Para podermos entender o que é a eletricidade precisamos primeiro entender o conceito de Energia Potencial.
O que é Energia? Energia é a capacidade que um sistema possui de realizar trabalho.
O que é Trabalho? Trabalho é a energia gasta para deslocar uma certa massa à uma certa distância.
Por exemplo: Uma bomba ao empurrar a água pelas tubulações está realizando trabalho, logo, gastando energia.
Energia Potencial:
Em certos sistemas, quando um corpo é deslocado em relação à sua origem, ele adquire energia potencial. Esta energia é exatamente o trabalho que foi realizado para este deslocamento.
Para o corpo retornar à posição de origem, teremos que realizar o mesmo trabalho, porém em sentido contrário.
A energia necessária para esse trabalho será aquela que estava acumulada no corpo como energia potencial.
Exemplo:
Usinas hidroelétricas reversíveis:
Os sistemas elétricos europeus possuem usinas termoelétricas à carvão ou energia nuclear que operam melhor em regime de carga constante. Porém, sabemos que o perfil de consumo apresenta picos de demanda durante o dia e ociosidade à noite. A energia que sobra durante a madrugada é utilizada para o bombeamento de água para reservatórios nas montanhas. Essa água que contém acumulada, sob forma de energia potencial, a energia utilizada pelo processo de bombeamento, será aproveitada ao longo do dia para gerar energia nos momentos de pico.
Estas usinas são chamadas reversíveis e utilizam turbinas e geradores especialmente projetados para operarem ora como bomba/motor, ora como turbina/gerador.
O centro da Terra é a origem do campo gravitacional terrestre. Quanto mais nos afastarmos da origem, mais energia potencial gravitacional estaremos adquirindo.
Se dois corpos estão a mesma distância do centro da Terra podemos afirmar que eles possuem a mesma energia potencial, mesmo que estejam em lados opostos do globo pois o que interessa é a altura em que se encontram em relação ao centro da Terra. Porém, se dois corpos estiverem posicionados em alturas diferentes eles possuirão uma diferença de energia potencial gravitacional.
Energia Potencial Elétrica:
Os átomos possuem cargas elétricas positivas (prótons) e negativas (elétrons) que normalmente estão equilibradas. A natureza força esse equilíbrio pois sabemos que cargas opostas se atraem. Portanto, o estado natural de um corpo é possuir carga elétrica zero.
Para que um corpo adquira uma carga elétrica precisamos arrancar cargas (elétrons) desse corpo que então fica polarizado. Estas cargas passam a ser atraídas pelo corpo que busca voltar ao equilíbrio. Exatamente como ocorre no campo gravitacional terrestre quando elevamos um corpo em relação ao centro da Terra.
Para arrancarmos estas cargas elétricas precisamos realizar trabalho, ou seja, gastar energia. As cargas adquirem então energia potencial elétrica. Esta energia será devolvida ao sistema quando estas cargas voltarem ao corpo.
O corpo é então a origem do campo elétrico, da mesma forma que o centro da Terra é a origem do campo magnético gravitacional. Duas cargas à mesma distância do corpo possuem a mesma energia potencial elétrica. Cargas em diferentes distâncias possuem uma diferença de energia potencial elétrico ou como é mais usual dizermos, possuem uma diferença de potencial (ddp).
A unidade utilizada na engenharia para quantificar a diferença de potencial elétrico de uma carga, usualmente chamada de tensão elétrica, é o Volt (V), que denomina a energia potencial elétrica acumulada nesta carga.
Conclusão:
Uma carga elétrica com 1000Volts de diferença de potencial elétrico possui 1000 vezes mais energia potencial, ou seja, capacidade de realizar trabalho, do que a mesma carga elétrica com uma tensão elétrica de 1Volt.
Volt é a Unidade SI de tensão elétrica que denomina o potencial de transmissão de energia, em Joules, por carga elétrica, em Coulombs, entre dois pontos distintos no espaço. Foi batizada em honra ao físico italiano Alessandro Volta (1745-1827). (Wikipédia)
