Diferencia de potencial

Diferencia de potencial

UN diferencia de potencial (ddp), también llamado voltaje, se define como el trabajo requerido para que una carga se mueva del punto A al punto B, cuando se sumerge en un campo eléctrico.

Cuando hay una cierta diferencia de potencial entre dos puntos y conectamos estos puntos a través de un hilo conductor, aparecerá un movimiento ordenado de cargas en su interior.

Este movimiento se llama corriente eléctrica. Por lo tanto, para que un conductor esté cubierto por una corriente, debe haber una diferencia de potencial entre sus puntos.

Para que un aparato eléctrico funcione, debe haber un ddp entre sus terminales. Normalmente, en este equipo se indica el valor de voltaje a conectar.

La unidad de medida del PDD es la Voltios, en honor al físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) inventor de la batería eléctrica. El equipo que mide el voltaje se llama voltímetros.

Fórmula PDD

La diferencia de potencial se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

Siendo,

U: diferencia de potencial (V)
VUN: potencial en el punto A (V)
Vsegundo: potencial en el punto B (V)
TDESDE: trabajo de la fuerza eléctrica para mover una carga del punto A al punto B (J)
q: carga eléctrica (C)

Para obtener más información, consulte también:

  • Potencial eléctrico
  • Trabajo
  • Carga eléctrica

Lei de Ohm

Los dispositivos eléctricos que transforman la energía eléctrica en energía térmica se denominan resistencias. Ducha eléctrica, plancha, lámparas incandescentes, son ejemplos de tales dispositivos.

Cuando la relación entre el ddp de los terminales de una resistencia y la corriente que la atraviesa es un valor constante, esa resistencia se llama óhmica.

Podemos calcular la diferencia de potencial entre los terminales de una resistencia óhmica cuando es atravesada por una corriente a través de la siguiente relación, llamada Leyes de Ohm:

U = R. yo

Siendo,

U: voltaje (V)
R: valor de resistencia (Ω)
i: intensidad de la corriente eléctrica (A)

Ejemplo

¿Cuál es la diferencia de potencial a la que están sometidos los terminales de una toma eléctrica que tienen una resistencia igual a 25 Ω cuando están sujetos a una corriente de 4 A?

Solución

Para encontrar el valor de ddp aplicaremos la ley de Ohm, es decir:

U = 25. 4 = 100 V

Por lo tanto, los terminales de la toma están sujetos a una tensión de 100 V.

Para obtener más información, consulte también:

Energia electrica

La energía eléctrica es una cantidad que representa la cantidad de energía eléctrica que se ha transformado en otro tipo de energía, por unidad de tiempo.

Los equipos eléctricos, además de la indicación de voltaje, también tienen la indicación de la potencia eléctrica que consumen. Cuanto mayor sea su valor, mayor será el consumo energético.

La potencia eléctrica es igual al producto del voltaje por la corriente, es decir:

P = U. yo

Siendo,

P: potencia eléctrica (W)
U: voltaje (V)
i: intensidad de la corriente eléctrica (A)

vea también: Tensión eléctrica

Ejemplo

¿Cuál es la tensión a conectar a una ducha eléctrica que consume una potencia de 2200 W, para que la intensidad de corriente que la atraviese sea igual a 10 A?

Solución

Para encontrar el valor de voltaje, reemplacemos los valores en la fórmula:

Por tanto, el ddp debe ser igual a 220 V.

Ejercicios resueltos

1) Enem – 2017

Se han desarrollado dispositivos electrónicos que utilizan materiales de bajo costo, como polímeros semiconductores, para monitorear la concentración de amoníaco (gas tóxico e incoloro) en granjas avícolas. La polianilina es un polímero semiconductor que tiene el valor de su resistencia eléctrica nominal cuadriplicado cuando se expone a altas concentraciones de amoníaco. En ausencia de amoníaco, la polianilina se comporta como una resistencia óhmica y su respuesta eléctrica se muestra en el gráfico.

El valor de resistencia eléctrica de la polianilina en presencia de altas concentraciones de amoníaco, en ohmios, es igual a

a) 0,5 × 100 .
b) 2,0 × 100 .
c) 2,5 × 105 .
d) 5,0 × 105 .
e) 2,0 × 106 .

Como resistencia óhmica, podemos usar la ley de Ohm para encontrar el valor de resistencia. Para ello, elegiremos un punto en el gráfico, por ejemplo U = 1 V ei = 2. 10-6 A. Entonces tenemos:

Como la resistencia eléctrica de la polianilina en presencia de altas concentraciones de amoniaco se cuadruplica, entonces debemos multiplicar el valor encontrado por 4.

Por lo tanto, el valor de la resistencia es igual a 2.0 x 106Ω.

Alternativa: e) 2.0 x 106Ω

2) UERJ – 2012

Una habitación está iluminada por un circuito de lámparas incandescentes en paralelo.

Considere los datos a continuación:

  • el límite de corriente eléctrica efectivo del fusible que protege este circuito es igual a 10 A;
  • la tensión efectiva disponible es de 120 V;
  • bajo este voltaje, cada lámpara consume una potencia de 60 W.

El número máximo de lámparas que se pueden mantener encendidas corresponde a:

a) 10
b) 15
c) 20
d) 30

Primero, calculemos la potencia máxima que soporta el circuito, su valor vendrá dado por:

P = 10. 120 = 1200 W

Como cada lámpara consume 60 W, para saber cuántas lámparas se pueden mantener encendidas debemos dividir el valor máximo de potencia entre 60.

Por lo tanto, se pueden mantener 20 lámparas.

Alternativa: c) 20