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1 Universidade Federal do Maranhão – UFMA Centro de ciências sociais, saúde e tecnologia – CCSST Disciplina: Física experimental III Docente: Profº Drº Ricardo Jorge Cruz Lima Discente: Leandro Alves de Souza (Imperatriz, 06 de novembro de 2021) CIRCUÍTO ELÉTRO Imperatriz 2021 2 Leandro Alves de Souza CIRCUÍTO ELÉTRO Resumo apresentado ao curso de En- genharia de Alimentos- UFMA Como parte das exigências da disciplina de fí- sica experimental III. Orientador Profº Drº Ricardo Jorge. Imperatriz 2021 3 SUMÁRIO 1. Circuito _3 2. Componentes de circuito elétrico 4 2.1 Pilha 2.2 Interruptor fechado/aberto 2.3 Motor elétrico 2.4 Fios de ligação 2.5 Lâmpada de incandescência 2.6 Resistência ou resistor 2.7 Reóstato ou resistência variável 2.8 Campainha elétrica 2.9 Voltímetro 2.10 Amperímetro 2.11 Fusível 2.12 Tomada de corrente 2.13 Fonte de alimentação 3. Formulas para os circuitos elétricos 12 3.1 1ª lei de Ohm 3.2 Potência elétrica 3.3 Resistência equivalente em série 3.4 Resistência equivalente em paralelo 3.5 Capacitância 3.6 Capacitância equivalente em série 3.7 Capacitância equivalente em paralelo 3.8 Lei dos nós 3.9 Lei das malhas 4. Bibliografia 15 4 1. CIRCUITO Circuito elétrico é uma ligação de elementos, como geradores, recep- tores, resistores, capacitores, interruptores, feita por meio de fios condutores, formando um caminho fechado que produz uma corrente elétrica. [1] Os circuitos elétricos são utilizados para ligar dispositivos elétricos e eletrônicos de acordo com suas especificações de funcionamento, referentes à tensão elétrica de operação e à corrente elétrica suportada pelo dispositivo. Além disso, são usados para distribuição da energia elétrica em residências e indústrias, conectando diversos dispositivos elétricos por meio de fios conduto- res, conectores e tomadas. [1] De acordo com seus componentes básicos, um circuito elétrico pode desempenhar diversas funções: eliminar picos de corrente elétrica, que são prejudiciais para alguns aparelhos mais sensíveis; aumentar a tensão elétrica de entrada ou, até mesmo, abaixá-la; transformar uma corrente alternada em uma corrente contínua; aquecer algo, entre outras. [1] Figura 1. Componentes de circuitos elétricos. 5 2. COMPONENTES DE CIRCUITOS ELÉTRICOS Os componentes eléctricos são uma subdivisão dos componentes electrónicos. O conceito de elemento eléctrico é usado na análise de circuitos eléctricos. Qualquer rede eléctrica pode ser modelada decompondo-a em múl- tiplos, interconectados elementos elétricos. [2] 2.1 Pilha: Pilha elétrica, célula galvânica, pilha galvânica ou ainda pilha voltaica é um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para converter energia química em energia elétrica. A reação química utilizada será sempre espontâ- nea. [2] Figura 2. Circuito elétrico de uma pilha. 2.2 Interruptor fechado/aberto: O interruptor é um dispositivo simples, usado para abrir ou fechar cir- cuitos elétricos. São utilizados na abertura de redes, em tomadas e entradas de aparelhos eletrônicos, basicamente na maioria das situações que envolvem o ligamento ou desligamento de energia elétrica. [2] Figura 3. Interruptor de circuito elétrico. 6 Figura 4. Circuito fechado e aberto. 2.3 Motor elétrico: Um motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia eléctrica em mecânica. [2] Figura 5. Acionamento de motores elétricos. 7 2.4 Fios de ligação: Um fio de ligação (ou bond wire) é um fio metálico usado para fazer interconexões entre um microchip e outros componentes electrónicos, como parte do processo de fabricação de dispositivos semicondutores (microsolda- gem).[2] Figura 6. Fios de ligação em corrente elétrica 2.5 Lâmpada de incandescência: A lâmpada incandescente é um dispositivo elétrico que transforma energia elétrica em energia luminosa e energia térmica. [2] Figura 7. Lâmpada de incandescência 8 2.6 Resistência ou resistor: Um resistor (frequentemente chamado de resistência, que é na ver- dade a sua medida) é um dispositivo elétrico muito utilizado em eletrônica, ora com a finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica por meio do efeito joule, ora com a finalidade de limitar a corrente elétrica num circuito.[2] Figura 8. Resistores 2.7 Reóstato ou resistência variável: O reóstato é um dispositivo utilizado para variar a resistência de um circuito e, assim, aumenta-se ou diminui-se, a quantidade de energia elétrica que será transformada em térmica por exemplo (no caso de chuveiros ou coisas do género). é importante dizer que a intensidade da corrente não muda, ao passar por um resistor perde-se energia elétrica, ou seja, muda o potencial, mas a intensidade da corrente não vai mudar. Por definição, reóstatos são dis- positivos que podemos variar a sua forma ou as suas dimensões, de modo a obter uma resistência variável.[2] Figura 9. Circuito placa de reostáto 9 2.8 Campainha elétrica: Campainha é o nome que se dá ao dispositivo que emite som para chamar alguém, seja uma campainha de casa, que se usa para indicar a pre- sença de visita, seja uma campainha de mesa, que é operada batendo-se a mão sobre a campainha (difere-se então do sino apenas pelo formato). [2] Figura 10. Circuito de campainha elétrica. 