AULA 7 - Eletricidade Básica - FIC
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CARGA HORÁRIA: 5 h
CARGA HORÁRIA TEÓRICA: 3 h CARGA HORÁRIA PRÁTICA: 2 h
METODOLOGIA
- Exposição dialogada dos conteúdos disponíveis, em projetor multimídia.
- Navegação assistida em outros sites e portais, de conteúdos relacionados.
- Montagens práticas e desenvolvimento em computador de aplicativos.
- Testes de verificação e validação.
CIRCUITOS RESISTIVOS CC
Os circuitos compostos de fontes de alimentação e resistores são os mais fáceis de analisar.
Para o estudo adequado de circuitos elétricos, é necessário conhecer-se algumas definições:
- Nó: É um ponto do circuito comum a dois ou mais elementos. Se três ou mais elementos estão conectados a um nó, tal nó é chamado nó principal ou junção.
- Ramo: É um “caminho” entre dois nós.
- Laço: É o caminho fechado em um circuito passando apenas uma vez em cada nó e terminando no nó de partida.
- Malha: É o laço que não contém nenhum outro laço.
- Circuito ideal: os elementos que os constituem são ideais e mantém suas características indefinidamente.
- Resistor ideal: Não varia o valor de sua resistência com a temperatura. Suporta qualquer corrente e tensão.
- Fonte de tensão ideal: Mantém a tensão nos terminais e é capaz de fornecer qualquer corrente.
- Fonte de corrente ideal: Mantém a corrente constante e alimenta qualquer circuito com tal corrente.
- Será considerado que os circuitos estão em regime permanente, ou seja, estão ligados a algum tempo, de modo que todas as correntes e tensões já estão estáveis.
Exemplo
Identifique os nós, os ramos, os laços e as malhas do circuito abaixo:
CIRCUITOS SÉRIE
Um circuito é dito série quando todos os elementos estão conectados na mesma malha, ou seja, a corrente que flui no circuito é a mesma para todos os elementos, tal como ilustra-se na abaixo.
No circuito (a) acima, a corrente que percorre a fonte e os resistores é a mesma! Ou seja, em todos os ramos:
I = I = I = I
Já no circuito (b), a corrente I divide-se no nó b, em I' e I. Ou seja:
I = I' + I"
Normalmente, um circuito série resistivo consistirá de uma fonte de tensão, ligada a uma carga, que poderá ser um ou mais resistores. As cargas da fonte deslocam-se em corrente, alimentam a carga e retornam à fonte.
Como já vimos, as resistências em série do circuito podem ser somadas. À soma das resistências chamamos resistência equivalente:
Na figura abaixo, resistência equivalente equivale a associação dos resistores R1 e R2:
Para medir as tensões em um circuito série, devemos ligar o voltímetro em paralelo com os resistores:
Em um circuito série com n resistências, a resistência equivalente é calculado simplesmente pela
somatória de todas as resistências envolvidas:
Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn
Análise de um circuito série
Pela Lei de Ohm:
Vfonte = I.R
Se medirmos as correntes nos resistores, individualmente, verificaremos que a corrente é a mesma:
A corrente I vai ser a mesma que percorre a malha, mas a resistência R é a combinação de todas as resistências do circuito série. Então, o primeiro passo para se analisar um circuito série que tenha mais de uma resistência, é encontrar a resistência equivalente.
No caso de um circuito série, a resistência equivalente será dada pela soma das resistências individuais.
Medindo as tensões nas resistências, é possível verificar que a tensão da fonte é repartida entre as resistências, ou seja, a soma das quedas de tensão nas resistências é igual à tensão da fonte!
Quando as cargas tiverem o mesmo valor, a divisão de tensões será igual, metade para cada uma:
Porém, note que, se o circuito estiver aberto, não haverá corrente elétrica e, em decorrência, não haverá nenhuma queda de tensão nos resistores.
Isto significa que a tensão medida nos terminais abertos será exatamente a mesma da fonte. Ou seja:
Se I = 0 → VR1 = 0, VR2 = 0, ..., VRn = 0 → Vab = V fonte
Isto é o que chamamos de tensão de circuito aberto (em inglês, open circuit), ou Voc.
Exemplo:
Considere o circuito apresentado na Figura abaixo.
O primeiro passo é descobrir o valor da resistência equivalente, dada por:
Agora, é a vez de calcular a corrente de malha do circuito, dada por:
É possível também calcular-se a queda de tensão em cada um dos resistores! Esta será dada pela aplicação da Lei de Ohm em cada um deles:
Por fim, podemos determinar qual a potência consumida em cada resistor:
Um ponto muito interessante é verificar se a potência fornecida pela fonte foi a mesma dada pela soma das potências consumidas pelas resistências:
Prática
- Teste as características de tensão e corrente nos circuitos série apresentados em sala de aula
Fontes Bibliográficas
COMISSÃO TRIPARTITE PERMANENTE DE NEGOCIAÇÃO DO SETOR ELÉTRICO NO ESTADO DE SÃO PAULO - CPN. Eletricidade Básica - Manual de treinamento curso básico segurança em instalações e serviços com eletricidade - NR 10 . Disponível em: https://portalidea.com.br/cursos/9f2909192195f210d6c6fa89c0894301.pdf
Lemes, Andryos da Silva. APOSTILA DE ELETRICIDADE BÁSICA. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO, IFSP - CAMPUS DE PRESIDENTE EPITÁCIO. Disponível em:https://pt.scribd.com/document/280039386/Apostila-Eletricidade-Basica
ROCHA, Helder da. Introdução à Eletrônica para Artistas. Apostila de curso livre. 2017. Disponível em: http://www.argonavis.com.br/cursos/eletronica/IntroducaoEletronicaArtistas.pdf.
SAMBAQUI, ANA BARBARA KNOLSEISEN; TAQUES, BÁRBARA OGLIARI. Apostila de Eletricidade. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO - IFSC - CAMPUS JOINVILLE. Joinville, agosto, 2010. Disponível em: http://wiki.itajai.ifsc.edu.br/images/c/c1/Apostila_de_Eletricidade_IFSC_JOINVILE.pdf
Souza, Giovani Batista. ELETRICIDADE. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO - IFSC - CAMPUS ARARANGUÁ. Edição: fev, 2009. Disponível em: https://wiki.sj.ifsc.edu.br/images/e/e6/Aru-2009-Agosto-eletricidade_basica.pdf
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