Tensão · Corrente · Resistência · Lei de Ohm
A ddp entre os polos da fonte mede a energia entregue a cada unidade de carga ao percorrer o circuito.
Numa pilha, acumulam-se cargas positivas junto ao polo positivo (+) e cargas negativas junto ao polo negativo (−). Esse desequilíbrio gera a ddp — pelo circuito, as cargas positivas tendem a ir do polo (+) para o (−).
Pense num desnível: uma bola rola de onde está mais alto para onde está mais baixo. Com as cargas é parecido — as cargas positivas tendem a se deslocar do ponto de maior potencial para o de menor potencial elétrico.
A ddp é o tamanho dessa "queda": quanto maior ela for, mais energia cada carga recebe ao percorrer o circuito.
Força eletromotriz, diferença de potencial e tensão são termos importantes, muitas vezes confundidos. Os três são medidos em volts (V), mas têm significados físicos distintos.
Pilhas e baterias convertem energia química em elétrica por meio de reações de oxirredução dentro de células eletroquímicas.
Nem toda ddp vem de reação química. Vários dispositivos mantêm uma tensão (em geral contínua) a partir de outras formas de energia:
Quanto maior a tensão, mais energia cada carga recebe. A altura da barra é o logaritmo da tensão, não a tensão: com a barra da pilha em 1 cm, a do raio teria 670 km, acima da Estação Espacial.
É o movimento ordenado de cargas através de um condutor. Sua intensidade mede quanta carga passa por segundo.
Nos cálculos usamos o sentido convencional — combinado lá no século XVIII, antes de conhecermos o elétron.
O fio já está cheio de elétrons livres antes de você ligar o interruptor. Ligar não coloca elétrons no fio: apenas põe todos a marchar ao mesmo tempo.
Mesmo assim a lâmpada acende na hora. O que corre pelo fio a perto de 200 mil km/s não é o elétron: é o campo elétrico, que põe todos em movimento quase ao mesmo tempo.
Um cano já cheio de bolinhas: empurre uma de um lado e outra sai do outro no mesmo instante, sem que nenhuma tenha atravessado o cano.
Correntes acima de poucos centésimos de ampère já são perigosas ao corpo humano. A altura da barra é o logaritmo da corrente: com a barra do LED em 1 cm, a do raio teria 15 km, acima da altitude de um avião de carreira.
O resistor é pequeno demais para trazer o valor impresso. Ele vem em faixas coloridas, lidas a partir da ponta em que elas estão mais juntas.
Todo resistor percorrido por corrente converte energia elétrica em energia térmica. Não é defeito nem escolha de projeto: é o que a resistência faz.
E converte tudo. Um motor transforma parte da energia em movimento, um LED transforma parte em luz. O resistor não tem outra saída.
A conversão é de mão única: o calor se espalha pelo ambiente e não volta a ser energia elétrica.
A 2ª Lei de Ohm liga a resistência de um fio às propriedades dele: de que material é feito, quanto mede e quão grosso é. Com ela dá para prever a resistência antes de medir.
Para a mesma resistência, dobrar a tensão dobra a corrente.
Um curto-circuito é um caminho de resistência quase nula ligando os dois polos da fonte. A corrente despreza o resto do circuito e vem toda por ali.
A mesma fonte de 12 V, mil e duzentas vezes mais corrente e mais potência. Tudo isso vira calor num fio fino que não foi feito para isso.
A potência mede quão rápido a energia elétrica é convertida em outra forma.
Um watt é um joule por segundo. Um chuveiro de 5500 W converte 5500 joules a cada segundo em que fica ligado.