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Circuitos e Instrumentação Engenharia Civil Prof. GETÚLIO VARGAS LOUREIRO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 1 CONTEÚDOS • CAPÍTULO 1 - VARIÁVEIS DE CIRCUITO E ELEMENTOS DE CIRCUITOS (06 H) • CAPÍTULO 2 - CIRCUITOS PURAMENTE RESISTIVOS (06 H) • CAPÍTULO 3 - TÉCNICAS DE ANÁLISE DE CIRCUITOS (08 H) • CAPÍTULO 4 - ANÁLISE DE CIRCUITOS EM REGIME ESTACIONÁRIO SENOIDAL (08 H ) • CAPÍTULO 5 - POTÊNCIA EM CIRCUITOS SENOIDAIS (06 H) • CAPÍTULO 6 - CIRCUITOS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS (06 H) Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 2 Capítulo 1 Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 3 MOTIVAÇÃO • A eletricidade é a forma de energia mais utilizada na sociedade atual; • A facilidade de transporte e a transformação em outros tipos de energia, como mecânica, luminosa, térmica, muito contribui para o desenvolvimento industrial; • A eletricidade não é vista, escapa aos nossos sentidos, só se percebem as suas manifestações exteriores; • Em consequência dessa “invisibilidade”, a pessoa é, muitas vezes, exposta a situações de risco ignoradas ou mesmo subestimadas. • Sob certas circunstâncias, pode comprometer a segurança e a saúde das pessoas. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 8 MOTIVAÇÃO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 9 MOTIVAÇÃO DIVERSIFICAÇÃO DE ATIVIDADES INTERDISCIPLINARIDADE ENVOLVIMENTO DE DIFERENTES TIPOS DE PROFISSIONAIS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 10 SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA (SEP) No Brasil a GERAÇÃO de energia elétrica é 80% produzida a partir de hidrelétricas, 11% por termoelétricas e o restante por outros processos; A partir da usina a energia é transformada, em subestações elétricas, e elevada a níveis de tensão (69/88/138/240/440kV); É então transportada em corrente alternada (60 Hertz) através de cabos elétricos, até as subestações abaixadoras, delimitando a fase de Transmissão. Na fase de Distribuição (11,9 / 13,8 / 23 kV), que se inicia nas proximidades dos centros de consumo, a energia elétrica é tratada nas subestações, com seu nível de tensão rebaixado e sua qualidade controlada; A partir das subestações, a energia é transportada por redes elétricas aéreas ou subterrâneas, constituídas por estruturas (postes, torres, dutos subterrâneos e seus acessórios), cabos elétricos e transformadores para novos rebaixamentos (110 / 127 / 220 / 380 V); Finalmente entregue aos clientes industriais, comerciais, de serviços e residenciais em níveis de tensão variáveis, de acordo com a capacidade de consumo instalada de cada cliente. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 11 O termo setor elétrico, refere-se normalmente ao Sistema Elétrico de Potência (SEP), definido como o conjunto de todas as instalações e equipamentos destinados à geração, transmissão e distribuição de energia elétrica até a medição inclusive; É importante salientar que o SEP trabalha com vários níveis de tensão, classificadas em alta e baixa tensão e normalmente com corrente elétrica alternada (60 Hz). Conforme definição dada pela ABNT através das NBR (Normas Brasileiras Regulamentadoras), considera-se “baixa tensão”, a tensão superior a 50 volts em corrente alternada ou 120 volts em corrente contínua e igual ou inferior a 1000 volts em corrente alternada ou 1500 volts em corrente contínua, entre fases ou entre fase e terra; Da mesma forma considera-se “alta tensão”, a tensão superior a 1000 volts em corrente alternada ou 1500 volts em corrente contínua, entre fases ou entre fase e terra. SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA (SEP) Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 12 SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA (SEP) Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 13 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 15 1.2 O SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 16 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 17 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 21 1.3 ANÁLISE DE CIRCUITOS: UMA VISÃO GERAL Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 22 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 24 O cobre é o metal mais comumente usado na indústria eletroeletrônica. Um exame de sua estrutura atômica revela por que ele tem uma aplicação tão ampla. Ele tem 29 elétrons que orbitam em torno do núcleo, com o 29º elétron aparecendo completamente sozinho na 4a camada. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 25 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 26 Se ligarmos fios construídos com materiais diferentes aos terminais da mesma bateria e medirmos a corrente em cada um deles, verificaremos que elas são diferentes. Muitos fatores, como densidade, mobilidade e características de estabilidade do material que constitui o fio explicam essas diferenças nos fluxos de carga. Entretanto, em geral, denominamos condutores os materiais que permitem a passagem de um fluxo intenso de elétrons com a aplicação de uma força (tensão) relativamente pequena. Além disso, os átomos dos materiais que são bons condutores possuem apenas um elétron na camada de valência (camada mais distante do núcleo).). Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 27 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 28 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 29 1.4 TENSÃO E CORRENTE Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 34 A TENSÃO APLICADA É O MECANISMO DE PARTIDA; A CORRENTE É UMA REAÇÃO À TENSÃO APLICADA. