Buscar

slides

Prévia do material em texto

1
Prof. Felipe Neves Souza
Eletricidade
Aula 1
Conversa Inicial
Grandezas elétricas
Convenção passiva
Elementos de circuitos
Tipos de fontes
Nó, ramo, laço e malha
Tópicos abordados
Grandezas elétricas
É a propriedade elétrica das partículas 
atômicas que compõem a matéria
É medida em Coulombs (C)
Cargas elétricas 1 Coulomb de carga tem �, ��	. ��
�	 elétrons
Carga do elétron: 
 � ��, ���	. ���
	�
MrJafari/shutterstock
2
A lei da conservação da carga estabelece:
“Não se pode criar nem destruir uma carga, 
mas apenas transferi-la”
Corrente elétrica
É a taxa de variação de carga em um 
determinado espaço de tempo
� �
��
��
Corrente elétrica é medida em Ampères ���
�		� � �
�������
�
�����
Existem dois tipos de corrente elétrica: 
Alternada 
Contínua
Corrente Contínua
Corrente Alternada
�
�
É uma grandeza necessária que faz com que um 
elétron se desloque de um local para outro
 �
�!
��
A tensão elétrica é medida em Volts �"�
�	" � �
#���
�������
Tensão elétrica ( )
Vab = 9 V
+
-
a
b
a
b
Vab = -9 V
+
-
Potência ($$$$)
Grandeza que mede quanto trabalho pode 
ser realizado em um determinado período 
de tempo, medido em Watts	 %
$ �
�!
��
3
Sabemos que: �
�!
��
			
		� �
��
��
E como: $ �
�!
��
�
�!
��
·
��
��
Então: $ � 	. �
É a capacidade de realizar trabalho; é medida 
em Joules (J)
As concessionárias medem energia em 
Watts-hora (Wh)
1 Wh = 3600 J
Energia
Convenção passiva, componentes de 
circuitos e tipos de fontes
No início dos estudos em eletricidade, 
convencionou-se que a corrente elétrica 
fluía do terminal positivo (+) para o 
negativo (–)
Este padrão é chamado de convenção 
de sinal passivo
Convenção passiva
-
+
Fonte Carga
Corrente
Se o sentido de referência para a corrente 
for o mesmo da queda de tensão, deve ser 
utilizado um sinal positivo; caso contrário, 
negativo
4
O elemento está absorvendo potência
+
_
_
+
$ � . � $ � . �
� �
O elemento está fornecendo ou dissipando
potência
+
_
_
+
$ � . ��
$ � � . �
$ � . ��
$ � � . �
� �
Em circuitos existem dois tipos de elementos:
Os ativos (que geram energia) 
Os passivos (que dissipam energia)
Elementos de Circuitos Ativos:
Fontes de tensão
Fontes de corrente
Passivos:
Resistores
Indutores
Capacitores
Existem dois tipos de fonte: 
De tensão 
De corrente
Estas fontes podem ser: 
Independentes 
Dependentes
Tipos de fontes
Fornecem tensão ou corrente independente 
de outras variáveis do circuito
Fontes independentes 
+
_ _+
+
_
Fontes de tensão 
" " "
Fontes de corrente 
' '
5
Fornecem tensão ou corrente em seus 
terminais, sendo controladas por outra 
tensão ou corrente do circuito
Fontes dependentes Existem 4 tipos de fontes dependentes:
1. Fonte de tensão controlada por tensão 
(FTCT)
2. Fonte de tensão controlada por corrente 
(FTCC)
3. Fonte de corrente controlada por tensão 
(FCCT)
4. Fonte de corrente controlada por corrente 
(FCCC)
�(
�(
+
_
+
_ _
+ �	. �("
) *
+
	,	. ("
) *
+ (
_
+
_
+
 ( �	. (
	,	. �(
Resistência elétrica 
(lei de Ohm)
Resistência elétrica
Medida em Ω (Ohms)
-
- � . ·
�
�
�
�
.: é	1	2
����� ��1�
��	�1�
2�1�	�3.��
Material Resistividade 
(Ω ∙ m)
Uso
Prata 1,64 x 10-8 Condutor
Cobre 1,72 x 10-8 Condutor
Ouro 2,45 x 10-8 Condutor
Alumínio 2,8 x 10-8 Condutor
Carbono 4 x 10-5 Semicondutor
Germânio 47 x 10-2 Semicondutor
Silício 6,4 x 102 Semicondutor
Papel 1010 Isolante
Mica 5 x 1011 Isolante
Vidro 1012 Isolante
Teflon 3 x 1012 Isolante
Fonte: Alexander e Sadiku, 2013
6
Quando um material com uma resistência (----) 
é alimentado por uma fonte de tensão ( ), 
uma corrente elétrica (����) proporcional à 
tensão aplicada circula nos seus terminais
Lei de Ohm Esta constante de proporcionalidade é a
resistência (----)
" � -	. 4
4
Exemplo 1: calcular a corrente elétrica do 
circuito
4
��" ,3
" � -. 4
�� � ,. 4
4 �
��
,
4 � �	�
Quando o valor de uma resistência é 
aproximadamente zero, ela pode ser 
considerada como um curto-circuito
_
+
�
 � � - � �
Quando o valor de uma resistência 
aproxima-se do infinito, ela pode ser 
considerada como um circuito aberto
_
+
� � �
 - � ∞
Sabendo que: 6 � ". 4				
			" � -. 4
Podemos reescrever a equação de potência:
6 � -. 4�										6 �
"�
-
Potência
7
Nó, ramo, laço e malha
Representa um único elemento do circuito, 
como um resistor ou uma fonte
Ramo
-�
-7
"
É um ponto de conexão entre 
dois ou mais ramos
Nó
"
-�
-� -7
Nó 1 Nó 2
Nó 3
-7-�
"
-�
Nó 1
Nó 2
Nó 3
É qualquer caminho fechado em um circuito
Este caminho inicia em determinado nó, 
passando por diversos outros e retornando 
ao nó inicial
Laço ou loop
Laço 1 Laço 2
Laço 3
Malha é um laço que não contém outro laço 
dentro dele
Malha
Malha 1 Malha 2
8
Referências ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M, N. O. 
Fundamentos de circuitos elétricos. 5ª ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2013.

Continue navegando