e o valor da corrente (em ampères).
Referências
- ↑ Paris, Demetrius T; Hurd, F Kenneth (1969), Basic Electromagnetic Theory, ISBN 0-07-048470-8, New York: McGraw-Hill, pp. 512, 546.
- ↑ Hammond, P (1969), Electromagnetism for Engineers, Pergamon, p. 135, OCLC 854336.
Ver também[editar | editar código-fonte]
- Resistência elétrica
- Potencial elétrico
- Conexão elétrica
- Corrente elétrica
- Carga elétrica
- Corrente alternada
- Corrente contínua
- Força eletromotriz