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 35 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 36 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 37 Em resumo, portanto, a tensão aplicada (ou diferença potencial) em um sistema elétrico/eletrônico é a “pressão” para colocar o sistema em movimento, e a corrente é a reação a essa pressão. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 38 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 39 1.5 O ELEMENTO BÁSICO IDEAL DE CIRCUITO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 45 Em geral, o termo potência é aplicado para fornecer uma indicação da quantidade de trabalho (conversão de energia) que pode ser realizado em um determinado período de tempo; isto é, a potência é a velocidade com que um trabalho é executado. Como a energia convertida é medida em joules (J) e o tempo em segundos (s), a potência é medida em joules/segundo (J/s). A unidade elétrica de medida de potência é o watt (W), definida por: Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuitoe Elementos de Circuito 46 Na forma de equação, a potência é determinada por: Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 47 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 48 A potência associada a qualquer suprimento não é simplesmente uma função da tensão de suprimento. Ela é determinada pelo produto da tensão de suprimento e sua especificação de corrente máxima. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 49 Para que uma potência, que determina a velocidade com que um trabalho é realizado, produza uma conversão de uma forma de energia em outra, é preciso que ela seja usada por um certo período. A energia (W) consumida ou fornecida por um sistema é, portanto, determinada por: Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 50 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 51 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 53 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 54 1.6 POTÊNCIA E ENERGIA Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 55 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 56 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 57 O Sistema Internacional de Unidades (SI) habilita engenheiros a comunicarem significativamente resultados quantitativos. A Tabela 1.1 resume as unidades básicas do SI; a Tabela 1.2 apresenta algumas unidades derivadas do SI. A análise de circuitos é baseada nas variáveis tensão e corrente. Tensão é a energia por unidade de carga criada pela separação entre cargas e sua unidade do SI é o volt (v = dw/dq). Corrente é a taxa de fluxo de carga e sua unidade do SI é o ampère (i = dq/dt). RESUMO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 58 O elemento básico ideal de circuito é um componente com dois terminais que não pode ser subdividido; ele pode ser descrito matematicamente em termos da tensão e da corrente em seus terminais. A convenção passiva usa um sinal positivo na expressão que relaciona a tensão e a corrente nos terminais de um elemento quando a direção de referência para a corrente que passa pelo elemento está na direção da queda de tensão de referência no elemento. RESUMO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 59 Potência é a energia por unidade de tempo e é igual ao produto da tensão e da corrente nos terminais; sua unidade do SI é o watt (p = dw/dt = vi ). O sinal algébrico da potência é interpretado da seguinte forma: Se p > 0, ocorre absorção de potência pelo circuito ou pelo componente de circuito. Se p < 0, ocorre fornecimento de potência pelo circuito ou pelo componente de circuito. RESUMO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 60 EXERCÍCIOS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 61 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 62 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 63 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 64 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 65 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 66 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 67 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 68 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 69 Exercícios Selecionados Nilsson, J., W.; Riedel, Susan A., Circuitos Elétricos, 8ª edição, Editora LTC. (Capítulo 1) 1.15, 1.16, 1.19 (gráfico), 1.20, 1.21, 1.26 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 70 1.7 FONTES DE TENSÃO E CORRENTE Fontes Independentes Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 71 FONTES DE TENSÃO O termo CC é uma abreviação para corrente contínua (em inglês direct current, dc), que engloba os diversos sistemas elétricos nos quais há um sentido de cargas unidirecional (uma direção). Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 72 • Em geral, fontes de tensão CC podem ser divididas em três tipos básicos: – baterias (reação química ou energia solar), – geradores (eletromecânica) e – fontes de alimentação (retificação, um processo de conversão a ser descrito em seus cursos de eletrônica). FONTES DE TENSÃO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 73 FONTES DE TENSÃO Baterias Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 74 FONTES DE TENSÃO Baterias Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 75 FONTES DE TENSÃO Geradores • O gerador CC é bastante diferente da bateria, tanto na construção quanto no modo de operação. • Quando o eixo do gerador gira na velocidade nominal em função de um torque aplicado por alguma fonte externa de energia mecânica, o valor nominal de tensão aparece em seus terminais. • A tensão e a capacidade de potência de um gerador CC são normalmente bem maiores do que a da maioria das baterias, e sua vida útil é determinada apenas por sua construção. