Circuitos Elétricos Simples

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1 Circuitos Elétricos Simples Circuitos elétricos que contém apenas resistores e fontes. A corrente elétrica se move sempre no mesmo sentido, ou seja, são circuitos de corrente contínua. Circuitos com mais de um resistor Associação de Resistores Em série Em paralelo

2 Vimos na aula passada que. Para as cargas elétricas atravessarem um resistor é necessário aplicar uma d.d.p entre suas extremidades. O dispositivo adequado para isto é uma fonte de tensão (fonte) que, mantendo a tensão constante, realiza trabalho sobre as cargas movimentando-as. Uma fonte de tensão produz uma força eletromotriz (f.e.m) o que significa que ela submete os portadores de carga à uma diferença de potencial. A fonte de tensão fornece a energia necessária para que os portadores de carga sejam colocados em movimento. Exemplos de fontes de energia: baterias de relógios, reatores nucleares, termopilhas, células solares, geradores elétricos.

3 Embora utilizem princípios distintos de funcionamento, todos os dispositivos mencionados antes têm a mesma função que é a de realizar trabalho sobre os portadores de carga e manter uma diferença de potencial entre os dois terminais. Quando a fonte é ligada, a energia que existe em seu interior transfere os portadores de carga do pólo positivo para o pólo negativo. Este movimento de cargas faz parte da corrente que se estabelece no circuito. A força eletromotriz da fonte é : " = dw dq! [J/C = V ] A força eletromotriz da fonte é o trabalho por unidade de carga que a fonte realiza para transferir cargas da região de baixo potencial para a região com alto potencial.

4 Fonte de tensão ideal x fonte de tensão real Na primeira não existe uma resistência interna ao movimento das cargas entre um potencial e o outro. Na segunda, existe uma resistência interna que se opõe ao movimento das cargas. Quando uma fonte real não está ligada a um circuito temos que V=f.e.m. Quando uma fonte real está ligada a um circuito, a fonte transfere energia aos portadores que passam por ela e que por sua vez podem transferir esta energia para outros dispositivos.

5 Cálculo da corrente em um circuito de uma malha Regra das Malhas: A soma algébrica das variações de potencial encontradas ao percorrer uma malha fechada é sempre zero. V a + " ir V a =0 Sinais: A corrente desloca-se da direção de menor potencial para a de maior (sentido horário).

6 V a + " ir V a =0 " ir =0 Percorrendo o mesmo circuito em sentido anti-horário. ir " =0 De ambas as maneiras, encontramos i = " R

7 Regra das Resistências: Quando atravessamos uma resistência no sentido da corrente, a variação do potencial é -ir; quando atravessamos uma resistência no sentido oposto, variação é +ir. Regra das Fontes: Quando atravessamos uma fonte ideal do terminal negativo para o terminal positivo, a variação do potencial é + "; quando atravessamos uma fonte no sentido oposto é -"

8 Outros circuitos de uma malha " ir ir =0 i = " r + R

9 Resistências em Série A corrente que atravessa o circuito é a mesma, ou seja, ela não se divide, e a somas das d.d.p's em cada resistor é a diferença de potencial aplicada pela fonte. " ir 1 ir 2 ir 3 =0 i = " R 1 + R 2 + R 3 i = " R eq R eq = R 1 + R 2 + R 3

10 Diferença de potencial entre dois pontos Qual a diferença de potencial entre os pontos a e b do circuito abaixo? V a + " ir = V b! V b V a = " ir Mas i = " r + R V b V a = " " r + R R V b V a = " r + R R Para determinar o potencial entre dois pontos de um circuito, começamos em um dos pontos e percorremos o circuito até o outro pronto somando todas as d.d.p s que encontramos no percurso.

11 Aterrando um circuito Aterrar um circuito significa definir o potencial de um dado ponto como sendo nulo V a =0 V b =0

12 Potência, Potencial e Força Eletromotriz P = iv E no caso de uma fonte real: V = " ir P = i" ri 2

13 Circuitos com mais de uma malha nó em d i 2 = i 1 + i 3 Regra dos nós: A soma das correntes que entram em um nó é igual à soma das correntes que saem do nó.

14 Temos neste circuito, três malhas: badb, bcdb e badcb (externa) Malha badb no sentido anti-horário: " 1 i 1 R 1 + i 3 R 3 =0 Malha bcdb no sentido anti-horário: " 2 i 3 R 3 i 2 R 2 =0 i 2 = i 1 + i 3 Sistema com 3 equações e 3 incógnitas que pode ser resolvido tranquilamente.

15 Resistências em Paralelo Quando todas as resistências estão sujeitas à mesma diferença de potencial, elas estão associadas em paralelo. A corrente elétrica em um circuito com resistências associadas em paralelo se divide. i 1 = V R 1 i 2 = V R 2 i 3 = V R 3 nó em A i = i 1 + i 2 + i 3

16 i = V 1 R R R 3 1 R e q = 1 R R R 3