Apostila EB Aula 1 Circuitos eletricos conceitos preliminares

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DISCIPLINA: ELETRICIDADE
CIRCUITOS ELÉTRICOS – CONCEITOS
PRELIMINARES
Universidade de Brasília – UnB
Prof. Marcus Vinícius Borges Mendonça
Introdução
� Definição de circuito elétrico
� Circuito elétrico é uma associação de diferentes elementos ou
dispositivos (fontes, resistores, capacitores, interruptores,
etc.) com o qual se deseja desempenhar uma dada função,
como por exemplo, alimentar cargas, acionar um motor,
acender e apagar uma lâmpada.
� Por que estudar ou analisar circuitos elétricos?
� A análise de um circuito elétrico tem como objetivo determinar
as seguintes grandezas elétricas:
� Tensão e corrente;
� Potência e energia fornecida e absorvida.
� Além disso, permite dimensionar diversos dispositivos de um
sistema elétrico.
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Tensão
� Definição
� Quando entre 2 pontos de um circuito existe uma diferença
entre concentrações de carga elétrica, diz-se que existe uma
diferença de potencial elétrico (ddp) ou uma tensão elétrica
existente entre estes 2 pontos.
� Tensão (unidade: Volt) também pode ser definida como o
trabalho necessário à transferência de carga unitária de um
ponto para outro.
1Volt = 1 Joule/Coulomb
� A tensão é medida através de um voltímetro conectado em
paralelo com o componente que se quer avaliar.
Corrente
� Definição
� É o deslocamento de cargas dentro de um condutor quando
existe uma diferença de potencial elétrico entre as suas
extremidades.
� Corresponde ao fluxo de cargas em movimento, sendo 1
Ampère o equivalente à carga de 1 Coulomb atravessando
uma determinada superfície em 1 segundo.
i = dq/dt
� Convencionou-se adotar como fluxo positivo de corrente
elétrica em um condutor como sendo o sentido do movimento
das cargas positivas, oposto ao fluxo de elétrons.
� A corrente é medida através de um amperímetro conectado
em série com o circuito.
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Potência e Energia
� Potência
� A taxa, em joules por segundo, em que a energia é transferida
é a potência elétrica em watts.
� Além disso, o produto da tensão pela corrente determina a
potência elétrica.
p = v·i
� Energia
� A energia elétrica consumida ou fornecida é o produto da
potência elétrica por um intervalo de tempo, ou ainda, a
integral da potência no tempo.
� kWh → unidade de energia bastante utilizada no setor elétrico
∫ ⋅=
t
dtpW
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Elementos de circuitos
� Elementos ativos
� Fornecem energia para o circuito.
� Ex.: fontes de tensão e de corrente.
� Elementos passivos
� Absorvem energia das fontes e/ou convertem para outra
forma, ou ainda, a armazena em um campo elétrico ou
magnético.
� Ex.: Resistores, capacitores e indutores.
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Elementos de circuitos
� Resistor
� Resistência é a oposição ao fluxo de corrente.
� Lei de Ohm: Estabelece que a tensão em um resistor é
diretamente proporcional à corrente que flui através dele. A
resistência, medida em ohms, é a constante de
proporcionalidade entre a tensão e a corrente.
v = R·i
Elementos de circuitos
� Capacitor
� É um dispositivo elétrico formado por duas superfícies
condutoras separadas por um material não-condutor ou
dielétrico.
� Unidade de capacitância: Farad [F].
� Armazena energia em um campo elétrico.
� A carga em um capacitor resulta em um campo elétrico no
dielétrico que é o mecanismo de armazenamento da energia.
q = C·v
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Elementos de circuitos
� Indutor
� É um componente de circuito que consiste de um fio condutor
normalmente em forma de uma bobina (espiras de fio em
volta de um núcleo).
� Unidade de indutância: Henry [H].
� Armazena energia em um campo magnético.
� Motores elétricos e transformadores possuem indutâncias em
seus modelos, devido à presença de bobinas nestes
equipamentos.
L = φ / i