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Aula 01: Números Complexos Prof.: Fábio Augusto Nogueira Automação I Introdução A resolução de circuitos elétricos consiste basicamente no cálculo de correntes, tensões e potencias, portanto necessitamos de instrumentos matemáticos que tornem possível a melhor compreensão do assunto. Sendo assim, primeiramente vamos estudar a teoria do número complexo, que será o instrumento matemático vital para a resolução de circuitos em corrente alternada. Números Complexos O conceito de número complexo ou número imaginário foi introduzido com o intuito de representar raízes quadradas de números negativos, cujos resultados não fazem parte do conjunto dos números reais. ?4 Números Complexos Denomina-se unidade imaginária o número j, tal que: É possível representar a raiz quadrada de um número negativo pelo número imaginário da seguinte forma: ou 1j 12 j xjxjx ². Números Complexos Deduções: jjjjj ).(. 123 111224 )).((. jjj jjjjjj ).).((.. 11225 11112226 )).().((.. jjjj Representação dos Números Complexos Um número complexo possui três formas diferentes de representação: - Forma cartesiana; - Forma Polar; - Forma Trigonométrica. Cada uma dessas formas pode ser utilizada, dependendo das operações matemáticas envolvidas nos cálculos. Forma Cartesiana Genericamente, todo numero complexo z pode ser representado na forma cartesiana por: Sendo: a e b números reais j representa a unidade imaginária. Forma Cartesiana O plano cartesiano utilizado para representar um numero complexo z é formado por um eixo real (abcissa). Onde se localiza a quantidade a, e um eixo imaginário (ordenada), onde se localiza a quantidade b, conforme a figura abaixo: Forma Polar Seja o número complexo z = a + jb, representado no plano cartesiano conforme a figura abaixo: Forma Polar Na forma polar, o segmento de reta oz = Z representa o módulo do número complexo z e φ (fi) representa o argumento (ângulo ou fase) de z, tomando como referência a parte positiva do eixo real. Assim, a forma polar de representar um número complexo é a seguinte: Transformação da Forma Cartesiana em Polar Para transformar a forma cartesiana em polar, valem as expressões: Dependendo do quadrante em que está localizado o segmento oz, o cálculo do ângulo φ precisa ser corrigido para que o seu valor tenha como referência sempre a parte positiva do eixo real. Transformação da Forma Polar em Cartesiana Obtém-se por trigonometria as seguintes expressões: Estas expressões podem ser utilizadas para transformar a forma polar em cartesiana. Forma Trigonométrica Portanto, um numero complexo pode também ser representado na forma trigonométrica como segue: Operações com Números Complexos Soma e Subtração: para somar ou subtrair dois números complexo, utiliza-se a forma cartesiana, somando ou subtraindo as partes real e imaginária correspondentes. Operações com Números Complexos Assim, considerando os seguintes números complexos genéricos: As operações podem ser realizadas conforme segue: Operações com Números Complexos Para multiplicar ou dividir dois números complexos, utiliza-se a forma polar da seguinte maneira: - Multiplicação: multiplicam-se os módulos e somam-se os argumentos (ângulos). - Divisão: dividem-se os módulos e subtraem-se os argumentos (ângulos). Operações com Números Complexos Assim, considerando os seguintes números complexos genéricos: As operações podem ser realizadas conforme segue: Referências Bibliográficas ALBUQUERQUE, R.O. Análise de Circuitos em Corrente Alternada. 2ª Ed. São Paulo: Érica, 2007.
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