Análise de Circuitos Elétricos - Professor Ricardo Fernandes - Módulo B - 1ª webconferência

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Análise de Circuitos Elétricos 
1ª Web 
Professor(a): Ricardo Fernandes
Ementa:
• Introdução
• Circuitos resistivos
• Fontes dependentes ou controladas
• Métodos de análise
• Teoremas de rede
• Independência das equações
• Elementos armazenadores de 
energia
• Circuitos simplificados RC e RL
• Circuitos de segunda ordem
• Introdução à excitação senoidal e 
fasores
• Excitação senoidal e fasores
• Análise em regime permanente CA
• Potência em regime permanente CA
• Circuitos trifásicos
• Frequência complexa e funções de 
rede
• Resposta em frequência
• Transformadores
Conteúdo da aula
I. Introdução
II. Sistemas de unidades
III. Carga e corrente
IV. Perfis Históricos
V. Tipos de Correntes 
VI. Exemplos
VII. Tensão
VIII.Potência e energia
IX. Exemplos
X. Elementos de circuito
XI. Exemplos
XII. Aplicações práticas 
O segredo da resolução de problemas 
de circuitos elétricos.
1. Defina cuidadosamente o problema.
2. Apresente tudo o que você sabe sobre o problema.
3. Estabeleça um conjunto de soluções alternativas e determine aquela que 
promete a maior probabilidade de sucesso.
4. Tente uma solução para o problema.
5. Avalie a solução e verifique sua precisão.
6. O problema foi resolvido de forma satisfatória? Em caso positivo, 
apresente a solução; caso contrário, volte então à etapa 3 e retome o 
processo.
Introdução
 As teorias de circuitos elétricos e de eletromagnetismo são as duas teorias 
fundamentais sobre as quais todos os campos da engenharia elétrica se 
baseiam.
 A geração de energia, máquinas elétricas, controle, eletrônica, 
comunicações e instrumentação, têm como princípio teoria dos circuitos 
elétricos.
Na engenharia elétrica, estamos muitas vezes interessados na comunicação 
ou na transmissão de energia de um ponto a outro, e para isso é necessária 
uma interconexão de dispositivos elétricos. Tal interconexão é conhecida 
como circuito elétrico e cada componente do circuito é denominado 
elemento.
Introdução
 Circuito elétrico é uma interconexão de elementos elétricos.
Introdução
Sistemas de unidades
• O Sistema Internacional de Unidades (SI), adotado pela Conferência Geral 
de Pesos e Medidas em 1960, é conhecido como uma linguagem de 
medição internacional. Nesse sistema, existem seis unidades principais a 
partir das quais todas as demais grandezas físicas podem ser derivadas.
Sistemas de unidades
Carga e corrente
O conceito de carga elétrica é o princípio fundamental para explicar todos 
os fenômenos elétricos.
 Carga é uma propriedade elétrica das partículas atômicas que compõem a 
matéria, medida em coulombs (C).
 Corrente elétrica é o fluxo de carga por unidade de tempo, medido em 
ampères (A).
Perfis Históricos
Andre-Marie Ampère (1775-1836), matemático e físico francês, criou as
bases da eletrodinâmica. Definiu corrente elétrica e, em meados de 1820,
desenvolveu uma maneira de medi-la. Nascido em Lyons, na França, aos 12
anos, Ampère aprendeu o latim em poucas semanas, já que havia um
profundo interesse por matemática e muitos dos seus melhores trabalhos
eram escritos nesse idioma. Foi um brilhante cientista e um escritor prolífico.
Formulou as leis do eletromagnetismo. Inventou o eletroímã e o
amperímetro. A unidade de corrente elétrica, o ampère, recebeu esse nome
em sua homenagem.
Tipos de corrente
 Corrente contínua (CC) é uma corrente que permanece constante ao longo 
do tempo.
Tipos de corrente
 Corrente alternada (CA) é uma corrente que varia com o tempo segundo 
uma forma de onda senoidal.
Exemplo rápido:
A carga total entrando em um terminal é dada por q = 5t sen 4p t mC. Calcule 
a corrente no instante t = 0,5 s.
Perfis Históricos
Alessandro Antonio Volta (1745-1827), físico italiano, inventou a bateria
elétrica, a qual forneceu o primeiro fluxo contínuo de eletricidade, e o
capacitor. Nascido de uma nobre família em Como, Itália, Volta realizou
experimentos elétricos aos 18 anos. A sua invenção da bateria, em 1796,
revolucionou o uso da eletricidade. A publicação de seu trabalho, em 1800,
marcou o começo da teoria de circuitos elétricos. Volta recebeu várias
homenagens durante a sua vida. A unidade de tensão, ou diferença de
potencial, conhecido como volt, recebeu essa denominação em sua
homenagem.
