Diferença de potencial elétrica e circuitos

16 Diferença de potencial
elétrico
ELETRICIDADE| Corrente elétrica e circuitos elétricos

A explorar:
O que origina a corrente
elétrica num circuito?
ELETRICIDADE| Corrente elétrica e circuitos elétricos| 16 Diferença de potencial elétrico
16 Diferença de potencial elétrico
• Múltiplos e submúltiplos da unidade volt
• Pilha de Volta
• Medição da diferença de potencial elétrico num circuito
• Diferença de potencial elétrico num circuito com lâmpadas associadas
em série
• Diferença de potencial elétrico num circuito com lâmpadas associadas
em paralelo
• Associação de pilhas em série

Diferença de potencial elétrico (d.d.p.)
Quando se fecha o circuito elétrico, passa corrente elétrica do ponto
com potencial mais elevado para o de potencial mais baixo.
A diferença de potencial elétrico (d.d.p.) ou tensão corresponde à
energia que um gerador fornece ao circuito elétrico, por unidade de
carga que o atravessa.

Diferença de potencial elétrico (d.d.p)
Por analogia, a d.d.p. pode ser comparada a uma
queda-d´água que flui do ponto mais alto para o
ponto mais baixo.
Num circuito elétrico, devido à diferença de
potencial, a corrente elétrica dá-se do potencial mais
elevado para o potencial mais baixo.
Vídeo:
• necessita de ligação à Internet
• em língua inglesa
• Fonte: https://bit.ly/2XPfWva
Recurso
Digital
Diferença de potencial

Múltiplos e submúltiplos do volt
A diferença de potencial representa-se por U e a sua unidade SI é o
volt (V), em homenagem a Alessandro Volta.
Denominação Símbolo Relação com o volt
Múltiplos quilovolt kV 1 kV = 1000 V
Unidade S.I. volt V ----------------
Submúltiplos milivolt mV 1 mV = 0,001 V
Exemplo
Converte os seguintes valores de diferença de potencial para a
respetiva unidade SI.
a) 12 kV = ? V
b) 436 mV = ? V
c) 0,5 kV = ? V
d) 7,56 mV = ? V

Múltiplos e submúltiplos do volt
A diferença de potencial representa-se por U e a sua unidade SI é o
volt (V), em homenagem a Alessandro Volta.
Denominação Símbolo Relação com o volt
Múltiplos quilovolt kV 1 kV = 1000 V
Unidade S.I. volt V ----------------
Submúltiplos milivolt mV 1 mV = 0,001 V
Exemplo – proposta de resolução
Converte os seguintes valores de diferença de potencial para a
respetiva unidade SI.
a) 12 kV = 12 000 V
b) 436 mV = 0,436 V
c) 0,5 kV = 500 V
d) 7,56 mV = 0,00756 V

Pilha de Volta
O primeiro gerador eletroquímico, a
pilha de Volta, é constituída por
discos de cobre e zinco empilhados
alternadamente.
Os discos estão intercalados por
tecido humedecido com uma
solução salina (com iões positivos e
negativos) e ligados em série,
gerando uma diferença de potencial
capaz de produzir corrente elétrica.
Pilha de Volta, inventada por
Alessandro Volta em 1800.

Pilha de Volta
Vídeo:
• em língua inglesa com legendas em português.
• Grandes Momentos da Ciência e Tecnologia: Alessandro Volta e a Bateria
• fonte: https://bit.ly/2KVoAlp
Recurso
Digital Físico italiano que realizou
diversos trabalhos de
investigação, principalmente
no domínio da eletricidade.
Alessandro Volta
(1745-1827)

Medição da d.d.p num circuito
A medição da d.d.p. num circuito realiza-se com um voltímetro, que se
instala em paralelo.
Durante a instalação de um voltímetro, para que ocorra deflexão do
ponteiro para a direita, deve-se ligar:
• O terminal positivo do voltímetro ao terminal positivo da lâmpada.
• O terminal negativo do voltímetro ao terminal negativo da lâmpada.

