Corrente, potência e limites dos componentes

A corrente precisa de um caminho fechado

A corrente é a taxa com que a carga atravessa uma seção: $I=\Delta Q/\Delta t$. Um ampère é um coulomb por segundo. A corrente convencional aponta na direção em que uma carga positiva se moveria. O movimento dos elétrons em um metal aponta para o outro lado; as equações de circuitos usam consistentemente a corrente convencional.

Uma fonte conectada a apenas um terminal do resistor não estabelece uma corrente CC sustentada através dele. É necessário um caminho de retorno completo. A mesma corrente passa por todos os elementos de um caminho em série quando nenhum ramo se separa. A tensão é medida entre os terminais de um elemento; a corrente é medida através de um ramo. Um amperímetro deve ser inserido em série. Colocar um medidor na entrada de corrente diretamente entre os terminais de uma fonte cria um ramo não intencional de baixa resistência.

Balanço de energia

Com a corrente entrando no terminal de tensão positiva, a potência absorvida é $P=VI$. Um resistor dissipa $I^2R=V^2/R$. Suponha que 5 V sejam aplicados a 1 kΩ. A corrente é 5 mA e a potência é 25 mW. Uma potência nominal hipotética de 0.125 W excede essa dissipação calculada, mas a potência efetivamente permitida depende da temperatura e da curva de redução de potência do fabricante. Um rótulo sozinho não é um projeto térmico.

Agora, reduza a resistência para 100 Ω. A corrente passa a 50 mA e a potência a 250 mW. A tensão permaneceu igual enquanto a dissipação aumentou dez vezes. Selecionar uma resistência menor pode resolver o efeito de carga, mas custa corrente, calor e duração da bateria. Uma fonte que fornece potência tem potência absorvida negativa na mesma convenção de sinais; isso torna a soma total das potências uma verificação útil.

Um registro prático

Crie uma tabela contendo tensão, resistência, corrente, dissipação calculada e um limite explícito de potência. Anote quais números são premissas. Para uma alimentação de 3.3 V e 330 Ω, a corrente ideal é 10 mA e a potência do resistor é 33 mW. Uma corrente medida significativamente acima dessa previsão sugere uma resistência diferente, um caminho paralelo adicional ou uma configuração errada da fonte. Não esconda uma diferença mudando unidades até o número parecer plausível.