eletricidade - aula 1

Unidade 1 – Conceitos básicos de circuitos

em corrente contínua

Conceitos básicos de: corrente elétrica, tensão

elétrica, resistência elétrica e Lei de Ohm.

Sai da bateria;

Passa pelos condutores;

Passa pelas chaves;

Caminha pelos

componentes da

lâmpada;

Retorno a bateria pelo

condutores;

Continua o percurso em

um processo contínuo.

CIRCUITO ELÉTRICO

Todo percurso elétrico que pode ser representado por

um caminho fechado.

É um caminho fechado por condutores elétricos

ligados a uma carga elétrica e a uma fonte

fornecedora de energia.

GERADOR CARGACARGA

ELÉTRICAFonte de energia

Aparelho consumidor

de energia.

Condutor

CIRCUITO ELÉTRICO

CIRCUITO ELÉTRICO

A fonte de energia é que produz energia elétrica a

partir de outra forma de energia.

CIRCUITO ELÉTRICO

A carga elétrica é aquela que emprega a energia

elétrica com a função de transformá-la em outra forma

de energia.

GERADOR CARGACARGA

Para que a carga seja desligada é

Necessário interromper o fluxo da

corrente.

A chave mostrada no circuito é o

dispositivo de manobra do circuito.

CIRCUITO ELÉTRICO

Vejamos o circuito abaixo.

CIRCUITO ELÉTRICO

O dispositivo de manobra é um componente ou

elemento que nos permite manobrar ou operar um

circuito. O dispositivo de manobra permite ou impede

a passagem da corrente elétrica pelo circuito.

VARIAÇÕES DO CIRCUITO ELÉTRICO

O circuito fechado é aquele que tem continuidade,

neste a corrente elétrico pode circular.


O circuito desligado é aquele em que o dispositivo de

manobra encontra-se na posição de desligado.


O circuito desenergizado é aquele em que a fonte

geradora está desconectada do circuito.


O condutor elétrico é responsável por fazer o elo entre

a carga elétrica e a fonte geradora, permitindo a

circulação de corrente elétrica.

GRANDEZAS ELÉTRICAS

Altura

Peso Volume

TEMOS UMA

DIFERENÇA DE

NÍVEL D’ÁGUA

Se abrirmos

o registro

TENSÃO ELÉTRICA

NÃO HÁ

MAIS

DESNÍVEL.

TENSÃO ELÉTRICA

De acordo com a analogia anterior para termos um movimento

de água, é necessário um desnível de água (pressão).

Podemos dizer o mesmo sobre o movimento dos elétrons, para

que haja movimento é necessário termos uma pressão elétrica,

a esta pressão chamamos de tensão elétrica ou diferença de

potencial (ddp).

TENSÃO ELÉTRICA

Definição:É a pressão exercida aos elétrons para que estes se movimentem nointerior de um condutor

Símbolo:V

Unidade:Volts (V)

TENSÃO ELÉTRICA

Aparelho de medida da tensão elétrica - Voltimetro

V

Atenção: o voltimetro deve ser inserido em paralelo

com a carga.

TENSÃO ELÉTRICA

Entre os bornes das fontes geradores de energia elétrica existe umadiferença de potencial sempre a fonte estiver em funcionamento.

TENSÃO ELÉTRICA

Definição:Corrente elétrica é o movimento ordenado de portadores de carga.Em nosso estudo, fluxo de elétrons por unidade de tempo.

CORRENTE ELÉTRICA

Como obter uma corrente elétrica?

Para obtermos uma corrente é necessário um circuito elétrico,assim, precisamos de três componentes, quais seriam?

GeradorOrienta o movimento dos elétrons.

CondutorAssegura a transmissão da energia elétrica.

CargaUtiliza a corrente elétrica transformado-a em trabalho.

CORRENTE ELÉTRICA

Aparelho de medida da corrente elétrica - Amperímetro

A

Atenção: o amperímetro deve ser inserido em série

com a carga.

CORRENTE ELÉTRICA

Qual a quantidade de carga que atravessa uma seção retatransversal de um fio condutor no qual há uma corrente de 5Adurante 1 hora.

