aula 2 - circuitos elÉtricos

8/4/2019 AULA 2 - CIRCUITOS ELTRICOS

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CURSO: Engenharia Mecnica

Um circuito eltrico composto basicamente por trs

elementos:

GERADOR OU FONTE

CONDUTORES

DISPOSITIVO DE CARGA

Circuitos Eltricos


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Circuitos Eltricos


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Resistor todo dispositivo eltrico que transforma exclusivamenteenergia eltrica em energia trmica. Eles so utilizados paraaumentar a resistncia de um circuito.

SMBOLO

Alguns dispositivos eltricos classificados como resistores: ferro

eltrico, chuveiro, lmpada incandescente etc.


Resistores


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Resistores

Os resistores podem ser fixos ouvariveis:


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Resistividade Eltrica

Resistividade eltrica uma medida da oposio de um materialao fluxo de corrente eltrica. Quanto mais baixa for a resistividade

mais facilmente o material permite a passagem de uma carga

eltrica. Seu clculo dado pela lei de Ohm (estudaremos adiante)

e a unidade de medida no SI o ohm metro (m).

Fatores que influenciam na resistividade de um material: A resistividade de um condutor tanto maior quanto maior

for seu comprimento.

A resistividade de um condutor tanto maior quanto menor

for a rea de sua seo transversal, isto , quanto mais fino for o

condutor. A resistividade de um condutor depende do material de que

ele feito.

A resistividade de um condutor depende da temperatura na

qual ele se encontra.


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A resistncia eltrica R de um dispositivo est relacionada coma resistividade p de um material por:

onde:

R = resistncia do condutor,

L = comprimento do fio, m

A = rea da seo reta do fio, CM

P = resistncia especfica ou resistividade, CM . /m


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Material

p = Resistncia

especfica (resis-

tividade) a 20, em

CM . /m

= Coeficiente

de Temperatura,

por C

Alumnio 55,8 0,004

Carbono ** - 0,0003

Constantan 968 (em mdia)

Cobre 34,1 0,004

Ouro 45,9 0,004

Ferro 190,3 0,006

Nquel-cromo 217,8 0,0002Nquel 170,6 0,005

Prata 32,1 0,004

Tungstnio 110,9 0,005

Propriedadesde materiais condutores*

*Os valores so aproximados, pois a sua preciso depende da

composio exata do material.

**O carbono tem cerca de 2.500 a 7.500 vezes a resistncia do cobre.

O grafite uma das formas do carbono.


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Condutncia

A condutncia o oposto da resistncia. Quanto menor a resistncia,maior a condutncia.

onde:

G = condutnciaR = Resistncia (ohms, )

EX.: 6 de resistncia igual a 1/6 S de condutncia.

G = 1/R

GT = G1 + G2 + G3 + ... + Gn

onde:

GT = condutncia total em paralelo

G1, G2, G3 e Gn = condutncias dos ramos


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Circuitos Eltricos


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Circuitos Eltricos Curto circuito

i

i

i

i

Curto-circuito a passagem de corrente eltrica acima do normal em um circuito devido

reduo abrupta da impedncia do mesmo. Normalmente o curto-circuito provoca danos

tanto no circuito eltrico em que ocorre como no elemento que causou a reduo de

impedncia.


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Leis da Eletricidade

Quatro leis da eletricidade explicam os

fenmenos observados nos circuitos:

- LeiOhm

- Lei das correntes de Kirchhoff

- Lei da voltagem de Kirchhoff- Lei da Potncia


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Lei de OHM


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Lei de OHM


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LEIS DE KIRCHHOFF


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Lei da Potncia


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Potncia

Como as duas lmpadas esto

submetidas mesma ddp. A

lmpada de maior potncia (100 W)

percorrida por maior corrente.


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Relaes entre Lei de Ohm e Potncia

V = RI

P = VI

P= potncia

I = corrente

V = tenso

R= resistncia


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Circuitos Monofsicos - RLC

Um circuito RLC um circuito eltrico consistindo de um

resistor (R), um indutor (L), e um capacitor (C), conectados

em srie ou em paralelo.

RLCem srie

R

XL

XC

VR

VC

VL

Vc Vc = IXc

VL VL = IXL

VL -Vc

VR

IVR= IR+ 90

- 90

(a2) Diagramade fasores,VL > VC(a1) Diagramadeum circuito RLCem srie


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Circuitos RLC em Srie

VL -Vc

VT

I

VR= IR VL = IXL Vc = IXc

(a3) Tringulode fasores detensoVL > VC

VR

)

Analisandoas figurasa2ea3,temos:Analisandoas figurasa2ea3,temos:

R, XR, XLL e Xe XCCem srie; Xem srie; XLL >> XXCCparaum circuitoindutivo.paraum circuitoindutivo.


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Circuitos RLC em Srie

VC

IVR

+ 90

- 90

Vc -VL

(b2) Diagramade fasores,VC > VL

I,referncia

VT

(b3) Tringulodos fasores detenso VC > VL

)

VC-VL

VR

Analisandoas figuras b2e b3,temos:Analisandoas figuras b2e b3,temos:

R, XR, XLL e Xe XCCem srie; Xem srie; XCC>> XXLL paraum circuito capacitivo.paraum circuito capacitivo.


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Circuitos RLC em Paralelo

IT IR IL IC

IL

VTIR+ 90

- 90

(c2) Diagramade fasores, IL > IC

IL - Ic

(c1) Diagramadeum circuito RLCem paralelo

IL - Ic

VT,referncia

IT

(c3) Tringulode fasores da corrente IL > IC

)

RLCem paralelo


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Circuitos RLC em Paralelo

IL

VT

+ 90

- 90

(d2) Diagramade fasores, IL > IC

IC- IL

IC- IL

VT,referncia

IT

(d3) Tringulode fasores de corrente IL > IC

)

IR

Analisandoas figurasd2ed3,temos:Analisandoas figurasd2ed3,temos:

R, XR, XLL e Xe XCCem paralelo; Iem paralelo; ICC>> IILL paraum circuito capacitivo.paraum circuito capacitivo.


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Impedncia

XI Xc = XZ

Tringulode fasores deimpedncia Xl> XcCIRCUITO INDUTIVO

)

R

RLCem Srie

Xc X l= - XZ

)

R

Tringulode fasores deimpedncia Xc > XlCIRCUITO CAPACITIVO

Ou pela Lei de Ohm Z = VT

I

RLCem Paralelo

ZT = VT

IT*impedncia total Zt de um circuito RLC em paralelo

igual tenso total Vt dividida pela corrente total It.

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