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Universidade Federal do Rio Grande do Norte Escola de Ciências e Tecnologia Eletricidade Aplicada Leis de Ohm, Associações de elementos ideais, Divisores elementos ideais, Divisores de tensão e corrente Prof.: André Tavares da Silva 1ª Lei de Ohm • George Simon Ohm estudou as relações entre tensão, corrente e resistência elétrica e observou que: – “A intensidade da corrente elétrica é diretamente – “A intensidade da corrente elétrica é diretamente proporcional à diferença de potencial à que está submetido o condutor e inversamente proporcional à resistência elétrica deste condutor.” 29/07/2014 2 1ª Lei de Ohm • onde: V = diferença de potencial, tensão ou força eletromotriz em volts (V) • R = resistência elétrica em ohms (Ω) • I = intensidade da corrente elétrica em ampères(A) 29/07/2014 3 1ª Lei de Ohm • Uma resistência comporta-se como um bipolo passivo, isto é, consome a energia elétrica fornecida por uma fonte de alimentação, provocando “queda de potencial” no circuito quando uma corrente passa por elapor ela 29/07/2014 4 1ª Lei de Ohm • Característica linear → comportamento ôhmico → resistência elétrica 29/07/2014 5 1ª Lei de Ohm • Condutância – ao contrário da resistência, expressa a facilidade com que a corrente elétrica pode atravessar um determinado material • Unidade 1/ohm = 1 mho (Ω-1) ou Siemens (S) 29/07/2014 6 1ª Lei de Ohm • Curto-circuito – ligação de um condutor (R≈0Ω) diretamente entre os polos de uma fonte de alimentação ou de uma tomada da rede elétrica – Corrente extremamente elevada – calor intenso – Proteção por fusíveis, disjuntores e/ou limitadores de corrente 29/07/2014 7 1ª Lei de Ohm • A partir da lei de Ohm, pode-se obter a potência através das expressões: 29/07/2014 8 2ª Lei de Ohm • A resistência de um condutor depende de: – Natureza do material, cada material tem uma constituição diferente quanto a organização dos átomos em sua estrutura – Assim um fio de cobre ou um fio de níquel-cromo têm – Assim um fio de cobre ou um fio de níquel-cromo têm resistências diferentes – isto chama-se resistividade 29/07/2014 9 2ª Lei de Ohm • A resistência é inversamente proporcional à – área da seção transversal do material e – diretamente proporcional ao comprimento • Maior seção, menor resistência• Maior seção, menor resistência • Maior comprimento, maior resistência 29/07/2014 10 2ª Lei de Ohm • A fórmula para calcular a resistência é: – onde: R = resistência elétrica em ohms (Ω) – ρ = resistividade, em Ωm– ρ = resistividade, em Ωm – l = comprimento, em m – A = área da seção transversal, em m² 29/07/2014 11 Associação de ResistoresAssociação de Resistores 29/07/2014 12 Associação Série R1 R2 R3 V + - R4 I I V1 + - V2 + - V4 + - V3 + - V5 - V6 - V7 - I I I 29/07/2014 13 R7 R6 R5 V5 + - V6 + - V7 + - I II V + - ReqI Associação de Resistores • Associação série: • Para n resistores • Para n resistores Iguais: Req = nR 29/07/2014 14 Associação Paralela V + - R1 R2 R3 R4V + - V + - V + - V + - I I I I1 I1 Ix I2 I2 Iy I4 I4 I4 I3 I3 29/07/2014 15 V + - Req I I Ix Iy I4 I4 Associação de Resistores • Associação paralela: • Condutância• Condutância • Para n resistores iguais: Req = R/n • Caso particular: 29/07/2014 16 Associação Δ ou Π 29/07/2014 17 Associação Y ou T 29/07/2014 18 Equivalente Δ/Y 29/07/2014 19 Equivalente Δ/Y VAB + - IAB IAB IAB1 I IAB RC BA Circuito Resistivo 1 Circuito Resistivo 2 VAB + - IAB IAB R BA R Circuito Resistivo 2 29/07/2014 20 IAB2 0 RB C RA 0 R1 R3 C R2 � 1) Rab1=Rab2, quando c estiver aberto Equivalente Δ /Y RC BA Circuito Resistivo 1IAC + IAC2 R BA R Circuito Resistivo 2 0 V IAC + 29/07/2014 21 RB C RAVAC IAC1 + - IAC2 R1 R3 C R2VAC IAC + - Equivalente Δ /Y RC BA Circuito Resistivo 1 R BA R Circuito Resistivo 2 IBC + 0 V IBC + 29/07/2014 22 RB C RA R1 R3 C R2VBC IBC1 + - IBC2 VBC IBC + - Equivalente Δ /Y 29/07/2014 23 Equivalente Y / Δ 29/07/2014 24 Caso Especial – Circuitos trifásicos equilibrados 29/07/2014 25 Ra = Rb = Rc = RΔ, R1 = R2 = R3 = RY => RΔ = 3 . RY Exemplo 01 • Determine a corrente fornecida pela fonte I 5 Ω 100 Ω 125 Ω R3 29/07/2014 26 40 V + - 25 Ω 100 Ω 125 Ω 40 Ω 37,5 Ω R1 R2 Exemplo 02 • Determine o valor de V. 29/07/2014 27 Exemplo 03 • A tensão e a corrente foram medidas nos terminais do dispositivo mostrado abaixo. Os valores de v e i são dados na tabela. Construa o modelo do dispositivo constituído de um resistor. resistor. 29/07/2014 28 Exemplo 04 • Determine a resistência equivalente entre os pontos a e b. 29/07/2014 29 Associação de Capacitores • Associação série 1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ....+ 1/CN • Para n capacitores iguais: C = C/nCeq = C/n • Caso particular de 2 capacitores: Ceq = C1C2/(C1 + C2) 29/07/2014 30 Associação de Capacitores • Associação paralela Ceq = C1 + C2 + C3 + ....+ CN • Para n capacitores iguais: C = nCCeq = nC 29/07/2014 31 Associação de Indutores • Associação série Leq = L1 + L2 + L3 + ....+ LN • Para n indutores iguais: L = nLLeq = nL 29/07/2014 32 Associação de Indutores • Associação paralela 1/Leq = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + ....+ 1/LN • Para n indutores iguais: L = L/nLeq = L/n • Caso particular de 2 indutores: Leq = L1L2/(L1 + L2) 29/07/2014 33 Circuito divisor de Tensão V + - R1 R2 I I I V1 + - V2 + - 29/07/2014 34 V + - R1 R2 RL Circuito ElétricoI I I V1 + - V2 + - Circuito divisor de Tensão V + - R1 R2 I I I V1 + - V2 + - 29/07/2014 35 V2 = R2 . I = R2 . V / (R1 + R2) = V . R2 / (R1 + R2) V1 = R1 . I = R1 . V / (R1 + R2) = V . R1 / (R1 + R2) Para n resistores em série => Vn = V . Rn / Req Circuito Divisor de Corrente R1 R2I I I2I1 II Ix V1 + - V2 + - 29/07/2014 36 I I2I1 Ix - - I1 = V1 / R1 = Req . I / R1 = I . R2 / (R1 + R2) I2 = V2 / R1 = V1 / R1 = Req . I / R2 = I . R1 / (R1 + R2) Para n resistores em paralelo: In = I . Req / Rn Exemplo 05 • Determine as tensões V1, V2, V3 e V4 do circuito abaixo. 29/07/2014 37 Exemplo 06 • Calcule as correntes i1, i2, i3 e i4. 29/07/2014 38 Exemplo 07 • Determine a potência dissipada no resistor de 30 Ω. 29/07/2014 39 Exemplo 08 • Especifique os resistores do circuito abaixo para atender aos seguintes critérios de projeto: ig=5 mA; vg=1 V; i1=4i2; i2=8i3 e i3=5i4. i3=5i4. 29/07/2014 40
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