CORRENTE ELÉTRICA - EXEMPLIFICANDO

CQtQ

tQ

dtQt

QI

000.183600.55

5

5

Em um fio condutor circula uma corrente alternada I =5cos(120¶t)(A). Qual a quantidade de carga que atravessa umaseção reta transversal do fio entre os instantes [0;1/240].

CORRENTE ELÉTRICA - EXEMPLIFICANDO

Csensentsen

Q

dttdQ

dttdQdt

dQI

120

50

2120

5

120

)120(5

)120cos(5

)120cos(5

240/1

0

240

1

0

Comparando os valores de corrente das duas

lâmpadas diferentes.

Lâmpada A

Corrente: 0,5 A

Lâmpada B

Corrente: 1,0 A

A lâmpada A possui menor corrente,

desta forma oferece maior resistência a

passagem de corrente em relação

a lâmpada B

RESISTÊNCIA ELÉTRICA

Podemos concluir o seguinte:

Quanto maior a corrente menor a resistência e quanto

menor a corrente maior a resistência elétrica. Veja o

seguinte:

I

VR Se “I” é grande R é pequeno

R

VI Se “R” é grande I é pequeno


Qual a porta que oferece maior resistência ao fluxo de

pessoas?

Fluxo de pessoas: corrente elétrica

Comprimento da porta: resistência

Quanto maior o comprimento da porta mais fácil a passagem,

menor a resistência a este fluxo.


Definição:É a oposição a passagem da corrente elétrica. Os resistores são

componentes utilizados nos circuitos com a finalidade delimitar a corrente elétrica.

Símbolo:R

Unidade:Ohm () 1 Volt por Ampere.


Nos diagramas de circuitos elétricos um resistor é representadoconforme abaixo.


Façamos uma analogia com a água.

Temos dois canos de água.

Em qual destes a água passa com maior facilidade?

RESISTIVIDADE

OBSERVE O BRILHO DA

LÂMPADA DO CONDUTOR

LONGO

Profº Engº Robson Dias Ramalho

[email protected]

Quanto maior o comprimento do condutor menor a intensidade

da corrente elétrica.

RESISTIVIDADE

mailto:[email protected]




RESISTIVIDADE

OBSERVE O

BRILHO DA

LÂMPADA DO

CONDUTOR FINO

Quanto maior a seção do condutor maior a intensidade da

corrente elétrica.

RESISTIVIDADE




RESISTIVIDADE

NIQUEL

CROMO

COBRE

OBSERVE O

BRILHO DAS

DUAS LÂMPADAS

Alguns materiais oferecem maior ou menor resistência a

passagem da corrente elétrica.

A estas resistências damos o nome de resistividade ou

resistência específica, representada pela letra grega (rô)

RESISTIVIDADE

Conclusão:

Maior comprimento do condutor Maior resistência

Maior seção do condutor Menor resistência

Dependendo da resistividade do material podemos ter maior ou

menor resistência.

RESISTIVIDADE

Assim, temos:

A

lR .

R - Resistência elétrica do condutor ( );

- Resistividade do condutor ( .mm2/m );

l - Comprimento do condutor ( m) e

s - Seção do condutor (mm2).

RESISTIVIDADE

Abaixo temos três condutores cilíndricos de cobre com os

respectivos valores do comprimento e da área da seção reta.

Coloque na ordem crescente da corrente que os atravessa

quando a mesma diferença de potencial é aplicada às suas

extremidades.

RESISTIVIDADE - EXEMPLIFICANDO

Condutor 1

Área A

Comprimento L

Condutor 2

Área A/2

Comprimento 1,5L

Condutor 3

Área A/2

Comprimento L/2

A

lR .


Condutor 1

Área A

Comprimento L

Condutor 2

Área A/2

Comprimento 1,5L

A

LR .1

2/

5,1.2A

LR

A

Lx

A

lR .3

1

25,1.2

12 3RR


Condutor 1

Área A

Comprimento L

Condutor 2

Área A/2

Comprimento 1,5L

Condutor 3

Área A/2

Comprimento L/2

A

LR .1

12 3RR

2/

2/.3A

LR

A

LR

2

2.3

133 . RRA

LR


Condutor 1

Área A

Comprimento L

Condutor 2

Área A/2

Comprimento 1,5L

Condutor 3

Área A/2

Comprimento L/2

A

LR .1

12 3RR

13 RR

R

VI

131

R

VII RR

313

12

RR

I

xR

VI

Abaixo temos a variação da resistividade do cobre com a

temperatura.