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 76 FONTES DE TENSÃO Geradores Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 77 FONTES DE TENSÃO Fontes de alimentação • A fonte de corrente contínua mais comum nos laboratórios usa os processos de retificação e filtragem, procurando obter uma tensão CC estável. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 78 FORMAS DE ONDA Forma de Onda - É uma representação gráfica de uma tensão ou corrente em função do tempo. Tensão ou Corrente Contínua (C.C.) - É uma tensão ou corrente que não inverte a polaridade ao longo do tempo. Tensão ou Corrente Alternada (C.A.) - É uma tensão ou corrente que inverte a sua polaridade ao longo do tempo de maneira periódica. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 79 FORMAS DE ONDA Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 80 FORMAS DE ONDA Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 81 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 82 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 83 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 84 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 85 GERADORES DE TENSÃO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 86 GERADORES DE CORRENTE Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 87 1.8 RESISTÊNCIA ELÉTRICA Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 88 RESISTÊNCIA E RESISTIVIDADE INTRODUÇÃO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 89 RESISTÊNCIA E RESISTIVIDADE INTRODUÇÃO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 90 • Resistência é uma propriedade de um objeto. • Resistividade é uma propriedade específica de um material • Resistor é um componente elétrico/eletrônico fabricado com determinado tipo de material, utilizando uma determinada tecnologia. RESISTÊNCIA E RESISTIVIDADE Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 91 RESPONDA: Os três condutores cilíndricos da figura são feitos de cobre. Classifique-os em ordem crescente de resistência. RESISTÊNCIA E RESISTIVIDADE Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 92 Variação com a Temperatura Variação da Resistividade do cobre com a Temperatura RESISTÊNCIA E RESISTIVIDADE Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 93 RESISTÊNCIA ELÉTRICA • A oposição ao fluxo de carga através de um circuito elétrico, chamada resistência, tem as unidades de ohms, e usa a letra grega omega (Ω) como símbolo. • O símbolo gráfico da resistência lembra uma serra. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 94 RESISTÊNCIA: INTRODUÇÃO • Essa oposição à passagem de corrente, devido fundamentalmente a colisões e fricção entre os elétrons livres e outros elétrons, íons e átomos no curso do movimento, converte a energia elétrica fornecida em calor, que aumenta a temperatura do componente elétrico e do meio circundante. • O calor que você sente vindo de um aquecedor elétrico é simplesmente o resultado da corrente que passa por um material de alta resistência. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 95 RESISTÊNCIA: FIOS CIRCULARES • A resistência de qualquer material é devida fundamentalmente a quatro fatores: – Material – Comprimento – Área do corte transversal – Temperatura do material Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 96 RESISTÊNCIA: FIOS CIRCULARES • A estrutura atômica determina quão facilmente um elétron livre passará por um material. • Quanto maior o comprimento do caminho que o elétron livre tem de percorrer, maior o fator de resistência. • Elétrons livres passam mais facilmente através de condutores com áreas de corte transversal maiores. – Além disso, quanto mais alta a temperatura dos materiais condutivos, maiores a vibração interna e o movimento dos componentes que formam a estrutura atômica do fio, e mais difícil os elétrons livres encontrarem um caminho pelo material. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 97 RESISTÊNCIA: FIOS CIRCULARES Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 98 TIPOS DE RESISTORES RESISTORES FIXOS • Os resistores podem ser construídos em diversos formatos, mas todos eles podem ser divididos em dois grupos: fixos e variáveis. • O mais comum dos resistores fixos de baixa potência é o resistor de filme. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 99 TIPOS DE RESISTORES RESISTORES FIXOS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 100 TIPOS DE RESISTORES RESISTORES FIXOS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 101 • Os resistores variáveis, como o próprio nome sugere, têm uma resistência que pode ser variada ao se girar um botão, um parafuso ou o que for apropriado para a aplicação específica. • Eles podem ter dois ou três terminais, mas a maioria possui três. • Quando um dispositivo de dois ou três terminais é usado como um resistor variável, geralmente ele é denominado reostato. TIPOS DE RESISTORES RESISTORES VARIÁVEIS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 102 • Se um dispositivo de três terminais é usado para controlar níveis de potência, então ele é normalmente denominado potenciômetro. • Mesmo que um dispositivo de três terminais possa ser usado como reostato ou potenciômetro (dependendo de como ele é conectado), ele costuma ser denominado potenciômetro quando aparece em revistas especializadas ou em listas de componentes para aplicações específicas. TIPOS DE RESISTORES RESISTORES VARIÁVEIS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 103 TIPOS DE RESISTORES RESISTORES VARIÁVEIS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 104 CÓDIGO DE CORES E VALORES PADRONIZADOS DE RESISTORES Exemplos: 56x100 = 5,6kΩ ± 10% 10x1000 = 10kΩ ± 5% 22x10 = 220Ω ± 10% 221x1 = 221Ω±1% 100x100 = 10kΩ ± 1% http://www.hobby-hour.com/electronics/resistorcalculator.php Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 105 1.9 - LEI DE OHM Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 106 Resistência e Condutância (G) é o inverso da resistência (R) é medida em siemens (S) Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 107 POTÊNCIA EM UM RESISTOR Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 108 1.9 LEIS DE KIRCHHOFF Lei das correntes de Kirchhoff (LCK) A soma algébrica de todas as correntes em qualquer nó de um circuito é igual a zero. Usar um sinal algébrico, correspondente à direção de referência, para cada corrente no nó. Lei das tensões de Kirchhoff (LTK) A soma algébrica de todas as tensões ao longo de qualquer caminho fechado em um circuito é igual a zero. Designar um sinal algébrico (direção de referência) a cada tensão no laço (considerando elevação ou queda de tensão). Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 109 Lei das correntes de Kirchhoff Lei de Ohm Lei das tensões de Kirchhoff Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 110 Observe que, se você conhece a corrente em um resistor, também conhecerá sua tensão, pois corrente e tensão estão diretamente relacionadas pela lei de Ohm. Quando apenas dois elementos estão conectados a um nó, se conhecermos a corrente em um dos elementos, também poderemos conhecer a do segundo elemento. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 111 Exemplo 2.6 - Some as correntes em cada nó. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 112 Exemplo 2.7 - Some as tensões em cada caminho. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 113 Exemplo 2.8 Determine as correntes desconhecidas e verifique se a potência gerada e igual a potência total dissipada. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 114 Exemplo 2.9 Construa o modelo do circuito baseado nas medições terminais. Determine a potência que este circuito fornecerá para um resistor de 10 Ω. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 115 Problemas para avaliação 2.5 Para o circuito mostrado calcule (a) i5; (b) vi, (c) v2; (d) vs e (e) a potênciaentregue pela fonte de 24 V. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 116 Problemas para avaliação 2.6 Use a lei de Ohm e as leis de Kirchhoff para determinar o valor de R no circuito mostrado. Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 117 Os elementos de circuito apresentados neste capítulo são fontes de tensão, fontes de corrente e resistores: Uma fonte ideal de tensão mantém uma tensão entre seus terminais independentemente da corrente que flui por ela. Uma fonte ideal de corrente mantém uma corrente fluindo por ela independentemente da tensão em seus terminais. Fontes de tensão e corrente são ditas independentes quando não são influenciadas por qualquer outra corrente ou tensão no circuito; ou dependentes, quando seus valores são determinados por alguma outra corrente ou tensão no circuito. Um resistor impõe proporcionalidade entre a tensão em seus terminais e a corrente que flui por ele. O valor da constante de proporcionalidade é denominado resistência e é medido em ohms. RESUMO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 120 A lei de Ohm estabelece a proporcionalidade entre tensão e corrente em um resistor. Especificamente, se o fluxo de corrente no resistor estiver na direção da queda da tensão que lhe é aplicada, ou se o fluxo de corrente no resistor estiver na direção da elevação da tensão que lhe é aplicada. RESUMO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 121 Combinando a equação de potência, p = vi, com a lei de Ohm, podemos determinar a potência absorvida por um resistor: Circuitos são descritos por nós e caminhos fechados. Um nó é um ponto no qual dois ou mais elementos de circuito se unem. Quando apenas dois elementos se conectam para formar um nó diz-se que estão em série. Um caminho fechado é um laço que passa por elementos conectados, começa e termina no mesmo nó e passa por cada nó intermediário apenas uma vez. RESUMO Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 122 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 128 EXERCÍCIOS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 129 EXERCÍCIOS Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 130 EXERCÍCIOS Exercícios Selecionados Nilsson, J., W.; Riedel, Susan A., Circuitos Elétricos, 8ª edição, Editora LTC. (Capítulo 2) Exemplo 2.1 (pg. 17), Exemplo 2.2 (pg. 18), Prob.Aval. (pg. 18) Probl. Aval. 2.7 e 2.8 (pg. 27) – 2.13, 2.22, 2.26, 2.33, 2.38 Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 131 OBRIGADO PELA ATENÇÃO Prof. Getúlio V. Loureiro Circuitos e Instrumentação - CAPÍTULO 1 - Variáveis de Circuito e Elementos de Circuito 132
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