D.d.p. num circuito em série
A diferença de
potencial no conjunto
de duas lâmpadas em
série é igual à soma da
diferença de potencial
nos terminais de cada
uma das lâmpadas.
U1 = U2 + U3

Exemplo
Observa atentamente o seguinte esquema de um circuito elétrico.
Determina a d.d.p. no voltímetro 3.
Esquema Relação entre U1, U2 e U3
U1 (V) U2 (V) U3 (V)
8,7 4,5 ?

Determina a d.d.p. no voltímetro 3.
U1 (V) U2 (V) U3 (V)
8,7 4,5 4,2
U1 = U2 + U3
 8,7= 4,5 + U3
 U3 = 8,7 - 4,5
 U3 = 4,2 V

D.d.p. num circuito em paralelo
A diferença de
potencial é igual
nos terminais de
quaisquer
componentes de
um circuito em
paralelo.
U1 = U2 = U3

d.d.p. num circuito em paralelo
Exemplo
Determina a d.d.p. nos voltímetros 2 e 3.
U1 (V) U2 (V) U3 (V)
4,3 ? ?

D.d.p. num circuito em paralelo
Determina a d.d.p. nos voltímetros 2 e 3.
U1 (V) U2 (V) U3 (V)
4,3 4,3 4,3
U1= U2 = U3
 U1= U2 = U3 = 4,3 V

D.d.p. em circuitos (série e paralelo)
Simulação:
• em língua portuguesa (do Brasil)
• Fonte: http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
Recurso
Digital

Associação de pilhas em série
Em circuito aberto, a diferença de potencial nos terminais de uma
associação de pilhas em série é igual à soma da diferença de potencial nos
terminais de cada pilha.
No quotidiano, usamos frequentemente aparelhos que necessitam de
mais do que uma pilha para funcionar corretamente. Assim, associam-
se pilhas em série de forma a aumentar a diferença de potencial.

Resumindo
• Para que ocorra a passagem de corrente elétrica num circuito é necessário que
haja uma diferença de potencial.
• A diferença de potencial (d.d.p.) ou tensão, corresponde à energia que um
gerador fornece ao circuito elétrico, por unidade de carga, representa-se por U e
a sua unidade SI é o volt (V).
• A pilha de Volta é constituída por discos de cobre e zinco intercalados com
tecido humedecido com uma solução salina e associados em série.
• A medição da corrente elétrica efetua-se com um voltímetro, instalado em
paralelo.
• A d.d.p. no conjunto de dois componentes em série é igual à soma da diferença
de potencial nos terminais de cada componente. U = U1 + U2
• A d.d.p. é igual nos terminais de qualquer componente de um circuito com
elementos associados em paralelo. U = U1 = U2
• A d.d.p. nos terminais nos polos de uma associação de pilhas em série é igual à
soma da d.d.p. nos polos de cada pilha.

Organiza conceitos
Diferença de
potencial
Fonte de
energia
Corrente elétrica
Voltímetro
Circuito em série Circuito em paralelo
mede-se com um
originando
que pode ocorrer em
é gerada por uma
Pilha
como por exemplo

Aplica
Observa atentamente o seguinte esquema de um circuito elétrico, cuja corrente é
gerada por 4 pilhas iguais.
Após fechar o interruptor, mediu-se a diferença de potencial nos terminais de cada
lâmpada, tendo-se registado os valores na tabela seguinte.
d.d.p. (V)
Lâmpada em série 1 1,84
Lâmpada em paralelo 1 0,92
Determina a diferença de potencial nos terminais do conjunto das 4 pilhas
associadas em série.

Aplica – proposta de resolução
D.d.p. (V)
U Pilhas= ULâmpada1 + ULâmpada2 + ULâmpadas 3 e 4
 U Pilhas= 1,84 + 1,84 + 0,92
 U Pilhas= 4,6 V
Observa atentamente o seguinte esquema de um circuito elétrico, cuja corrente
elétrica é gerada por 4 pilhas iguais.
Após fechar o interruptor, mediu-se a diferença de potencial nos terminais de cada
lâmpada, tendo-se registado os valores na tabela seguinte.
Determina a diferença de potencial nos terminais do conjunto das 4 pilhas
associadas em série.

Explora
Explora
Vídeo:
• em língua portuguesa (do Brasil)
• A história da eletricidade
• fonte: https://www.youtube.com/watch?v=8NN880JDP8M

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