Apostila Mecatronica final

Apostila Mecatronica final


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segue apenas um caminho entre o pólo
positivo e o negativo.
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fig. 40
Obs.: Todo equipamento que consome energia elétrica e restringe a passagem de cor-
rente é considerado um resistor. O valor da corrente i, em um circuito com resistores
ligados em série, é igual em qualquer ponto do circuito, mesmo que existam componen-
tes de diversas resistências. Se houver rompimento do fio condutor em qualquer trecho,
não haverá passagem de corrente. Por esse motivo, os fusíveis são instalados em série
com o componente a ser protegido, pois, se houver um aumento na passagem de cor-
rente elétrica, o fusível desconecta a ligação em série, protegendo o componente.
fig. 41 - O circuito está interrompido, devido ao rompimento do condutor no interior do fusível.
Medida da tensão em um circuito em série
Se num circuito em série, alimentado por uma bateria de 12 Volts, for instalada
uma lâmpada de 12 Volts, a lâmpada funcionará plenamente. Porém, se no
mesmo circuito, forem instaladas duas lâmpadas idênticas de 12 Volts, as lâm-
padas acenderão com baixa intensidade. Como são lâmpadas idênticas, cada
uma receberá seis Volts.
 fig. 42
A queda da intensidade de luz será maior se colocarmos três lâmpadas de 12
Volts ligadas em série, pois a tensão que cada lâmpada irá receber será de
quatro Volts.
fig. 43
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Se em um circuito em série, alimentado por uma bateria de 12 Volts, forem
instaladas doze lâmpadas de 1 Volt cada, a intensidade luminosa de cada lâm-
pada será plena. É o caso da iluminação de uma árvore de Natal, onde, geral-
mente, as lâmpadas estão associadas em série. Então, em um circuito elétrico
de componentes dispostos em série, a soma das tensões em cada componente
do circuito é igual à tensão da fonte de alimentação (bateria).
Medida da resistência equivalente em um circuito em série
Para medir a resistência em cada componente, deve ser usado o ohmímetro. A
instalação do ohmímetro é idêntica à do voltímetro, tendo-se o cuidado para
que nunca seja ligado em um circuito com corrente elétrica. A resistência equi-
valente, de um circuito em série, é igual à soma das resistências de cada com-
ponente.
 fig. 44
A resistência equivalente do circuito também poderia ser encontrada
posicionando-se os terminais do ohmímetro como a seguir:
 fig. 45
Cálculo da corrente em um circuito em série (aplicação da lei de Ohm)
Para calcular o valor da corrente total consumida em um circuito em série,
proceda da seguinte maneira:
Se for conhecido o valor da resistência equivalente, substitua na equação V =
R.I, sendo:
V (tensão), R (resistência) e I (corrente), usando o valor de tensão da bateria.
I = V/R = I = 12/15 = O,8A
Um outro modo de calcular a corrente nesse circuito é conhecer a resistência e
a tensão aplicadas em uma das lâmpadas. O valor da corrente elétrica deve ser
o mesmo que o encontrado acima.
I = V/R = I = 4/5 = O,8A
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O valor da corrente encontrado acima pode ser medido usando-se o
amperímetro. A instalação do amperímetro é feita em série com o circuito,
como demonstrado na figura abaixo.
 fig.46
O valor da corrente encontrado pelo amperímetro independe do local de sua
instalação, pois o valor da corrente é a mesma em todo o circuito.
 fig. 47
B) CIRCUITO COM RESISTORES LIGADOS EM PARALELO
Um circuito elétrico que oferece mais de um caminho à passagem da corrente
elétrica é chamado circuito em paralelo. A disposição das resistências elétricas é
mostrada na figura abaixo.
 fig. 48
Quando lâmpadas em conjunto estão ligadas em paralelo, recebem a mesma tensão; portan-
to, a intensidade da luz é a mesma em todas as lâmpadas.
TENSÃO EM CIRCUITO PARALELO
No circuito em paralelo, a tensão aplicada sobre cada componente é a mesma. Dessa forma,
quando são instaladas lâmpadas em paralelo, em um circuito alimentado por uma bateria de 12
Volts, a tensão em cada lâmpada também será de 12 Volts.
