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Apostila sobre circuitos elétricos
Tipologia: Notas de estudo
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA CTC - Centro Tecnológico Disciplina de Circuitos Elétricos I
Professor: Patrick Kuo Peng
Colaboradores: Júlio Trevisan Maurício Rigoni Willian Hamada
Florianópolis 2003 (revisão 2009)
2. Conceitos básicos de eletricidade
a) Cargas elétricas
Qualquer matéria é formada por átomos. O do Hidrogênio é o átomo mais simples, o qual é constituído por duas partículas (prótons→ carga positiva e elétrons→ carga negativa).
Unidade da carga elétrica = coulomb (C)
Átomos normalmente neutros ⇒ N° de elétrons = N° de prótons.
Retirando elétrons ⇒ átomo terá carga positiva.
Adicionando elétrons ⇒ átomo terá carga negativa.
b) Corrente elétrica: movimento dos elétrons.
corrente elétrica em Ampère [A]
Relação de integral:
carga em Coulomb
tempo em segundos [s]
c) Tensão elétrica ou diferença de potencial : Energia usada para mover uma unidade de carga através do elemento.
d) Potencia e energia:
t t
Energia em Joule [J]
Carga em Coulomb [C]
Tensão em Volt [V]
Potência em Watt [W]
Energia em Joule [J]
Tempo em segundos [s]
t t
Elementos dos circuitos
Os circuitos podem ter 5 elementos básicos:
Fontes = dispositivos capazes de gerar energia elétrica
Existem 2 categorias de fontes:
i [A]
v [V]
12
Símbolos Característica tensão/corrente
ou
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.
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:
ρ
Símbolo
∗ Condutância
;
∗ Potência num resistor
2 2
∗ Observações
corrente.
ou
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
1
Convenção
Percorrer o caminho fechado no sentido horário , escrevendo a tensão com o primeiro sinal encontrado.
Exemplo:
− E 1 +VR 1 +VR 2 −VR 3 = 0
Observação:
eq
n
n
n
1 2
1 2
1 2
eq n
eq n
1 2
1 2
R 1
R 2
R 3
⇔
1 2
R R
3. Associação de fontes
3.1. Fontes de tensão em série
3.2. Fontes de Tensão em paralelo
Fontes de tensão em paralelo só podem ser associadas se apresentarem o mesmo valor.
3.3. Fontes de corrente em série
Fontes de corrente em série só podem ser associadas se apresentarem o mesmo valor.
2 A 2 A 4 A 2 A
V 1
V 2
V 3
⇔ (^) V 1 −V 2 +V 3
A