RESISTIVIDADE E TEMPERATURA

T0 é uma temperatura de referência, T0 = 293K, e é a

resistividade a essa temperatura. Para o cobre tem-se:

α Coeficiente de resistividade.

Relaciona a variação da resistência com a variação da

temperatura sofrida.


0

mx .1069,1 8

0

)0(00 TT


0

mx .1069,1 8

0

)0(00 TT

Facilidade encontrada pela corrente elétrica em percorrer ummaterial. Podemos dizer então que a condutância é o inverso daresistência.

CONDUTÂNCIA RESISTÊNCIA

CONDUTÂNCIA RESISTÊNCIA

Cobre

Plástico

CONDUTÂNCIA ELÉTRICA

Facilidade encontrada pela corrente elétrica em percorrerum material. Podemos dizer então que a condutância é oinverso da resistência.

Unidade: Siemens.

RG

1

CONDUTÂNCIA ELÉTRICA

Microampere Miliampere Ampere Kiloampere Megampere

0,000001 (A) 0,001 (A) 1 1000 (A) 1000000 (A)

µA mA A kA MA

Microvolt Milivolt Volt Kilovolt Megavolt

0,000001 (V) 0,001 (V) 1 1000 (V) 1000000 (V)

µV mV V kV MV

Microohm Miliohm Ohm Kilohm Megaohm

0,000001 (Ω) 0,001 (Ω) 1 1000 (Ω) 1000000 (Ω)

µΩ mΩ Ω kΩ MΩ

MULTIPLOS DAS GRANDEZAS ELÉTRICAS


A

V

A

V50 V 100 V

Se colocarmos a mesma resistência nos dois circuitos......

LEI DE OHM


Variando a tensão e mantendo a resistência fixa?

A

V

A

V50 V 100 V

1 A 2 A

A corrente irá variar na mesma proporção.

LEI DE OHM

Observando os circuitos novamente.

Se aplicarmos a mesma tensão nos dois circuitos e mudarmos a resistência, ou seja,

vamos manter uma tensão fixa e variar a resistência, o que podemos dizer o circuito?

A

V

A

V100 V 100 V

LEI DE OHM

Vamos observar os dois circuitos novamente.

A corrente irá variar de forma inversamente proporcional.

A

V

A

VR = 50 R = 100

2 A 1 A

100 V 100 V

LEI DE OHM

Conclusão:

Quanto maior a tensão Maior a corrente elétrica

Quanto maior a resistência elétrica Menor a

corrente elétrica

LEI DE OHM

RxIV

LEI DE OHM

A lei de Ohm diz que a corrente que atravessa um dispositivo é sempre diretamente

proporcional à diferença de potencial aplicada ao dispositivo.

Um dispositivo obedece a lei de Ohm se a resistência do dispositivo não depende da

diferença de potencial aplicada.

LEI DE OHM

A partir do que conversamos podemos dizer que a lei deOhm é dada pela equação abaixo?

RxIV Podemos medir a diferença de potencial e a corrente dequalquer dispositivo e calcular sua resistência elétrica,mesmo para dispositivos que não obedecem a lei de Ohm.A essência da lei de Ohm concentra-se no fato do graficoda corrente em relação a tensão ser linear, ou seja, aresistência não depende da tensão aplicada.

LEI DE OHM - EXEMPLIFICANDO

Abaixo temos uma tabela que mostra a corrente i (emampéres) em dois dispositivos para vários valores dadiferença de potencial V (em volts). Determine, a partirdesses dados, qual dispositivo não obedece a lei de Ohm.

Dispositivo 1

V i

2 4,5

3 6,75

4 9

Dispositivo 2

V i

2 1,5

3 2,2

4 2,8

LEI DE OHM - EXEMPLIFICANDO

Dispositivo 1

V i Relação V/i

2 4,5 0,44

3 6,75 0,44

4 9 0,44

Dispositivo 2

V i Relação V/i

2 1,5 1,33

3 2,2 1,36

4 2,8 1,43

ATÉ A PRÓXIMA AULA.

CONTO COM VOCÊ.Entraremos em um novo tópico:Exercícios de fixação de Lei deOhm, potência elétrica, energiae eficiência.

eletricidade - aula 1

Documents