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Eletrônica I 1ª a 4ª Aula Conserve os olhos fixos num ideal sublime, e lute sempre pelo que deseja, pois só os fracos desistem e só quem luta é digno de vida. Autor Desconhecido 1) Conceitos Básicos Carga: É a quantidade de eletricidade responsável pelos fenômenos elétricos. A unidade de carga é o Coulomb (C). (É uma propriedade intrínseca da matéria responsável por fenômenos elétricos.) Corrente: É a taxa de variação de fluxo de carga elétrica em um dado ponto (I = Δ q/ Δ t). A unidade de corrente é o Ampere (A). A corrente contínua (CC ou DC) é aquela de valor constante. 1) Conceitos Básicos 1) Conceitos Básicos ∆q = quantidade de cargas ∆t = intervalo de tempo Gráfico i X t A quantidade de carga que atravessa o condutor entre os instantes t1 e t2 é numericamente igual à área destacada no gráfico. Intensidade da corrente Tensão: A tensão entre os terminais de um componente é o trabalho (energia) necessário para transportar uma unidade de carga positiva do terminal – para o terminal +. A unidade de tensão é o volt (V). Potência: É a taxa com a qual a energia é fornecida ou absorvida. P = (ΔW/ΔT) A unidade de potência é Watt (W). A potência pode ser calculada por: P = VI . (A tensão entre os terminais do componente indica a energia disponível para fazer com que a carga atravesse o componente.) 1) Conceitos Básicos Resistência: 1) Conceitos Básicos É a propriedade física de um componente ou dispositivo que se opõe à passagem de corrente elétrica. A unidade de resistência é o ohm (Ω). Resistência: 1) Conceitos Básicos Resistência – 3 faixas: 1) Conceitos Básicos 5 6 0 0 Ω ± 5% 5600 Ω ± 5% 5880 Ω 5320 Ω Resistência – 3 faixas: 1) Conceitos Básicos Resistência – 4 faixas: 1) Conceitos Básicos Tolerância Multiplicador Algarismo significativo Algarismo significativo Algarismo significativo Resistência – 4 faixas: 1) Conceitos Básicos 1ª Lei de OHM 1. Tensão Elétrica (V) Você já sabe que uma corrente elétrica é uma movimentação de elétrons. Esses elétrons ao se deslocarem pelo interior do condutor se chocarão contra os átomos, isto é, ao se movimentarem os elétrons sofrerão uma oposição (resistência) ao seu movimento. A medida desta oposição é dada pela resistência elétrica do condutor (R). V=R*I ou R =V/I ou ainda I = V/R Esta expressão é conhecida por 1a Lei de OHM, na qual V é especificado em Volts (V) , I em Amperes (A) e a resistência R será dada em OHMS (Ω) 1) Conceitos Básicos R U RI UI P IRU 2 2. . . 1ª Lei de OHM 1) Conceitos Básicos 2ª Lei de OHM 1. Resistência Elétrica (R) A resistência de um condutor depende de suas dimensões ( área da secção e comprimento ) e do material de que é feito. Dado um condutor de área de seção transversal constante A, homogêneo ( mesmo material em todos os pontos ) e de comprimento L. 𝑹 = 𝝆 ∗ 𝑳 𝑨 Onde ρ é uma constante característica do material chamada de resistividade. 1) Conceitos Básicos 2) Circuito Elétrico Introdução à Análise de Circuitos – 10ed. Robert L. Boylestad Cap. 5 , 6 e 7 Um circuito elétrico consiste em um número qualquer de elementos unidos por seus terminais, estabelecendo pelo menos um caminho fechado atráves do qual a carga possa fluir. Boylestad – Introdução à análise de circuitos 2) Circuito Elétrico O que é um Circuito Elétrico ? CIRCUITOS ELÉTRICOS COMPLEXOS NA PRÁTICA NADA MAIS SÃO QUE SIMPLES ASSOCIAÇÕES DE DOIS TIPOS DE CIRCUITOS FUNDAMENTAIS: a) CIRCUITO EM SÉRIE. b) CIRCUITO EM PARALELO. 