Circuitos Elétricos., Exercícios de Circuitos Elétricos

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Circuitos Elétricos – Aula 1

Engenharia Mecânica

Sandra Mara Torres Müller

• Um ponto comum entre as diversas áreas da

Engenharia Elétrica são os circuitos elétricos

• Um circuito elétrico é um modelo matemático

que se comporta aproximadamente como umsistema elétrico real

• Os modelos, as técnicas matemáticas e a

linguagem da teoria de circuitos formarão aestrutura intelectual para os futurosempreendimentos na engenharia

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Em muitos casos, a unidade do Sistema Internacional é muitopequena ou muito grande para ser usada convenientemente. Então,prefixos padronizados, correspondentes a potências de 10, sãoaplicados à unidade básica Circuitos I - S. Müller

Tensão e Corrente

• O conceito de carga elétrica é a base para

descrever os fenômenos elétricos

• Na teoria de circuitos, a separação entre cargas

dá origem a uma força elétrica (tensão), e seumovimento dá origem a um fluxo elétrico(corrente)

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Tensão e Corrente

• Os efeitos elétricos causados por cargas em

movimento dependem da variação temporal decarga, conhecida como corrente elétrica

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Tensão e Corrente

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A natureza bipolar da carga elétrica requer quedesignemos referências de polaridade a essasvariáveis, mais adiante

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Embora a corrente seja composta de elétrons discretosem movimento, não precisamos considera-losindividualmente por causa de sua enorme quantidade– Mais exatamente, podemos imaginar elétrons e suas cargas

correspondentes como uma única entidade fluindosuavemente

• Assim, i é tratada como uma grandeza contínua Circuitos I - S. Müller

Elemento Básico Ideal de Circuito

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As designações da polaridade de referência paratensão e direção de referência para a corrente sãointeiramente arbitrárias

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Contudo, uma vez designadas as referências, vocêdeve escrever todas as equações subsequentes emconcordância com as referências escolhidas

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A convenção de sinal mais amplamente utilizada paraessas referências é denominada convenção passiva Circuitos I - S. Müller

Elemento Básico Ideal de Circuito

• Convenção passiva: sempre que a direção de

referência para a corrente em um elementoestiver na direção da queda da tensão dereferência no elemento (como na figura jáapresentada), use um sinal positivo emqualquer expressão que relaciona a tensão coma corrente. Caso contrário, use um sinalnegativo

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Há cinco elementos básicos ideais de circuitos– Fontes de tensão– Fontes de corrente– Resistores– Indutores– Capacitores

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As relações matemáticas entre tensão e corrente emfontes e resistores são algébricas– Indutores e capacitores levam a equações integro-

diferenciais

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Fontes de Tensão e Corrente

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Uma fonte elétrica é um dispositivo capaz de converter energianão elétrica em energia elétrica

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Uma fonte ideal de tensão é um elemento de circuito quemantém uma tensão prescrita em seus terminaisindependentemente da corrente que flui neles

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Uma fonte ideal de corrente é um elemento de circuito quemantém uma corrente prescrita em seus terminaisindependentemente da tensão neles

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Esses elementos de circuito não existem como dispositivosprático, são modelos idealizados de fonte de tensão e corrente Circuitos I - S. Müller

Fontes de Tensão e Corrente

• Fontes independentes: Circuitos I - S. Müller

Resistência Elétrica (Lei de Ohm)

• Resistência é a capacidade dos materiais de

impedir o fluxo de corrente ou, maisespecificamente, o fluxo de carga elétrica

• O elemento de circuito usado para modelar

esse comportamento é o resistor de valor deresistência R

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Resistência Elétrica (Lei de Ohm)

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A maioria dos materiais exibe resistência mensurávelà corrente

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A quantidade de resistência depende do material

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Os metais têm valores pequenos de resistência– Quando os condutores são representados em um diagrama

de circuito, em geral, eles não são modelados comoresistores, devido sua baixa resistência que se tornadesprezível comparada com o restante do circuito

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Resistência Elétrica (Lei de Ohm)

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Devemos referir a corrente no resistor à tensão dosterminais (lei de Ohm)– Se a queda de tensão e a corrente estiverem em sentido

opostos, então: v = Ri

• Se a queda de tensão e a corrente estiverem no mesmo

sentido, então: v = –Ri

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