M.Sc. Jose Eduardo Ruiz Rosero 1. ENG1116 Tópicos especiais Energia solar

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1 1 ENG1116 Tópics especiais Energia slar

2 M.Sc. Jse Eduard Ruiz Rser 2 Ementa Cnquistas e desafis da energia slar Cnceits básics Radiaçã slar Física das células slares Célula slar Cmpnentes de um sistema ftvltaic Tips de sistemas ftvltaics Dimensinad de sistemas ftvltaics Outrs tips de células slares Otimizaçã da eficiência Cnversã de energia slar via rgânica Medidas e caracterizaçã Utilizaçã de simuladres para células slares

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4 4 Um circuit elétric é a ligaçã de elements elétrics, tais cm resistres, indutres, capacitres, dids, linhas de transmissã, fntes de tensã, fntes de crrente e interruptres, de md que frmem pel mens um caminh fechad para a crrente elétrica.

5 5 Crrente elétrica A crrente elétrica é flux "rdenad" de partículas prtadras de carga elétrica, u também, é deslcament de cargas dentr de um cndutr, quand existe uma diferença de ptencial elétric entre as extremidades. Símbl: I (Intensidade de Crrente Elétrica) Unidade: A (Ampère)

6 6 Crrente elétrica Sentid da crrente elétrica

7 7 Crrente elétrica Intensidade da crrente elétrica i = Q t Q = n.e e = -1,602x10-19 C Unidades SI: Q: Culmb [C] t: Segund [s] i: Ampère [A]

8 8 Crrente elétrica Tips de crrente elétrica Crrente cntínua (C.C) É aquela em que sentid e a intensidade permanecem cnstantes cm temp. O que representa a área A? A = i(t 2 t 1 ) A = i. t A = q A crrente cntínua pde ser btida quand se usa uma pilha, u uma bateria.

9 9 Crrente elétrica Tips de crrente elétrica Crrente alternada (C.A) É aquela em que a intensidade e sentid mudam peridicamente cm temp. Nas tmadas das casas, encntra-se uma crrente alternada.

10 10 Tensã elétrica Também cnhecida cm diferença de ptencial (DDP), é a diferença de ptencial elétric entre dis pnts u a diferença em energia elétrica ptencial pr unidade de carga elétrica entre dis pnts. A diferença de ptencial é igual a trabalh que deve ser feit, pr unidade de carga cntra um camp elétric para se mvimentar uma carga qualquer. Símbl: V ( V) Unidade: V (Vlti)

11 11 Tensã elétrica

12 12 Resistres Um resistr é um dispsitiv elétric muit utilizad em eletrônica, cm a finalidade de transfrmar energia elétrica em energia térmica pr mei d efeit jule, u cm a finalidade de limitar a crrente elétrica em um circuit. Resistres sã cmpnentes que têm pr finalidade ferecer uma psiçã à passagem de crrente elétrica, através de seu material. A essa psiçã dams nme de resistência elétrica u impedância, que pssui cm unidade hm. R = ρl A ρ: a resistividade d material L: cmpriment A: a área da secçã transversal.

13 13 Ptência elétrica Em sistemas elétrics, a ptência (em watts) instantânea desenvlvida pr um dispsitiv de dis terminais é prdut da diferença de ptencial entre s terminais e a crrente que passa através d dispsitiv. P[W] = I. V

14 14 Lei de Ohm A Lei de Ohm, assim designada em hmenagem a seu frmuladr, físic alemã Gerg Simn Ohm ( ), afirma que, para um cndutr mantid à temperatura cnstante, a razã entre a tensã entre dis pnts e a crrente elétrica é cnstante. Essa cnstante é denminada de resistência elétrica. R = V I R: Resistência V: Tensã I: Crrente

15 15 Lei de Ohm Exempl V= 12 V R= 3 Ω I=? P=? R = V I R: Resistência V: Tensã I: Crrente

16 16 Análise de circuits Nó - Num circuit, um nó é qualquer pnt d circuit em que dis u mais terminais se liguem. Pdem ser terminais de elements de circuit cm resistres, capacitres etc. u mesm fis de ligaçã. A restriçã impsta é que sejam dis u mais. Ram - O únic caminh entre dis nós cnsecutivs é chamad um ram. A lng de um ram a crrente nã muda. Malha - Uma malha é qualquer caminh fechad seguid sbre rams de um circuit.

17 17 Análise de circuits Nó Ram Malha

18 18 Análise de circuits Circuits em série É cnhecid cm um circuit série um circuit cmpst exclusivamente pr cmpnentes elétrics u eletrônics cnectads em série. A assciaçã em série é uma das frmas básicas de se cnectarem cmpnentes elétrics u eletrônics.

19 19 Análise de circuits Circuits em série R eq = R 1 +R R n

20 20 Análise de circuits Circuits em paralel É cnhecid cm um circuit paralel um circuit cmpst exclusivamente pr cmpnentes elétrics u eletrônics cnectads em paralel. É uma das frmas básicas de se cnectar cmpnentes eletrônics.

21 21 Análise de circuits Circuits em paralel 1 R eq = 1 R R R n

22 22 Análise de circuits Leis de Kirchhff 1ª Lei de Kirchhff (Lei das Crrentes u Leis ds Nós) Em um nó, a sma das crrentes elétricas que entram é igual à sma das crrentes que saem, u seja, um nó nã acumula carga.

23 23 Análise de circuits Leis de Kirchhff 2ª Lei de Kirchhff (Lei das Tensões u Lei das Malhas) A sma algébrica da d.d.p (Diferença de Ptencial Elétric) em um percurs fechad é nula.

24 24 Análise de circuits Valr eficaz Em eletricidade e eletrônica, em crrente alterna, a raiz d valr quadrátic médi (RMS), de una crrente variável é denminada valr eficaz. Define-se cm valr de una crrente rigrsamente cnstante (crrente cntinua) que atravessand uma determinada resistência ôhmica pura prduze s mesms efeit calrífics (igual ptencia dissipada) que a crrente variável (crrente alterna). De essa frma uma crrente eficaz é capaz de prduzir mesm trabalh que seu valr em crrente direita u cntinua.

25 25 Análise de circuits Valr eficaz I ef = 1 T t0 t 0 +Ti 2 t dt I ef = I max 2

26 26 Análise de circuits Circuit