Tensão
• Tensão (ou diferença de potencial) é a energia necessária para deslocar 
uma carga unitária através de um elemento, medida em volts (V).
Os sinais positivo (+) e negativo (–) são usados para definir o sentido 
referencial ou a polaridade da tensão. E 𝑉𝑎𝑏 pode ser interpretada de duas 
maneiras: (1) o ponto a se encontra a um potencial de 𝑉𝑎𝑏 volts mais alto 
que o ponto b ou (2) o potencial no ponto a em relação ao ponto b é 𝑉𝑎𝑏.
Potência e energia
 Embora corrente e tensão sejam as duas variáveis básicas em um circuito 
elétrico, elas sozinhas não são suficientes. Precisamos saber quanta 
potência um dispositivo elétrico é capaz de manipular.
Quando pagamos nossas contas de luz às fornecedoras estamos pagando 
pela energia elétrica consumida ao longo de certo período.
 Potência é a velocidade com que se consome ou se absorve energia 
medida em watts (W).
Potência e energia
 A convenção de sinal passivo é realizada quando a corrente entra pelo 
terminal positivo de um elemento (a) e p = +vi. Se a corrente entra pelo 
terminal negativo (b), p = –vi.
Potência e energia
 Energia é a capacidade de realizar trabalho e é medida em joules (J).
 As concessionárias de energia elétrica medem a energia em watts-horas 
(Wh), em que 1 Wh = 3.600 J
Exemplo rápido:
Uma fonte de energia com uma corrente constante de 2 A força a passagem 
dessa corrente através de uma lâmpada por 10 s. Se forem liberados 2,3 kJ 
na forma de energia luminosa e calorífica, calcule a queda de tensão na 
lâmpada.
Exemplo rápido
Quanta energia uma lâmpada de 100 W consome em duas horas?
Elementos de circuitos
Um circuito elétrico é simplesmente uma interconexão de elementos.
 E a análise de circuitos é o processo de determinar tensões nos elementos 
do circuito (ou as correntes através deles).
 Existem dois tipos de elementos encontrados nos circuitos elétricos:
 Elementos passivos 
• resistores, capacitores e indutores;
 Elementos ativos.
• são geradores, baterias e amplificadores operacionais.
Elementos de circuitos
Os elementos ativos mais importantes são fontes de tensão ou corrente 
que geralmente liberam potência para o circuito conectado a eles. Há dois 
tipos de fontes: 
• As fontes dependentes 
• As fontes independentes
Uma fonte independente ideal é um elemento ativo que fornece uma 
tensão especificada ou corrente que é completamente independente de 
outros elementos do circuito, ou seja, uma fonte de tensão independente 
ideal libera para o circuito a corrente que for necessária para manter a 
tensão em seus terminais.
• baterias
• geradores
Elementos de circuitos
 Símbolos para fontes de tensão independente: 
• (a) usada para tensão constante ou variável com o tempo;
• (b) utilizada para tensão constante (CC);
• (c) Símbolo para fonte de corrente independente.
Elementos de circuitos
Uma fonte dependente (ou controlada) ideal é um elemento ativo no qual 
a quantidade de energia é controlada por outra tensão ou corrente.
• Fonte de tensão controlada por tensão (FTCT).
• Fonte de corrente controlada por tensão (FCCT).
• Fonte de corrente controlada por corrente (FCCC).
• Fonte de tensão controlada por corrente (FTCC).
Elementos de circuitos
 Símbolos para as fontes de tensão dependentes:
• (a) fonte de tensão dependente; 
• (b) fonte de corrente dependente.
Exemplo: fonte de tensão controlada por 
corrente
Exemplo:
Calcule a potência fornecida ou absorvida em cada elemento na Figura:
Solução!
Primeiro passo e único passo:
• Calculamos as potências, aplicando a conversão de sinais;
Aplicações na Prática – Tubo de 
imagens de TV
Aplicações na Prática – Contas de 
consumo de energia elétrica
Um domicílioconsome 700 kWh em janeiro. Determine o valor da conta de 
eletricidade para o mês usando a seguinte escala tarifária residencial:
• Tarifa mensal básica de US$ 12,00.
• O custo mensal dos primeiros 100 kWh é de 16 centavos/kWh.
• O custo mensal dos 200 kWh seguintes é de 10 centavos/kWh.
• O custo mensal dos 300 kWh seguintes é de 6 centavos/kWh.
Solução!
Obrigado!
Continuaremos na próxima aula...
Referência bibliográfica
Alexander, Charles K. Fundamentos de circuitos elétricos [recurso 
eletrônico] / Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku ; tradução: José 
Lucimar do Nascimento ; revisão técnica: Antônio Pertence Júnior. – 5. ed. –
Dados eletrônicos. – Porto Alegre : AMGH, 2013.
Minhas notas de aula na época de aluno da graduação, pós-graduação, 
assim como, as aulas já atuando como professor da disciplina.