resumo circuitos elétricos, Resumos de Circuitos Elétricos

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Universidade Federal do ABC

Conceitos Básicos

ESTA002-17 Circuitos Elétricos I

Prof. Diego Silvério da Silva

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Circuitos Elétricos

• Considere os seguintes sistemas:
  • Sistema de comunicação e informação
  • Sistemas de computação
  • Sistemas de controle e automação
  • Sistemas de potência e energia
  • Sistemas de processamento de sinais
  • Biosistemas
• O que há em comum entre esses sistemas? - Circuitos Elétricos
• Circuito Elétrico: modelo matemático que se comporta aproximadamente como um sistema elétrico real.

Definições Básicas:

Grandezas elétricas:

Associada a um elemento elétrico temos grandezas elétricas,

como tensão e corrente. Essas grandezas, e outras, quando

aparecem, precisam ser cuidadosamente definidas. Isto só pode

ser feito se tivermos um sistema padrão de unidades.

O sistema adotado é o SI(Sistema Internacional de Unidades).

Outros sistemas de unidades também podem ser utilizados,

como exemplo:

CGS(centímetro, grama, e segundo);

MKS(metro, quilograma e segundo);

FPS( foot, pounde second) – (pé, libra, segundo).

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Unidades Usuais do SI:

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Carga Elétrica

Características da carga elétrica:

• A carga é bipolar, ou seja, ela pode ser negativa ou positiva.

Forças de Atração (cargas opostas) e Repulsão (cargas iguais)

• A carga é quantizada : existe em quantidades discretas, que são múltiplos

inteiros da carga do elétron: 1,602.10-19C.

• Princípio da Conservação da carga elétrica
• Carga Móvel ou Fixa
• Materiais : Condutores, Semicondutores e Isolantes
• Efeitos elétricos são atribuídos tanto à separação entre cargas ( tensão ),

quanto a cargas em movimento ( corrente ). 7

Corrente Elétrica

O deslocamento de cargas através de um superfície (p. ex. seção transversal de um condutor) constitui uma corrente elétrica.

A corrente média através da superfície é dada por:

A corrente instantânea (t  0) através da superfície é dada por:





m

q i = (A) (ampéres) t

dq i(t) = (A) (ampéres) dt

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Em que:

i  ampère (A);

q  coulomb (C);

t  segundos (s).

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+ ΔQ 1 - ΔQ 2

Sentido de Referência

Cálculo de Corrente Elétrica

+ ΔQ 3 - ΔQ 4

1 2 3 4 m

Q^ Q^ Q^ Q^ Q i t t

^  ^  ^  ^      

Sabendo-se a carga q pode-se calcular a corrente i. Da mesma maneira, sabendo-se a corrente i pode-se calcular a carga através da expressão:

0

t

t

q  q t  q t  idt

A carga total que atravessa uma determinada área ou percorre um elemento entre os instantes t 1 e t 2 pode ser dada por:

0

t

t

q  q t  q t  q  idt  q

q

Solução de i(t) com base na figura:

0 _ 0

( ) 1_ 0 1

_ 1

t

i t t

t t

^ 

Corrente Elétrica

As correntes elétricas são, em geral, funções do tempo e podem ser classificadas de acordo com a variação temporal (formas de onda):

• Correntes contínuas: não variam com o tempo
• Correntes alternadas: descritas por funções periódicas do tempo,

satisfazendo a condição de valor médio nulo num período.

• Correntes pulsadas: também periódicas, mas com valor médio não nulo

num período.

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Alternada CA AC

Potencial: Capacidade de realizar trabalho.

(Analogia) Potencial gravitacional: Massa submetida a um campo gravitacional sofre ação da força peso. (Energia potencial gravitacional= mgh).

Potencial elétrico: Carga submetida a um campo elétrico sofre ação da força elétrica.

(Energia potencial elétrica = q.V).

Tensão ou diferença de potencial: Trabalho (W) necessário em Joules para mover 1 C de carga (q) entre dois pontos distintos. A unidade utilizada é o volt (V).

( ) ( ) ( )

dW joules V volts dq coulombs



O trabalho e a energia são basicamente semelhantes, visto que o trabalho é o gasto de energia. Mesma unidade no SI: Joule (J)

Medidas deTensão

Os voltímetros ideais não alteram o comportamento do circuito e, além disso, fornecem indicações do valor de tensão, com a respectiva polaridade.

A flecha de tensão corresponde a regra para ligar o voltímetro ao circuito. Os valores lidos podem ser positivos ou negativos.

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Potência (watts):

Razão ou taxa que um corpo produz ou absorve energia.

( ) ( ) ( )

joules watts segundos

dW P dt



1 watt [W] equivale a 1 joule [J] de energia liberado ou absorvido durante 1 segundo [s].

A potência pode ser calculada pela variação da energia em um determinado de tempo, ou seja, a potência pode ser dada como a taxa a qual um trabalho é realizado.