Aula 2. Conceitos Fundamentais I

Documentos relacionados
Aula 3. Conceitos Fundamentais II

Eletrotécnica - Engenharia de produção. Prof. M.Sc. Guilherme Schünemann

Curso Técnico em Mecânica ELETRICIDADE

Instalações elétricas e telefônicas. Prof. M.Sc. Guilherme Schünemann

ELETRICIDADE CAPÍTULO 1 VARIÁVEIS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS

Circuitos Elétricos Corrente, Tensão, Potência e Energia

Universidade Federal do Rio de Janeiro. Princípios de Instrumentação Biomédica. Módulo 1

Eletricidade Aplicada. Aulas Teóricas Prof. Jorge Andrés Cormane Angarita

Teoria de Eletricidade Aplicada

Curso Técnico em Informática. Eletricidade Instrumental Prof. Msc. Jean Carlos

CARGA ELÉTRICA E CORRENTE ELÉTRICA

INTRODUÇÃO A ELETRICIADE BÁSICA

Problemas e Exercícios Propostos Dalton Gonçalves

CORRENTE. Profº Almir Batista. ELÉTRICA Caderno 1 Frente 3 Módulos 1 e 2

Corrente Elétrica. Caderno 1 Frente 3 Módulos 1 e 2 Páginas 258 e 259. Profº Almir Batista

DEPARTAMENTO DO DESENVOLVIMENTO DO ENSINO COORDENAÇÃO ACADÊMICA EletroEletronica

Tópico 01: Estudo de circuitos em corrente contínua (CC) Profa.: Ana Vitória de Almeida Macêdo

CAP. 9 CORRENTE ELÉTRICA (CIRCUITO ELÉTRICO SIMPLES)

Cap. 2 - Leis de Kirchhoff

Conceitos Básicos de Teoria dos Circuitos

Aula 6.1 Conteúdo: Eletrodinâmica corrente elétrica e seus efeitos, corrente contínua e alternada, relacionados a com a cultura indígena.

Aula 2 Tensão, Corrente e Resistência Elétrica

Circuitos Elétricos I

RESISTOR É O ELEMENTO DE CIRCUITO CUJA ÚNICA FUNÇÃO É CONVERTER A ENERGIA ELÉTRICA EM CALOR.

Tema 6: O Mundo da Eletricidade. Semestre 2 de 2014

CONHECIMENTOS TÉCNICOS DE AERONAVES. MÓDULO 2 Aula 3

Página 1 de 5. Tema. Define-se energia como a capacidade de produzir trabalho. Potência é a energia fornecida, recebida ou gasta por unidade de tempo.

ELETRICIDADE BÁSICA TEORIA ATÔMICA

Conceitos Básicos de Eletricidade Visando as Instalações Elétricas. Professor: Ricardo Costa Alvares

ELETRICIDADE. Eletrodinâmica. Eletrostática. Eletromagnetismo

ELETRÔNICA X ELETROTÉCNICA

Revisão de conceitos. Aula 2. Introdução à eletrónica médica João Fermeiro

1. Considere uma bateria de força eletromotriz ε e resistência interna desprezível. Qual dos gráficos a seguir melhor representa a bateria?

CONCEITOS BÁSICOS Capítulo

Circuitos de Corrente Contínua. Unidade 03 Circuitos de Corrente Contínua

FÍSICA (ELETROMAGNETISMO) CORRENTE ELÉTRICA E RESISTÊNCIA

AULA 02 PRIMEIRA LEI DE OHM APOSTILA 1 FSC-C

EXERCÍCIOS - ELETRODINÂMICA

Curso Técnico em Mecânica ELETRICIDADE

Aula 2. Revisão Circuitos Resistivos

2 - Circuitos Basicos

Energia É definida como tudo aquilo capaz de realizar ou produzir trabalho. Ela existe em diversas modalidades sob várias formas:

Estudo da Física. Prof. Railander Borges

CONHECIMENTOS FUNDAMENTAIS

Unidades de medida. Tensão, corrente, potência, Medidores de potência. Corrente contínua

Transmissão de Calor

EA-513 Circuitos Elétricos Turma A 1º Semestre/2014

Potência e Energia Elétrica

Resumo de Eletrodinâmica

Hoje eu instalei essa lampadinha na estante do meu quarto:

Q t. A corrente elétrica corresponde ao fluxo de elétrons. Os elétrons vão para o polo positivo de um gerador (pilha ou bateria)

ANALOGIA ENTRE INTENSIDADE DE CORRENTE ELÉCRICA E CAUDAL DE UM LÍQUIDO

Cap. 2 Princípios da Eletrodinâmica

NOME: N O : TURMA: PROFESSOR: Glênon Dutra

Aula-6 Corrente e resistência. Curso de Física Geral F o semestre, 2008

Lista de Exercícios 3 ano Rec II TRIM 2017

Disciplina: Circuitos Elétricos I. Conceitos Preliminares

Resumo de Eletrodinâmica

ELETRODINÂMICA. Prof. Patricia Caldana

Aula 4. Leis de Kirchhoff

Avaliação sobre Corrente Elétrica

Recuperação de Física Giovanni

1. Se uma corrente de 2,00 A atravessar uma secção do fio condutor durante um minuto, que quantidade de carga atravessa esse pedaço do fio?

AULA 06 - POTÊNCIA E ENERGIA Página 23, livro 11A JOCEMAR BUENO

FÍSICA. Prof. SÉRGIO GOUVEIA PROMILITARES AFA/EFOMM/EN MÓDULO 6 SUMÁRIO

01-(ENEM-MEC-011) 02-(ENEM-MEC)

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA CATARINENSE CAMPUS LUZERNA

Prof. Renato M. Pugliese. EME Prof. Vicente Bastos SESI Vila Carrão - CE379. Física 3º ano Aula 1. Apresentação

Aula II Lei de Ohm, ddp, corrente elétrica e força eletromotriz. Prof. Paulo Vitor de Morais

Corrente elétrica, potência, resistores e leis de Ohm

Temática Circuitos Eléctricos Capítulo Teoria dos Circuitos DIPOLO ELÉCTRICO INTRODUÇÃO

ELETROTÉCNICA (ENE078)

Corrente elétricas. i= Δ Q Δ t [ A ]

CIRCUITOS ELETRICOS I: RESISTORES, GERADOR E 1ª LEI DE OHM CIÊNCIAS DA NATUREZA: FÍSICA PROFESSOR: DONIZETE MELO Página 1

Conceitos Básicos de Eletricidade

FÍSICA III PROFESSORA MAUREN POMALIS

Eletrodinâmica REVISÃO ENEM CORRENTE ELÉTRICA

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica Retificadores.

CABEAMENTO. Instrutor: Vinicius Barbosa Lima

Disciplina de Circuitos Elétricos I

Física C Extensivo V. 1

Disciplina: Física Turma:3º ano Professor: André Antunes Escola SESI Jundiaí Aluno (a): Data: / / 2017.

Estudo dirigido. Tecnologia Eletrônica 1

Avisos. Entrega do Trabalho: 8/3/13 - sexta. P2: 11/3/13 - segunda

Módulo I Corrente Elétrica

CIRCUITOS ELÉTRICOS. Aula 06 POTÊNCIA EM CORRENTE ALTERNADA

Princípios de Eletricidade Magnetismo

Roteiro de Recuperação 3º Tri Física B

INTRODUÇÃO AOS CIRCUITOS ELÉTRICOS

INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO Prof. Jean Galdino Campus São Paulo do Potengi

SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA

H1- Compreender as grandezas relacionadas com o campo de conhecimento em eletricidade. Aula 1

Eletricidade CAP2. Centro de Formação Profissional Orlando Chiarini - CFP / OC Pouso Alegre MG Inst.: Anderson

H1- Compreender as grandezas relacionadas com o campo de conhecimento em eletricidade. Aula 1

Princípios de Telecomunicações Lei de Ohm e Potência Elétrica

Módulo de Eletricidade Básica. Odailson Cavalcante de Oliveira IFRN- Campus João Câmara

Eletricidade Aula 2. Circuitos elétricos e suas propriedades

PROJETO DE RECUPERAÇÃO PARALELA 1º Trimestre

Curso: E.M. TURMA: 2101 e 2102 DATA:

Transcrição:

Aula 2 Conceitos Fundamentais I

Carga elétrica A carga é uma propriedade elétrica das partículas atômicas que compõem a matéria. Carga elementar (A menor carga que se pode isolar): e = 1,6 10 19 C A carga é medida em Coulombs (C) Os elétrons se movimentam de forma irregular nas orbitas Se um átomo perde um elétron sua carga torna-se positiva Se um átomo recebe um elétron sua carga torna-se negativa Elétrons: carga negativa ( 1,6 10 19 C) Prótons: carga negativa (+1,6 10 19 C) Nêutrons: Sem carga

Comportamento dos elétrons e a corrente (A) Corrente elétrica é a denominação dada ao fluxo de cargas, representado pela letra i, cuja unidade é o Ampère (A). Não há fluxo de cargas Existe o fluxo de cargas i = Δq Δt onde Δq = e n n número de eletrons Δt tempo Considerando o limite dq lim i = i t = Δt 0 dt A carga de 1 elétron é igual a carga elementar (e = 1,6 10 19 C), enquanto em 1 C possui 1/e elétrons, portanto 1C = 6, 24 10 18 elétron. 1A = 1C/s

Comportamento dos elétrons e a corrente (A) A corrente é uma função do tempo, portanto podem ser podem apresentar diversos comportamentos. Inicialmente iremos analisar o comportamento de circuitos em corrente contínua, na última matéria do curso iremos analisar a influência da corrente alternada (senoidal) em circuitos. Tensão/corrente Alternada x Contínua Tensão/corrente Formas comuns Tensão/corrente Registro de sinais

Comportamento dos elétrons e a corrente (A) Consideramos os componentes elétricos com dois terminais como bipolos, tais componentes podem absorver ou fornecer energia... Considere um bipolo no qual atua uma corrente i(t), durante um intervalo de tempo dt. Esta carga transfere ao bipolo uma energia dw, relacionada à carga.... i(t)

Comportamento dos elétrons e a corrente (A) Não podemos afirmar que a corrente é responsável diretamente por acender a lâmpada. A corrente atua de forma indireta, uma vez que a energia gerada pelo fluxo de cargas (corrente) acende a lâmpada.

Tensão ou diferença de potencial (DDP) Tensão ou diferença de potencial consiste na diferença de potencial elétrico entre dois pontos. Unidade Volts (V). *** Nunca pronuncie voltagem (erro comum) Para a corrente indicamos o sentido do fluxo de elétrons para a tensão indicamos a polaridade de referência. Motor gerador... + v(t)... - i(t) Pilha

Tensão ou diferença de potencial (DDP) Para que haja uma diferença de potencial é necessário a existência de uma carga ou uma fonte geradora. Este elemento de circuito fornece ou absorve energia do sistema, desta forma, a tensão pode ser expressa pela taxa de variação entre a energia e as cargas. v t = dw dq A tensão pode ser mensurada a partir de dois pontos quaisquer do circuito Unidade Volts (V) ou Joule por Columbs (J/C)

Analogia mecânica Neste esquema podemos entender que a corrente elétrica é representada pelo fluxo de água. Como no esquema hidráulico, a corrente mensura fluxo, elétrons por segundo. Analogamente podemos considerar a tensão como a diferença de potencial necessária para que o fluxo de cargas ocorra. Esta diferença de potencial é representada pela altura da caixa d agua Esta analogia deve ser considerada apenas como um exemplo didático, pois não é capaz de explicar todo o contexto elétrico

Caracterização dos bipolos Podemos caracterizar os bipolos como receptores ou geradores IMPORTANTE Convenção que iremos utilizar Se a corrente estiver na direção de queda de tensão... teremos um receptor (dissipando energia) Ilustração A i.e. uma lâmpada... Se a corrente estiver na direção de elevação de tensão, teremos um gerador (fornecendo energia) Ilustração B i.e. uma pilha *Considerando o sinal de referência positivo para tensão e corrente... + v(t) - - v(t) +... A B i(t) i(t)

Sentido Real x Sentido Convencional Sentido Real das cargas Sentido Convencional das cargas Sentido real: as cargas seguem do polo negativo para o positivo Sentido convencional: as cargas seguem do polo positivo para o negativo Em nossos cálculos iremos adotar o sentido convencional (padronização) O sinal negativo (-) mais elétrons que prótons

Obtenção de tensão e corrente A tensão sempre será medida em paralelo (mensura a diferença de potencial) A corrente sempre será medida em série utilizar um bypass (mensura o fluxo de cargas)

Convenção passiva Convenção passiva: Sempre que a direção de referência para a corrente em um elemento estiver na queda de tensão, use um sinal positivo em qualquer expressão que relacione tensão com a corrente. Caso contrário (elevação de tensão) use um sinal negativo.

