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CAPÍTULO Variáveis de circuitos TT TATO 1.1 Engenharia elétrica: uma visão geral 1.2 O Sistema Internacional de Unidades 1,3 Análise de circuitos: uma visão geral 1.4 Tensão e corrente 15 O elemento básico ideal de circuito 1,6 Potência e energia Aja dO] 1 Entender e saber utilizar as unidades do SI e os prefixos padronizados para potências de 10. 2 Conhecer e saber utilizar as definições de tensão e corrente. 3 Conhecer e saber utilizar as definições de potência é energia. 4 Saber utilizar à convenção passiva para calcular a potência para um elemento básico ideal de circuito dadas suas tensão e corrente. A engenharia elétrica é uma profissão interessante e desa- fiadora para todos os que têm um interesse genuíno em ciên- cias aplicadas e matemática (além de aptidão para essas áreas). Nos últimos 150 anos, engenheiros eletricistas desempenha- ram um papel dominante no desenvolvimento de sistemas que mudaram o modo como as pessoas vivem e trabalham. Sistemas de comunicação por satélite, telefones, computadores digitais, televisões, equipamentos médicos cirúrgicos e de diagnóstico, robôs de linhas de montagem e ferramentas elé- tricas são componentes representativos de sistemas que defi- nem uma sociedade tecnológica moderna, Como engenheiro eletricista, você pode participar dessa revolução tecnológica continua, melhorando é refinando esses sistemas existentes e descobrindo e desenvolvendo novos sistemas para atender às necessidades de nossa sociedade em constante mudança. Ao iniciar o estudo de análise de circuitos, você precisa ter uma idéia do lugar que esse estudo ocupa na hierarquia de tópicos que compreende uma introdução à engenharia elétrica. Por isso, começamos apresentando uma visão geral da engenharia elétrica, algumas idéias sobre um ponto de vista de engenharia relacionado com à análise de circuitos, além de uma revisão do sistema internacional de unidades. Em séguida, descrevemos, de modo geral, em que con- siste a análise de circuitos e apresentamos os conceitos de tensão e corrente. Discutimos ainda um elemento básico ideal ca necessidade de um sistema de referência de polari- dade. Concluímos o capítulo descrevendo como corrente e tensão estão relacionadas com potência e energia. 1.1 Engenharia elétrica: uma visão geral O engenheiro eletricista é o profissional que se preo- cupa com sistemas que produzem, transmitem é medem sinais elétricos. A engenharia elétrica combina os modelos de fenômenos naturais desenvolvidos pelos físicos com as ferramentas dos matemáticos para produzir sistemas que atendem a necessidades práticas. Sistemas elétricos estão sempre presentes em nossa vida: são encontrados em lares, escolas, locais de trabalho e veiculos de transporte em to- dos os lugares, Começamos apresentando alguns exemplos de cada uma das cinco principais classificações de sistemas elétricos: « sistemas de comunicação; emas de computação; istemas de controle; emas de potência; istemas de processamento de sinais. Em seguida, descrevemos como os engenheiros eletri- cistas analisam e projetam tais sistemas. Sistemas de comunicação são sistemas elétricos que ge- ram, transmitem e distribuem informações. Entre os exem- plos bem conhecidos estão os equipamentos de televisão, como câmeras, transmissores, receptores e aparelhos de deocassete; radiotelescópios, usados para explorar o uni- verso; sistemas de satélites, que enviam e recebem imagens de outros planetas e do nosso; sistemas de radar, usados para coordenar vôos de aviões; e sistemas telefônicos. A Figura Lil representa os principais componentes de um sistema telefônico moderno. Começando pelo lado infe- rior esquerdo da figura, um microfone instalado dentro de um aparelho telefônico transforma ondas sonoras em sinais elétricos. Esses sinais são transportados até uma central de comutação onde são combinados com os sinais de dezenas, centenas ou milhares de outros telefones. Os sinais combina- dos saem da central de comutação; sua forma depende da distância que têm de percorrer. Bm nosso exemplo, eles são enviados por fios dentro de cabos coaxiais subterrâneos até