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2 0 2 1 . 1 Maceió - AL CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO Circuito elétrico é o caminho eletricamente completo, pelo qual circula ou pode circular uma corrente elétrica, quando se mantém uma diferença de potencial (d.d.p.) entre os seus terminais. 2 CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO Análise do circuito elétrico Visa obter o modelo e o estudar o comportamento dos equipamentos elétricos; O modelo deve ser capaz de traduzir o funcionamento do equipamento “conectado” no circuito elétrico. 3 CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO Fonte de tensão: é o elemento do circuito elétrico que fornece uma tensão definida. 4 CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO As linhas que conectam a fonte aos terminais da carga representam o caminho para circulação da corrente elétrica; Para que a corrente elétrica percorra um circuito, esse circuito deve ser fechado. 5 CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO O sentido da corrente elétrica: Quando se admite que o sentido da corrente elétrica é considerado igual ao movimento dos elétrons, diz-se que seu sentido é eletrônico ou real; Quando se admite que o sentido da corrente elétrica é oposto ao do movimento dos elétrons, fala-se em sentido convencional. 6 CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO 7 CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO 8 CIRCUITO ELÉTRICO - MODELAMENTO A Corrente Contínua (CC) é aquela que mantém sempre a mesma polaridade, fornecendo uma tensão elétrica (ou corrente elétrica) com uma forma de onda constante (sem oscilações), como é o caso da energia fornecida pelas pilhas e baterias. Tem-se um polo positivo e outro negativo. A Corrente Alternada (CA) tem a sua polaridade invertida certo número de vezes por segundo, isto é, a forma de onda oscila diversas vezes em cada segundo. O período da forma de onda é justamente o tempo do ciclo a partir do qual a mesma se repete. 9 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Uma fonte é um elemento ativo capaz de gerar energia. Existem basicamente dois tipos de fontes ideais: Fonte independente ideal 10 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Uma fonte é um elemento ativo capaz de gerar energia. Existem basicamente dois tipos de fontes ideais: Fonte dependente (ou controlada) ideal 11 CIRCUITO ELÉTRICO - CC As fontes controladas podem ser divididas em quatro tipos: Fonte de tensão controlada por corrente O fator r é denominado transresistência [ohm] 12 CIRCUITO ELÉTRICO - CC As fontes controladas podem ser divididas em quatro tipos: Fonte de tensão controlada por tensão O fator alpha é denominado ganho de tensão. 13 CIRCUITO ELÉTRICO - CC As fontes controladas podem ser divididas em quatro tipos: Fonte de corrente controlada por corrente O fator β é chamado ganho de corrente. 14 CIRCUITO ELÉTRICO - CC As fontes controladas podem ser divididas em quatro tipos: Fonte de corrente controlada por tensão A variável g é chamada de transcondutância [siemens] 15 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Associação de fontes 16 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Associação de fontes 17 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Resistência Elétrica É a propriedade dos materiais de se opor ou resistir ao movimento dos elétrons. Para a passagem de corrente, exige-se a aplicação de uma tensão. Unidade (SI): ohms (Ω) Símbolo: R 18 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Resistência Elétrica A resistência que um condutor oferece à corrente depende não apenas do tipo de material usado, mas do comprimento, da área da seção reta e da temperatura do condutor. Desconsiderando os efeitos da temperatura, a resistência é encontrada em uma relação direta com o comprimento do condutor, e inversa com a área da seção reta, isto é: 19 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Resistência Elétrica Analiticamente, a seguinte relação é válida: A constante de proporcionalidade ρ é chamada resistividade. A resistividade depende do tipo do material condutor e é definida como a resistência por unidade de comprimento e área da seção reta transversal do material. 20 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Resistência Elétrica Resistividade a 20°C 21 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Resistência Elétrica Exercício Para cada grupo de condutores mostrados a seguir, indique qual é o que tem maior e menor resistência elétrica (a) Os condutores têm o mesmo comprimento: 22 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Resistência Elétrica Exercício Para cada grupo de condutores mostrados a seguir, indique qual é o que tem maior e menor resistência elétrica (b) Os condutores têm a mesma seção reta: 23 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Lei de Ohm Enunciado: “A intensidade da corrente elétrica é diretamente proporcional à diferença de potencial a que está submetido o condutor e inversamente proporcional à resistência elétrica deste condutor.” 24 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Exercícios Uma barra circular de cobre recozido, de resistividade 1,5 x 10-8 Ω.m, possui um raio de 50 mm e comprimento de 6,28 metros. (a) Determine a resistência entre as extremidades do barramento. (b) Se o raio for duplicado, o que ocorre com a resistência? Uma barra circular de cobre recozido, de resistividade 1,5 x 10-8 Ω.m, possui um raio de 2,0 cm e comprimento de 1,0 metro. Qual a resistência entre as extremidades do barramento? Considere π=3,14. Se a corrente que passa entre os terminais da barra é de 1 A, calcule a tensão entre os seus terminais. 25 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Exercícios Considere o circuito abaixo. Encontre os valores de I1 e I2. 26 + 5V - + 20V - 5ΩI1 + 12V - - 20V + 3ΩI2 Circuito 1 Circuito 2 + - + - - + + - CIRCUITO ELÉTRICO - CC Exercícios Considere o circuito abaixo. Encontre os valores de V1, V2 e V3. 27 7A 5A 2Ω + V1 - 12A 6A 2Ω + V2 - 5Ω + V3 -Circuito 3 Circuito 4 CIRCUITO ELÉTRICO - CC Exercícios A diferença de potencial entre dois pontos de um condutor é 10 volts. A intensidade da corrente é constante e é igual a 4 ampères. Qual a resistência e a condutância entre esses dois pontos do condutor? Um condutor AB de resistência r1 = 5Ω é ligado em série com um condutor BC de resistência r2 = 6Ω. A intensidade da corrente que passa por r1 é de 2 A. Calcular: a) a intensidade da corrente que passa por r2; b) a diferença de potencial entre A e B, e entre B e C; c) a resistência total; d) a diferença de potencial entre A e C. 28 6Ω