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Aula 3: Circuitos Resistivos DEE321 - CIRCUITOS ELÉTRICOS I PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Conceitos básicos: 2 Circuitos Elétricos • Circuito aberto e curto-circuito • Fontes Dependentes • Transdutores Leis de Kirchhoff • Lei de Kirchhoff das Tensões • Leis de Kirchhoff das Correntes PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Circuitos Abetos e Curtos-Circuitos 3 • Circuito Aberto: dois terminais isolados, sem qualquer ligação entre si. • Não existe um caminho fechado para o escoamento de cargas. • Pode existir uma ddp qualquer entre seus terminais, mas a corrente é sempre zero. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Circuitos Abetos e Curtos-Circuitos 4 • Nesse circuito, a tensão entre os terminais é aquela fornecida pela bateria: PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Circuitos Abetos e Curtos-Circuitos 5 • Um curto-circuito é a ligação entre dois pontos de um circuito com um elemento de resistência praticamente nula. • A tensão entre os dois pontos é nula, e a corrente assume valores, de acordo com o sistema ao qual os terminais estão ligados. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Circuitos Abetos e Curtos-Circuitos 6 • A corrente através do resistor de 2Ω é 5A. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Circuitos Abetos e Curtos-Circuitos 7 • Com um curto-cicuito nos terminais do resistor, a resistência total será 0Ω. • E a corrente tenderá a assumir valores elevados (Lei de Ohm). • A corrente é limitada apenas pelo disjuntor (ou fusível) em série. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Circuitos Abetos e Curtos-Circuitos 8 • Podem ser descritos como uma representação de resistores: )( 0 GR )0( GR PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Voltímetro e Amperímetro 9 Medidores analágicos: Medidores digitais: PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Voltímetro e Amperímetro 10 Medição de tensão: Medição de corrente: As cores dos ponteiros de prova indicam uma referência da grandeza medida. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Voltímetro e Amperímetro 11 Voltímetro Ideal: CIRCUITO ABERTO Amperímetro Ideal: CURTO-CIRCUITO PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Voltímetro e Amperímetro 12PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Fontes Dependentes 13 A tensão ou corrente do elemento é proporcional à tensão ou corrente de um segundo elemento do circuito. Utilizado como modelo eletrônico de dispositivos, como transistores e amplificadores. Ex: Tensão de saída de um amplificador. A tensão de saída é proporcional à tensão de entrada. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Fontes Dependentes 14 Fonte de tensão controlada por corrente: Fonte de corrente controlada por tensão: PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Fontes Dependentes 15 Fonte de Tensão Controlada por Corrente (FTCC): Fonte de Tensão Controlada por Tensão (FTCT): PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Fontes Dependentes 16 Fonte de Corrente Controlada por Tensão (FCCT): Fonte de Corrente Controlada por Corrente (FTCC): PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Fontes Dependentes 17 Modelo de dispositivo eletrônico (transistor): PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Fontes Dependentes 18 EXEMPLO 1: Calcule a potência absorvida pela fonte dependente. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Transdutores 19 Dispositivos que convertem grandezas físicas para grandezas elétricas. POTENCIÔMETRO: converte posição para resistência elétrica. SENSOR DE TEMPERATURA: converte temperatura para corrente elétrica. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Transdutores 20 POTENCIÔMETRO: • Resistor com um terceiro contato (alavanca). • Parâmetros → Rp e a. Rp → resistência a → posição (0 ~ 1) • a →posição angular do eixo ligado ao potenciômetro. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Transdutores 21 SENSOR DE TEMPERATURA: • Corrente proporcional à temperatura absoluta. • AD590: • i numericamente igual a T • Onde: VvV 304 Tki K A k 1 PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) Leis de Kirchhoff 22 Nó: ponto de ligação entre os componentes. Circuitos representados por linhas retas e componentes na vertical ou horizontal. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff 23 O mesmo circuito pode ser representado por vários diagramas. Os mesmos componentes ligados aos mesmos nós nos dois diagramas. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff 24 Nós: representados por pontos ou pontos com segmentos. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff 25 Leis para análise de circuitos elétricos: Lei de Kirchhoff para Tensões (LKT) Lei de Kirchhoff para Correntes (LKC) Conservação da carga e conservação de energia. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff para Correntes 26 A soma algébrica das correntes em um nó em qualquer instante é zero. Na soma algébrica, considerar o sentido das correntes no nó (sinal positivo para um sentido, e negativo para o outro). CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE 0i Leis de Kirchhoff para Correntes 27 • Os componentes 1, 2, 3 e 4 estão ligados ao nó a. • A soma algébrica dos componentes i1, i2, i3 e i4 deve ser igual a zero. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE 0i 04321 iiii 0i Leis de Kirchhoff para Correntes 28 • Analogamente, as correntes que entram no nó são iguais às correntes que saem do nó: CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE 4132 iiii Leis de Kirchhoff 29 • Malha: caminho fechado num circuito, que não passa mais de uma vez por um nó intermediário. - Malha formada pelos componentes 3, 4, 5 e 6; - Segunda malha, formada pelos componentes 2 e 3; - Terceira malha formada pelos componentes 1 e 2. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff para Tensões 30 A soma algébrica das tensões ao longo de uma malha em qualquer instante é igual a zero. Na soma algébrica, considerar a polaridade das tensões dos componentes que formam a malha (sinal positivo para uma polaridade, e negativo para a outra). CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff para Tensões 31 A soma algébrica das tensõesv3, v4, v5 e v6 deve ser zero. Percorrendo a malha no sentido horário, temos: CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE 03654 vvvvv Leis de Kirchhoff 32 Exemplo 1: Determine a potência fornecida pelo componente C e a potência recebida pelo componente D. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff 33 Exemplo 2: Determine as tensões e correntes nos resistores para R1= 8Ω, v2= -10V, i3= 2A e R3= 1Ω. Determine também o valor da resistência R2. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Leis de Kirchhoff 34 Exercício 1: Determine os valores de i3, i4, i6, v2, v4 e v6 no circuito. CIRCUITOS ELÉTRICOS I / PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE Bibliografias 35 DORF, Richard; SVOBODA, James A.; Introduction to Eletric Circuit. LTC. 8a Ed. 2010. BOYLESTAD, Robert L.; Introdução à análise de circuitos elétricos. 12. ed. São Paulo:Editora Pearson Prentice Hall, 2012. PROFa. JAMILE ALVES (jamile.alves@ufrr.br) UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA – UFRR DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - DEE
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