2.9 Voltímetro: O voltímetro é um aparelho que realiza medições de tensão elétrica num circuito. Ele exibe essas medições, geralmente, por meio de um ponteiro móvel ou um mostrador digital, de cristal líquido (LCD) por exemplo. A unidade apresentada geralmente é o volt.[2] Figura 11. Voltímetro 2.10 Amperímetro: 10 O amperímetro é um instrumento utilizado para fazer a medida da in- tensidade no fluxo da corrente elétrica que passa através da sessão transversal de um condutor. A unidade usada é o Ampere. [2] Figura 12. Amperímetro 2.11 Fusível: Em eletrônica e em engenharia elétrica, fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Consiste de um filamento ou lâmina de um metal ou liga metálica de baixo ponto de fusão que se intercala num ponto de uma instalação elétrica, para que se funda, por efeito Joule, quando a intensidade de corrente elétrica superar um determinado valor, devido a um curto-circuito ou sobrecarga, o que poderia danificar a integridade dos condu- tores, com o risco de incêndio ou destruição de outros elementos do circuito.[2] Figura 13. Fusíveis 11 2.12 Tomada de corrente: Uma tomada de corrente ou elétrica é o ponto de conexão que for- nece a eletricidade principal a uma ficha macho conectado a ela. As mais co- muns têm dois terminais, utilizados em circuitos monofásicos ou bifásicos, um para a fase e outro para o neutro (no caso de monofásico) ou um para cada fase (no caso de bifásico), e algumas também têm um terceiro, denominado "ligação de terra" ou simplesmente "terra". Existem também outras tomadas com mais terminais, de 3 (corrente trifásica), 4 ou mais, normalmente para uso na indústria. [2] Figura 14. Ligação de tomadas residenciais 2.13 Fonte de alimentação: Uma fonte de alimentação é um aparelho ou dispositivo eletrônico constituído por quatro blocos de componentes elétricos: um transformador de- força (que aumenta ou reduz a tensão), um circuito retificador, um filtro capaci- tivo e/ou indutivo e um regulador de tensão. [2] Figura 15. Esquema de fonte de alimentação12 3. Fórmulas para os circuitos elétricos Existem algumas fórmulas que podem ser utilizadas para determinar grandezas como corrente elétrica, potencial elétrico, resistência equivalente, po- tência elétrica, carga elétrica e diversas outras em circuitos elétricos simples.[1] Algumas das fórmulas mais importantes para o estudo dos circuitos elétricos: 3.1 1ª lei de Ohm A resistência elétrica dos resistores ôhmicos é constante e é dada pela razão do potencial elétrico aplicado sobre eles pela corrente elétrica que os atravessa.[1] 𝑈 = 𝑅 ∗ 𝑖 U – tensão elétrica ou diferença de potencial R – resistência elétrica i – corrente elétrica 3.2 Potência elétrica A potência elétrica dos resistores ôhmicos é a taxa de realização de tra- balho desses dispositivos a cada segundo. [1] 𝑈 = 𝑅 ∗ 𝑖 → { 𝑃 = 𝑈 ∗ 𝑖 𝑃 = 𝑟 ∗ 𝑖2 𝑈2 𝑃 = 𝑟 P - potência 3.3 Resistência equivalente em série A resistência equivalente de uma associação de resistores é dada pela soma das resistências individuais. [1] 𝑅𝐸𝑄 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅4 … +𝑅𝑁 13 3.4 Resistência equivalente em paralelo O inverso da resistência equivalente de uma associação de resistores é dado pela soma dos inversos das resistências individuais.[1] 1 𝑅𝐸 𝑄 1 = 𝑅1 1 + 𝑅2 1 + 𝑅3 1 + … + 𝑅4 1 𝑅𝑁 3.5 Capacitância Capacitância é a medida da carga elétrica armazenada em um condensador para uma dada diferença de potencial.[1] 𝑄 𝐶 = 𝑈 C – capacitância Q – carga elétrica armazenada U – tensão elétrica 3.6 Capacitância equivalente em série O inverso da capacitância equivalente de uma associação de capacitores em série é dado pela soma dos inversos das capacitâncias individuais. [1] 1 𝐶𝐸 𝑄 1 = 𝐶1 1 + 𝐶2 1 + 𝐶3 1 + … + 𝐶4 1 𝐶𝑁 14 3.7 Capacitância equivalente em paralelo A capacitância equivalente de uma associação de capacitores em paralelo é dada pela soma das capacitâncias individuais.[1] 𝐶𝐸𝑄 = 𝐶1 + 𝐶2 + 𝐶3 + 𝐶4 … +𝐶𝑁 3.8 Lei dos Nós – 1ª lei de Kirchoff A soma das correntes elétricas que chegam em um nó do circuito é igual à soma das correntes elétricas que deixam esse nó.[1] 3.9 Lei das Malhas – 2ª lei de Kirchoff A soma dos potenciais elétricos em uma malha do circuito é sempre igual a zero.[1] 15 REFERENCIAS [1] HELERBROCK, Rafael. "Circuitos elétricos"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/circuitos-eletricos.htm. Acesso em 22 de junho de 2021. [2] BATISTA, João. “Componentes de circuitos elétricos”, Google. Dispo- nível em: https://sites.google.com/site/joaobaptista1201/instala- coes- electricas/circuitos-eletricos/componentes-de-circuitos-electricos. Acesso em 22 de junho de 2021. https://sites.google.com/site/joaobaptista1201/instalacoes-electricas/circuitos-eletricos/componentes-de-circuitos-electricos https://sites.google.com/site/joaobaptista1201/instalacoes-electricas/circuitos-eletricos/componentes-de-circuitos-electricos https://sites.google.com/site/joaobaptista1201/instalacoes-electricas/circuitos-eletricos/componentes-de-circuitos-electricos
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