Conceitos básicos elétrica, Notas de aula de Engenharia Elétrica

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Eletricidade Aplicada

Professores: Jossana Ferreira Alexandre Guimarães Flávio Costa Semestre suplementar 2020. ECT

Resumo

• Conceitos e Grandezas (corrente, tensão,

potência elétrica, energia)

• Elementos de circuitos elétricos (resistor,

capacitor, indutor, fontes de corrente e tensão,

controladas e não controladas)

Circuito Elétrico

• Circuito elétrico é uma interconexão de

elementos elétricos

Sistemas de Unidades

• Como técnicos e engenheiros eletricistas,

lidamos com quantidades mensurá-

veis

• Nossa medição deve ser dita em uma

linguagem-padrão que

praticamente todos os profissionais

serão capazes de entender,

independentemente do país onde a

medida estiver sendo feita

• O Sistema Internacional de

Unidades (SI), adotado pela Conferência

Geral de Pesos e Medidas em 1960,

é conhecido como uma linguagem de

medição internacional

Carga Elétrica e Corrente

• Corrente elétrica é o fluxo de carga por unidade de tempo, medido em ampères (A) - Andre-Marie Ampère (1775-1836), matemático e físico francês, criou as bases da eletrodinâmica e definiu corrente elétrica em meados de 1820 - 1 ampère = 1 coulomb/segundo - Corrente contínua (CC) é uma corrente que permanece constante ao longo do tempo - Corrente alternada (CA) é uma corrente que varia com o tempo segundo uma forma de onda senoidal

Carga Elétrica e Corrente

• Sentido da corrente - por convenção, tomado

como o sentido da movimentação das

cargas positivas

• uma corrente de 5 A poderia ser representada positiva ou negativamente
• Em outras palavras, uma corrente negativa de –5 A fluindo em um determinado sentido é a mesma que uma corrente de +5 A fluindo no sentido oposto

Tensão

• Tensão elétrica ou voltagem
  • 1 volt = 1 joule/coulomb = 1 newton-metro/coulomb
  • onde w é a energia em joules (J) e q é a carga em coulombs (C)
  • A tensão Vab, ou simplesmente V, é medida em volts (V), nome dado em homenagem ao físico italiano Alessandro Antonio Volta (1745-1827), físico italiano, que inventou a primeira pilha voltaica

Tensão

• Os sinais positivo (+) e negativo (–) são usados para definir o sentido referencial ou a polaridade da tensão
• 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

• potência é a velocidade com que se consome ou se absorve energia medida em watts (W) - onde p é a potência em watts (W), w é a energia em joules (J) e t é o tempo em segundos (s)
• Energia é a capacidade de realizar trabalho e é medida em joules (J) - As concessionárias de energia elétrica medem a energia em watts- hora (Wh), em que

Potência e Energia

• A potência absorvida ou fornecida por um elemento é o produto da tensão no elemento pela corrente através dele
• Se a potência tem um sinal +, ela está sendo absorvida elemento
• Em contrapartida, se a potência tiver um sinal –, a potência está sendo fornecida pelo elemento Pela “convenção de sinal passivo”, a corrente entra pela polaridade positiva da tensão. Nesse caso, p = +vi ou vi > 0 implica que o elemento está absorvendo potência Entretanto, se p = –vi ou vi < 0, o elemento está liberando ou fornecendo potência

ELEMENTOS DE CIRCUITOS

Elementos Ativos e Passivos

• Um elemento ativo é capaz de gerar energia

enquanto um elemento passivo não é

• Exemplos de elementos passivos são resistores, capacitores e indutores
• Os elementos ativos típicos são geradores e

baterias

• Os elementos ativos mais importantes são

fontes de tensão ou corrente que geralmente

liberam potência para o circuito conectado a

eles

Capacitor

• Um capacitor é formado por duas placas condutoras separadas por um isolante (ou dielétrico)
• Capacitância é a medida da capacidade de armazenamento de carga em um certo diferencial de potencial – farad (F)
• A quantidade de carga sobre as placas do capacitor depende da diferença de potencial e da geometria do capacitor
• Oposição à variações de tensão

Indutor

• O indutor é um dispositivo no qual a energia elétrica é armazenada no campo magnético criado pelas correntes que circulam por ele
• Indutância – henry (H)
• Oposição à variações de corrente