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CAPÍTULO 2 – ELEMENTOS DOS CIRCUITOS Elementos dos circuitos I. Introdução Os circuitos podem ter 5 elementos básicos: Fontes de tensão; Fontes de corrente; Resistores; Indutores; Capacitores. II. Fontes ideais de tensão e de corrente Fontes = dispositivos capazes de gerar energia elétrica Existem 2 categorias de fontes: Fontes independentes e Fontes dependentes (fontes controladas). 1. Fontes independentes Fonte ideal independente de tensão: estabelece uma tensão que não depende das ligações externas, ou seja, v é fixa, independente de i. Fonte ideal independente de corrente: estabelece uma corrente que não depende das ligações externas, ou seja, i é fixa, independente de v. A B 12V A B 12V i [A] v [V] 12 Característica tensão/corrente Símbolos ou 2. Fontes dependentes ou controladas Fonte controlada é aquela que estabelece uma tensão ou uma corrente que depende do valor da tensão ou corrente em outro ponto do circuito. Fonte de tensão controlada por tensão Fonte de tensão controlada por corrente Fonte de corrente controlada por corrente v [V] i [A] 5 Característica tensão/corrente A B 5A Símbolo 1v 1v - tensão de controle 2v - tensão controlada - ganho de tensão (adimensional) 12 vv 1i – ganho de corrente (adimensional) 12 ii 1i 1i - corrente de controle r – transresistência () 12 irv Fonte de corrente controlada por tensão III. Resistência elétrica (Lei de Ohm) 1. Resistência elétrica Capacidade do material para impedir a circulação da corrente ou especificamente a circulação das cargas. Resistor: elemento do circuito que possui resistência elétrica. Exemplos (resistor não linear): varistor ( )(vfR ), termistor ( )(TfR ). 2. Lei de Ohm Estabelece uma relação algébrica entre tensão e corrente em um resistor. Num resistor linear é utilizando a convenção passiva, esta lei pode ser escrita da seguinte forma: 1v g – transcondutância (S) 12 vgi S S R R – resistência ( ) - resistividade do material ( m ) - comprimento (m) S – seção transversal ( 2m ) Símbolo Condutância Gvv RR v i 1 ; R G 1 (condutância em mho ou S (siemens) ) Potência num resistor Outras expressões usuais: Gv G i R v P 2 22 . Observações Curto-circuito resistência nula tensão nula independente da corrente. Circuito aberto resistência infinita corrente nula, independente da tensão. Riv v i ou Riv v i ivP v i ivP v i Ora, Riv . Então, 2RiiRiP Ora, Riv . Então, 2)( RiiRiP 0 Riv ; i v 0R IV. Leis de Kirchhoff 1. Definições Nó: ponto de interconexão entre 2 ou mais elementos do circuito. Laço: caminho fechado passando apenas uma vez em cada nó e terminando no nó de partida. Malha: laço que não contém nenhum outro por dentro. Exemplo: 2. Lei de Kirchhoff para correntes (LCK) “A soma algébrica das correntes em qualquer nó de um circuito é sempre nula” N n ni 1 0 correntes entrando no nó = correntes saindo do nó. 0 R v i ; v v R R1 I E R2 R3 2 1 3 4 4 nós 3 laços 2 malhas Convenção Corrente entrando no nó, atribuir sinal + Corrente saindo do nó, atribuir sinal - 3. Lei de Kirchhoff para tensões “A soma algébrica das tensões em qualquer laço de um circuito é sempre nula”. N n nv 1 0 Convenção Percorrer o caminho fechado no sentido horário, escrevendo a tensão com o primeiro sinal encontrado. Exemplo: E1 R1 R2 R3 1RV 1RV 2RV 3RV 01 321 RRR VVVE
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