2) Circuito Elétrico CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico QUANDO AS RESISTÊNCIAS SÃO CONECTADAS UMA EM SEGUIDA DA OUTRA. CIRCUITOS SÉRIE. A CORRENTE É A MESMA EM TODAS ELAS. 2) Circuito Elétrico CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico Quando retiramos uma lâmpada.... ... Todas se apagam. CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico Quando retiramos uma lâmpada.... V 120 V V 120 V V 120 V V 120 V 40 V 120 V V 20 V 40 V 40 V 40 V 120 V 20 V 40 V V 40 V 40 V 40 V 120 V 40 V 40 V 40 V A 0,48A 120 V A 0,48A 0,48A 120 V 0,48A 0,48A A 0,48A A corrente é a mesma e a tensão se divide entre as resistências RESISTÊNCIA EQUIVALENTE Uma única resistência que colocada no lugar das outras, submetida a mesma tensão, permitirá a passagem do mesmo valor de corrente CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico 120 V 0,48 A RESISTÊNCIA EQUIVALENTE 120 V 0,48 A R1 R2 R3 Re = R1 + R2 + R3 Re CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico Req = R1 + R2 + R3 + ...... + Rn Req n Vn CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico RESISTÊNCIA EQUIVALENTE CIRCUITOS SÉRIE. 2) Circuito Elétrico RESUMO ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE I=Constante U = U1+U2+U3 + .. + Un Req= R1+R2+R3+..+Rn CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico QUANDO AS RESISTÊNCIAS SÃO CONECTADAS LADO A LADO (INÍCIO COM INÍCIO, FINAL COM FINAL) criando assim mais de um caminho para a corrente. CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico Quando retiramos uma lâmpada.... CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico Quando retiramos uma lâmpada... ... As demais permanece m acesas. CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico V 120 V CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico V 120 V CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico 120 V 120 V CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico 120 V V 120 V CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico 120 V A 292mA CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico 120 V A 146mA A 146mA CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico A tensão é a mesma e a corrente se divide entre as resistências As resistências são independentes Req 𝟏 𝑹𝒆𝒒 = 𝟏 𝑹𝟏 + 𝟏 𝑹𝟐 + 𝟏 𝑹𝟑 + … . . + 𝟏 𝑹𝒏 CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico PARA DUAS RESISTÊNCIAS EM PARALELO USAREMOS A FÓRMULA = Re R1 x R2 R1 + R2 CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico A RESISTÊNCIA EQUIVALENTE DE UM CIRCUITO PARALELO É SEMPRE MENOR QUE A MENOR RESISTÊNCIA DO CIRCUITO CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico RESUMO ASSOCIAÇÃO EM PARALELO U=Constante I = I1+I2+I3 + .. + In 1/Req= 1/R1+1/R2+1/R3+..+1/Rn CIRCUITO PARALELO 2) Circuito Elétrico CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico EXISTEM RESISTÊNCIAS, TANTO EM SÉRIE COMO EM PARALELO. R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico EXEMPLO DE RESITÊNCIA EQUIVALENTE DE UM CIRCUITO MISTO CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico R1 e R2 Estão em série R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Re1= R1 + R2 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Re1 R3 R4 R5 R6 R7 Re1= R1 + R2 CIRCUITO MISTO 2) Circuito ElétricoRe1 R3 R4 R5 R6 R7 R3 e R4 Estão em série Re2 = R3 + R4 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Re1 Re2 R5 R6 R7 Re2 = R3 + R4 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Re1 Re2 R5 R6 R7 R6 e R7 Estão em série Re3 = R6 + R7 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Re1 Re2 R5 R e3 Re3 = R6 + R7 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Re2 e Re3 Estão em paralelo Re4 = Re1 Re2 R5 Re3 Re2 x Re3 Re2 + Re3 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Re1 Re4 R5 Re4 = Re2 x Re3 Re2 + Re3 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Re1 Re4 R5 Re1 , Re4 e R 5 Estão em série Ref = Re1 + Re4 + R 5 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico Ref Ref = Re1 + Re4 + R 5 CIRCUITO MISTO 2) Circuito Elétrico CIRCUITO Y - ∆ 2) Circuito Elétrico CIRCUITO Y - ∆ 2) Circuito Elétrico Existem outras maneiras segundo as quais os resistores podem associar-se