Eletricidade_T
41 pág.

Eletricidade_T


DisciplinaEletrônica I6.549 materiais31.745 seguidores
Pré-visualização7 páginas
a quantidade de energia libertada será também pequena e vice-versa. 
Os resistores de película são construídos com diferentes tamanhos correspondentes a 
diferentes potências. A figura 2 mostra os tamanhos mais comumente fabricados, que são: 
1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W e 2W. Esses resistores são facilmente identificáveis pelo comprimento 
e pelo diâmetro. 
 
 
 
Figura 1 \u2013 Resistores de fio, e resistor de Figura 2 \u2013 Resistores de várias potências 
 filme de carbono 
Circuitos Elétricos 
Prof. João Giacomin \u2013 DCC \u2013 UFLA 4 
Exemplo 
 
Qual o menor tamanho que pode ter um resistor de 1k\u2126 para suportar uma corrente de 25 mA? 
 
Calculemos inicialmente a potência a ser dissipada: 
 
 P = R.I2 \u2234 P = 1k\u2126 (25 mA)2 = 625mW 
 
O menor tamanho é 1W. 
 
 
 
3. TERRA E POTENCIAL DE REFERENCIA 
 
Já vimos anteriormente que tensão é a medida da diferença de potencial entre dois 
pontos. Desse modo, quando dizemos que a tensão do resistor é 10V, estamos dizendo que a 
diferença de potencial entre seus terminais é 10V, isto é, o potencial do ponto A é 10V em 
relação ao ponto B ou o potencial de B e \u2013 10V em relação ao ponto A. 
Na figura 3, a tensão em A, com relação a B, é 10V e a tensão em C, com relação a 
A, é \u201350V. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 \u2013 Ramo de circuito elétrico 
 
 
Sempre que formos medir potencial, necessitamos de um ponto de referência. 
A referência padrão é o potencial terra, normalmente confundido e feito coincidir com 
massa e chassi. 
É comum, durante ensaios ou experiências, pedir-se a tensão no ponto A ou no ponto B, 
por exemplo. É claro que nessas condições, o ponto de referência é a massa ou terra. 
O potencial padrão, potencial terra, é 0V, e é erro freqüente imaginarmos que qualquer 
componente ou circuito ligado ao terra se anula ou se descarrega. 
O que acontece não é bem assim. Se um ponto, A, de um circuito elétrico estiver ligado 
à terra, dizemos que ele está ligado no potencial zero, VA = 0V. Um outro ponto, B, do 
mesmo circuito estará num potencial VB. Portanto a diferença de potencial entre A e B é 
VBA = VB \u2013 VA = VB \u2013 0 = VB. Se o ponto A não estivesse ligado à terra, apenas poderíamos 
1A 
10\u2126 
40\u2126 
A 
B 
C 
10V 
40V 
Circuitos Elétricos 
Prof. João Giacomin \u2013 DCC \u2013 UFLA 5 
dizer que a diferença de potencial entre os pontos B e A é VBA, nada poderíamos afirmar sobre 
o pontecial de A ou o potencial de B. 
 
 
 
Exemplo 
 
Imaginemos uma pilha comercial de 1,5V conectada conforme a figura 4, abaixo. 
A tensão entre os pontos A e B é 1,5V por fabricação. 
Analisando a figura a, concluímos que não é possível sabermos o potencial do ponto A 
e do ponto B, pois não existe nenhuma referência, porém sabemos o potencial de um ponto em 
relação ao outro. 
Na figura b, o potencial de A é +1,5V e o de B é 0V e na figura c o potencial de A é 0V 
e o de B é \u2013 1,5V. 
 
 
 
Figura 4 \u2013 Ligações de uma pilha de 1,5V 
 
 
 
Nos três casos analisados, como podemos reparar, a diferença de potencial entre A e B 
ou a tensão da pilha se manteve, evidentemente, igual a 1,5V. 
Circuitos Elétricos 
Prof. João Giacomin \u2013 DCC \u2013 UFLA 6 
4. LEIS DE KIRCHHOFF 
 
 
 
4.1. INTRODUÇÃO 
 
O estudo dos problemas que envolveram os circuitos elétricos simples, permite-nos 
determinar valores de tensões e correntes em vários componentes como também 
determinarmos valores específicos e caracterizantes de dispositivos incógnitos. 
Entretanto, no caso de circuitos mais complexos, que constituem redes elétricas, a 
solução de valores de tensão, corrente e determinados dispositivos fica mais trabalhosa. 
As Leis de Kirchhoff formam a base de toda a teoria de redes elétricas que, para uma 
análise mais ampla e geral, apresenta vários teoremas gerais como, por exemplo, de Norton, 
Thevenin, Superposição, etc. 
Trataremos exclusivamente, aqui, das Leis de Kirchhoff aplicadas a circuitos lineares 
resistivos. 
 