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 fig. 49
RESISTÊNCIA ELÉTRICA NO CIRCUITO EM PARALELO
Para medir a resistência elétrica de um componente, ou a resistência equivalente (resistên-
cia de todo circuito), deve-se seguir os mesmos procedimentos do circuito em série e de acordo
com a figura abaixo.
 fig. 50
CÁLCULO DA RESISTÊNCIA EQUIVALENTE
A resistência equivalente no circuito em paralelo pode ser calculada através da equação
abaixo, onde são usados os valores das resistências elétricas medidos com o ohmímetro.
Exemplo dos cálculos:
É interessante observar que, quanto mais associações de resistências em paralelo houver,
menor será a resistência elétrica equivalente.
-1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 =
 1/Req = 1/5 + 1/10 + 1/15 =
 1/Req = 150/750 + 75/750 + 50/750 =
 1/Req = 275/750
 Req = 2,73 \u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9
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VANTAGENS DO CIRCUITO EM PARALELO SOBRE O CIRCUITO EM SÉRIE:
\u2022 a tensão recebida pelo equipamento é sempre a mesma da fonte de energia,
independentemente de sua posição no circuito;
\u2022 é possível a instalação da chave on-off para cada equipamento, permitindo seu
controle individual;
\u2022 é possível a instalação de fusíveis para cada equipamento, permitindo a proteção
individual.
CORRENTE ELÉTRICA NO CIRCUITO EM PARALELO
Ao contrário do que ocorre no circuito em série, a corrente total fornecida pela \u201cbateria\u201d é
igual à soma das correntes em cada ramo do circuito, ou seja, quanto maior o número de ramos que
contenha resistência, maior será a facilidade da passagem da corrente elétrica. Isso pode ser
verificado matematicamente se analisarmos a equação i = v/r.
 fig. 51
 fig. 52
CIRCUITO ELÉTRICO MISTO
Um circuito elétrico que possui resistências ligadas em série e em paralelo recebe o nome de
circuito misto.
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 fig. 53
Para analisarmos o comportamento da tensão e da corrente em um circuito misto, deve-se
primeiro identificar os circuitos em paralelo. Então, meça a resistência de cada componente e
calcule a resistência equivalente. Seguindo esse procedimento, o circuito apresenta-se como um
circuito em série.
 fig. 54
1/Req = 1/5 + 1/10 + 1/15 =
1/Req = 150/750 + 75/750 + 50/750 =
1/Req = 275/750
Req = 2,73 \u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9
Conhecendo-se a resistência equivalente do circuito em série e a tensão da bateria, pode ser
calculada a corrente usando a seguinte equação:
I = V/R = I = 12/15 = 0,8A
Conhecendo-se a corrente fornecida pela bateria, pode ser calculada a queda de tensão nos
resistores R1 e R2. Usando a mesma equação, obtemos:
V = R.I => VI = 2Q . 2,54A => VI = 5,08 Volts
V = R.I => V2 = 2,73Q . 2,54 A => V2 = 6,92 Volts
Conhecendo o valor da tensão V2, retoma-se à montagem inicial do circuito misto, podendo
ser calculada a corrente em cada ramo do circuito em paralelo, como mostrado abaixo:
i1 = V/R = i 1 = 6,92/5 = 1,38 A
i2 = V/R = i2 = 6,92/10 = 0,69 A
i3 =V/R = i3 = 6,92/15 = 0,46 A
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Em um veículo onde o difícil acesso a alguns componentes do circuito elétrico dificulta a
utilização do multímetro na realização de medidas, é necessário o uso dos cálculos mostrados
acima. Dessa forma, não podemos desprezar a Matemática, pois, através do seu uso, pode ser feito
um diagnóstico preciso.
O FUTURO DA ELETRICIDADE
A eletrônica é, hoje, uma das ciências que mais se desenvolvem e, cada dia que passa,
novos materiais componentes são produzidos, abrindo novas portas e ditando novos rumos para os
sistemas elétricos. Está muito perto de nós a utilização de materiais supercondutores. Você sabe o
que representa isso? Significa transportar a eletricidade em materiais que não apresentam resis-
tência elétrica. Isso evita as perdas causadas pela elevação de temperatura do condutor e o siste-
ma seria 100% eficiente. Eis aí o futuro da eletricidade.
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