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Conceitos Básicos (Aula 3) Disciplina: Análise de Circuitos Elétricos Profª: Msc. Camila Pires Gouveia Guedes SUMÁRIO Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos 2 Conceitos básicos de circuitos elétricos Potência Elétrica Elementos de circuitos Conceitos básicos de circuitos elétricos Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos 3 CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 4 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Toda matéria é formada por átomos Propriedade física carga elétrica Carga elétrica do próton é igual a do elétron Cqq pe 19106,1 Carga elementar e Cqe 19106,1 Cqp 19106,1 CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 5 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Os seguintes pontos devem ser observados sobre a carga elétrica: A unidade de carga elétrica é o Coulomb Em 1 C de carga existem 6,24x1018 elétrons. Portanto, trabalharemos muito com cargas na casa dos pC, nC ou µC CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 6 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Definição de corrente elétrica Supondo um condutor metálico ligado aos terminais de um gerador, pela seção do condutor passa uma carga elétrica cujo valor absoluto é: Unidade: ampère (A) CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 7 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos A intensidade da corrente elétrica num intervalo de tempo é: Unidade: ampère (A) CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 8 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Tipos de corrente elétrica Corrente Contínua (CC) O sentido e a intensidade da corrente permanece constante com o decorrer do tempo Corrente Alternada (CA) O sentido e a intensidade da corrente variam periodicamente com o tempo CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 9 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Sentido da corrente elétrica CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 10 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Sentido da corrente elétrica Por convenção, o sentido da corrente é o sentido da movimentação de cargas positivas SENTIDO REAL SENTIDO CONVENCIONAL CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 11 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Tensão É a energia necessária para deslocar uma carga unitária de a para b Unidade: volts (V) dq dw V ab CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 12 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Tensão Os sinais negativos e positivos são usados para definir o sentido referencial ou a polaridade da tensão baab vv CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 13 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Tipos de tensão elétrica Tensão contínua (tensão CC) Tensão constante, representada por V Tensão alternada (tensão CA) Tensão que varia com o tempo com uma forma de onda senoidal CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 14 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos IMPORTANTE! A corrente elétrica passa através de um elemento A tensão elétrica é sempre sobre os terminais do elemento CONCEITOS BÁSICOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 15 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos IMPORTANTE! A corrente elétrica passa através de um elemento A tensão elétrica é sempre sobre os terminais do elemento Elemento básico ideal Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos 16 ELEMENTO BÁSICO IDEAL 17 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Um elemento básico ideal tem três atributos Possui apenas dois terminais Pode ser descrito matematicamente em termos de tensão e corrente Não pode ser subdividido ELEMENTO BÁSICO IDEAL 18 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Usamos a palavra ideal para indicar que um elemento básico não tem existência concreta, embora possam ser usados para construir modelos de sistemas reais Usamos a palavra básico para dizer que ele não pode ser subdividido em outros elementos CONVENÇÃO PASSIVA 19 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos A escolha da polaridade de referência para as tensões e o sentido de referência para as correntes em um circuito são totalmente arbitrários Entretanto, uma vez realizada essa escolha, todas as equações devem ser escritas usando a mesma convenção A convenção mais usada é a convenção passiva CONVENÇÃO PASSIVA 20 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Definição Se o sentido de referência para a corrente em um elemento for o mesmo que o da queda de tensão no mesmo elemento, deve ser usado um sinal positivo na expressão que relaciona a tensão à corrente CONVENÇÃO PASSIVA 21 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Tensão Valor positivo: queda de tensão do terminal 1 para o terminal 2 Valor negativo: aumento de tensão do terminal 1 para o terminal 2 CONVENÇÃO PASSIVA 22 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Corrente Valor positivo: movimento de cargas positivas do terminal 1 para o terminal 2 ou movimento de cargas negativas do terminal 2 para o terminal 1 Valor negativo: movimento de cargas negativas do terminal 1 para o terminal 2 OU movimento de cargas positivas do terminal 2 para o terminal 1 Potência elétrica Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos 23 POTÊNCIA ELÉTRICA 24 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos É a velocidade com que se consome ou se absorve energia Nos circuitos elétricos, vamos usar: iv dt dq dq dw dt dw P viP Unidade: J/s = W POTÊNCIA ELÉTRICA 25 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Se o sentido escolhido pela corrente no circuito corresponder ao da queda de tensão, a potência será assim calculada: p = vi Se o sentido escolhido pela corrente for o do aumento de tensão, a potência será: p = -vi POTÊNCIA ELÉTRICA 26 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos As potências nos circuitos a seguir são positivas ou negativas? POTÊNCIA ELÉTRICA 27 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos As potências nos circuitos a seguir são positivas ou negativas? p=vi p=vi p=-vi p=-vi POTÊNCIA ELÉTRICA 28 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Assim, a potência absorvida ou fornecida por um elemento é o produto da tensão no elemento pelacorrente através dele Quando p > 0, o circuito no interior da caixa está recebendo/absorvendo potência Quando p < 0, o circuito no interior da caixa está fornecendo potência POTÊNCIA ELÉTRICA 29 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Exercício Uma linha de transmissão CC de alta tensão entre Celilo e Sylmar está operando com tensão de 800 kV e uma corrente de 1800 A. Calcule a potência (MW) na cidade de Celilo e indique o sentido do fluxo de potência. POTÊNCIA ELÉTRICA 30 Profª Camila Guedes - Análise de Circuitos Elétricos Exercício Uma linha de transmissão CC de alta tensão entre Celilo e Sylmar está operando com tensão de 800 kV e uma corrente de 1800 A. Calcule a potência (MW) na cidade de Celilo e indique o sentido do fluxo de potência. Resposta: p = -vi = -800k·1,8k = -1440MW A potência é de 1440 MW e, como a potência é negativa, indica que Celilo está fornecendo. Então, o sentido do fluxo é de Celilo para Sylmar. 31 (Aula 3) Disciplina: Análise de Circuitos Elétricos Período Letivo: 2017.2 Professora: Camila P. G. Guedes E-mail: camilapgguedes@gmail.com Profª Camila Guedes – Análise de Circuitos Elétricos
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