 
 
4.2. ALGUMAS DEFINIÇÕES 
 
De um modo geral, os circuitos elétricos não se apresentam de maneira simples mas sob 
o aspecto de redes elétricas. 
Rede elétrica é qualquer associação de bipolos elétricos, ativos ou passivos, interligados 
de formas quaisquer, por meio de malhas elétricas. 
A figura 5 mostra uma rede elétrica, que é constituída por malhas, ramos e nós. 
 
 
 
Figura 5 \u2013 Exemplo de rede elétrica 
 
 
Circuitos Elétricos 
Prof. João Giacomin \u2013 DCC \u2013 UFLA 7 
Nós (nodos ou vértices): sáo os pontos de três ou mais bipolos, por exemplo: B, F, H, 
etc. Os pontos A e I não são nós. 
 
Ramo: todo trecho do circuito compreendido entre dois nós consecutivos, por exemplo: 
BF; HD; etc. GA não e ramo, mas sim G(A)B e ainda C(I)D. 
 
Malha: todo percurso fechado constituído por dois ou mais ramos, por exemplo: GFHG; 
FBECF; CEDIC; etc. 
 
Devemos lembrar que, na maioria dos casos, o estudo de uma rede elétrica fica facilitado 
se a redesenharmos de forma simples, sempre que possível. 
 
 
 
4.3. LEIS DE KIRCHHOFF 
 
Muitas vezes denominadas regras, lemas ou ainda corolários de Kirchhoff, são derivadas 
de dois conceitos básicos da continuidade da corrente elétrica e o da distribuição energética. 
 
 
4.3.1 \u2013 PRIMEIRA LEI DE KIRCHHOFF 
 
 
A primeira lei de Kirchhoff, também denominada lei dos nós, apresenta o seguinte 
enunciado: 
 
Em um nó, é nula a soma algébrica das intensidades das correntes. 
 
A figura 6 esquematiza um nó qualquer de um circuito qualquer, no qual as correntes 
que chegam são I2 e I5 e as que partem são I1 I3 e I4. Atribuindo sinais positivo e negativo às 
que chegam e às que partem, respectivamente podemos escrever: 
 
I2 +I5 \u2013 I1 \u2013 I3 \u2013 I4 = 0 (1) 
 
 I2 + I5 = I1 + I3 + I4 
 
ou matematicamente 
 
\u2211
\u2212
=
n
1j
j 0I 
 
A lei dos nós pode ser ainda formulada assim: 
 
\u201cA soma das intensidades das correntes que chegam a um nó, é igual à soma das 
intensidades das correntes que partem desse nó\u201d. 
Circuitos Elétricos 
Prof. João Giacomin \u2013 DCC \u2013 UFLA 8 
 
 
 
Figura 6 \u2013 Primeira Lei de Kirchhof 
 
 
 
4.3.2 \u2013 SEGUNDA LEI DE KIRCHHOFF 
 
 
Também denominada lei das malhas, a segunda lei de Kirchhoff apresenta o seguinte 
enunciado: 
 
É nula a soma algébrica das tensões ao longo de uma malha. 
 
A figura 7 mostra uma malha evidenciada de uma rede elétrica. É constituída por três 
ramos, AB, BC e CA, alguns resistores e algumas pilhas. 
 
 
 
Figura 7 \u2013 Malha de um circuito elétrico 
 
 
Circuitos Elétricos 
Prof. João Giacomin \u2013 DCC \u2013 UFLA 9 
Antes de analisarmos a 2a lei, vamos abrir um parêntese e lembrar que, ao percorrermos 
um ramo e depararmos com um bipolo, este apresentará dois pontos de potenciais diferentes. 
Vejamos a situação da figura 8a; ao percorrermos o bipolo 1 no sentido indicado, 
diremos que houve, perda de potencial, isto é, saímos do potencial do ponto A em direção ao 
potencial (menor) do ponto B e portanto estamos \u201cvendo\u201d a tensão do bipolo 1 com sinal 
negativo. 
Na figura 8b, ao sairmos do ponto C em direção ao ponto D, experimentamos uma 
elevação de potencial e portanto dizemos que a tensão do bipolo 2 é positiva. 
 
 
 
 
Figura 8 \u2013 Tensões em um ramo de circuito 
 
De um modo geral, utilizando uma linguagem técnica a figura 8a mostra uma queda de 
tensão e a figura 8b uma elevação de tensão. 
Retornemos à análise da malha evidenciada pela figura 7 e representemos as tensões dos 
componentes, conforme mostra a figura 9. Partindo do nó A e percorrendo a malha no sentido 
horário, escrevemos: 
 
 \u2013 E1 \u2013 U1 + E3 + U2 \u2013 E2 =0 (2) 
 
Assim, ao percorrermos uma malha e ao