além de série e paralelo. Quando aparecem essas outras associações, o cálculo torna-se um pouco mais difícil, como veremos a seguir. CIRCUITO Y - ∆ 2) Circuito Elétrico Configuração estrela Dizemos que os resistores estão associados segundo a configuração estrela quando há três resistores que se dispõem como a figura a seguir. Redes Y ou T (estrela) CIRCUITO Y - ∆ 2) Circuito Elétrico Configuração triangulo Três resistores associados como na figura a seguir formam o que denominamos configuração triângulo. Redes ∆ ou (triângulo) CIRCUITO Y - ∆ 2) Circuito Elétrico Conversão entre configurações Uma associação em estrela pode ser convertida em uma associação em triângulo e vice-versa, sem que as características elétricas do circuito se alterem. Isso pode facilitar na resolução de circuitos complexos. CIRCUITO Y - ∆ 2) Circuito Elétrico Transformação ∆ - Y: Cada resistor na rede Y é o produto dos resistores nos dois ramos adjacentes da rede ∆, dividida pela soma dos três resistores da rede ∆. Transformação Y – ∆: Cada resistor na rede ∆ é a soma de todos os produtos possíveis dos resistores da rede Y, dividida pela resistor oposto da rede Y. CIRCUITO Y - ∆ 2) Circuito Elétrico RbRc R1 = R a + Rb + Rc 2 R = Rc Ra a 3 R = R + Rb + Rc RaRb a R + R + R b c Ra = R1R2 + R2R3 + R3R1 R 1 Rb = R1R2 + R2R3 + R3R1 R 2 Rc = R1R2 + R2R3 + R3R1 R 3 Transformação ∆ - Y Transformação Y - ∆ 3) Leis de Kirchhoff. Introdução à Análise de Circuitos – 10ed. Robert L. Boylestad Cap. 5 , 6 3) Leis de Kirchhoff. REGRAS DE KIRCHOFF Os resistores podem estar ligados de maneira que os circuitos formados não possam ser reduzidos a um único resistor equivalente. Para analisar tais circuitos mais complexos convém utilizar duas regras simples as duas Leis de Kirchhoff. Estas leis são baseadas em princípios de conservação de energia e de carga Conceitos. a) Ramo: É todo trecho de circuito constituído de dois ou mais bipolos ligados em serie. b) Nó: É a intersecção de três ou mais ramos. 3) Leis de Kirchhoff. Conceitos. c) Malha: Toda poligonal fechada cujos lados são constituídos de ramos. É qualquer caminho fechado do circuito, que passa apenas uma vez por cada nó. Supõe-se que a malha é percorrida em sentido horário. 3) Leis de Kirchhoff. Lei dos Nós. - análise de corrente A primeira lei de Kirchhoff, também conhecida como lei das correntes de Kirchhoff (LCK ou KCL, do inglês), estabelece que a soma algébrica das correntes em qualquer nó é nula, ou a quantidade de corrente que entra em um nó é igual a quantidade de corrente que sai deste nó: 𝑰𝒆 = 𝑰𝒔 I1 + I2 =I3 3) Leis de Kirchhoff. Lei das Malhas. - análise de tensão A segunda lei de Kirchhoff, também denominada lei das tensões de Kirchhoff (LTK ou KVL, do inglês), afirma que a soma algébrica das variações de tensão em qualquer malha ou laço é nula. 𝑽𝒎 = 𝟎 I1 I2 I3 VR1 VR2 VR3 VR4 Malha 1: VS1 – VR1 - VR2 = 0 Malha 2: VR2 – VR3 – VR4 = 0 3) Leis de Kirchhoff. 80 Exemplo 1: Um circuito é constituído de três resistências, dois receptores e um gerador. Determine: a) o sentido da corrente elétrica; b) a resistência elétrica equivalente do circuito; c) a intensidade da corrente elétrica no circuito; d) a ddp entre os pontos A e B. A corrente elétrica, portanto, vai do terminal negativo para o positivo. Isso faz com que a corrente se movimente no sentido anti-horário pelo circuito e representem receptores: 81 Resolução: a) Qual dos três dispositivos elétricos é o gerador? É aquele com maior fem: V 183 21 e b) Como as resistências estão associadas em série, a resistência equivalente é dada por: ΩRRRReq 5212321 iRV 33 V 82 eq , 2 , 13 R i c) a intensidade da corrente elétrica no circuito; d) a ddp entre os pontos A e B. A 2 5 3518 V 952218 , 133 i iRV 83 Exemplo: Circuito de várias malhas Obrigado pela atenção
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