Potência Potência é a velocidade com que se gera ou se consome energia A unidade da potência é o watt (W) ou Joule por segundo (J/s) A potência é calculada pela taxa de variação de energia pelo tempo, ou seja: A equação que define a potência pode ser deduzida pela diferencial: p = dω dt p = dq dt dω dq p = v i

Obedecendo o enunciado da convenção passiva, obtemos a seguinte relação de sinais: Potência

Potência Exemplo: Se considerarmos que a corrente que atravessa o bipolo abaixo é de 3A e a queda de tensão é igual a 10V. Teremos uma potência de:...... + v t = 10V - i t = 3A p = v i p = 3 10 = +30W O sinal positivo representa que o bipolo está absorvendo energia

Potência Exercício: Calcule a potência de cada bloco considerando que, informe se o bloco está absorvendo ou fornecendo energia: a) i = 5A e v = 120V b) i = 16A e v = 150V

Potência Exercício: Calcule a potência de cada bloco considerando que, informe se o bloco está absorvendo ou fornecendo energia: Item a) Bloco A (elevação de tensão) a potência é negativa: p = v i p = 5 120 = 600W Bloco B (queda de tensão) a potência é positiva: p = +v i p = +5 120 = +600W Portanto o bloco A gera energia e o bloco B consome energia. Item b) Bloco A (elevação de tensão) a potência é negativa: p = v i p = 16 ( 150) = 2400W Bloco B (queda de tensão) a potência é positiva: p = +v i p = +16 150 = 2400W Portanto o bloco B gera energia e o bloco A consome energia.

Potência Exercício: Calcule a potência de cada componente e indique se o componente está dissipando ou gerando energia. Prove que o enunciado da conservação da energia está correto. id Bipolo mv μa A 300 25 B -100 10 C -200 15 D -200-35 E 350-25 F 200 10 G -250 35 H 50-10 Resposta: P = 19.25 10 6 + 19.25 10 6 = 0

Potência Exercício: Calcule a potência de cada componente e indique se o componente está dissipando ou gerando energia. Prove que o enunciado da conservação da energia está correto. id Bipolo mv μa A 300 25 B -100 10 C -200 15 D -200-35 E 350-25 F 200 10 G -250 35 H 50-10 Fornecendo Dissipando Resposta: P = 19.25 10 6 + 19.25 10 6 = 0

Energia A unidade utilizada para mensurar a potência de um componente é o watt (W). Sabe-se que watt também pode ser expresso pela relação de trabalho por tempo, Joule por segundo (J/s). Cuidado para não confundir a unidade de potência Watts (W), com a variável que representa a energia (ω)

Energia Exemplo: Qual é o gasto energético de uma lâmpada de 60w em 3 segundos? Considere corrente contínua. 0 1 2 60W 60W 60W 3 P W = J/s Potência ω J Energia ω = 60 J s 3 s 1 = 180J

Energia Como tensão e corrente são funções do tempo, podemos generalizar o cálculo da energia como a integral da potência. p dt = ω = p dt dω dt dt ω = t fv i dt t 0

Exercício: Calcule o gasto energético de 0 a 3 segundos dos bipolos abaixo: Energia

Energia Exercício: Calcule o gasto energético de 0 a 3 segundos dos bipolos abaixo: Equação da energia ω = t 0 t fv i dt a) ω = 0 3 3 5 dt = 15 t 3 0 = 15 3 = 45J b) ω = 0 33t 5 dt = 15 t2 2 3 0 = 15 9 2 = 67, 5J

A lista de simbologias em circuitos é muito extensa, abaixo os símbolos básicos Simbologia