Analogia entre Sistemas Elétricos e Mecânicos

UFSM – CT – DELC

Analogia entre Sistemas Elétricos e Mecânicos
ELC 1021 – Estudo de Casos em Engenharia Elétrica

Giovani Baratto
6/25/2007

Introdução As equações diferenciais que governam as tensões e correntes em um sistema elétrico são semelhantes as equações diferenciais que modelam o movimento de um sistema mecânico.
Um sistema mecânico possui um circuito elétrico análogo e vice‐versa. Na Tabela 1, são apresentados os componentes elétricos e os componentes mecânicos que estão associados.
Existem duas analogias possíveis de serem realizadas. Tabela 1 – Equivalência entre os componentes elétricos e mecânicos.

Sistema Elétrico
Sistema Mecânico Primeira Analogia Segunda Analogia
1

1

1

Conversão de um Sistema Mecânico para Elétrico Os passos para a conversão de um sistema mecânico para um sistema elétrico usando a primeira analogia (veja a Tabela 1) são os seguintes:
1. Cada massa do sistema mecânico é substituída por um capacitor no sistema elétrico análogo. Todos estes capacitores, que representam as massas, são aterrados. A tensão inicial nestes capacitores é igual à velocidade inicial das massas no sistema mecânico.
2. Encontram‐se os análogos elétricos dos componentes mecânicos restantes: molas são substituídas por indutores e amortecedores são substituídos por resistores.
3. As ligações entre os componentes elétricos são realizadas, observando‐se como o análogo mecânico está ligado aos demais elementos mecânicos. Por exemplo, se uma mola está ligada a duas massas, no análogo elétrico o indutor análogo da mola deve estar conectado aos capacitores análogo das massas.
4. As fontes de corrente representando as forças no sistema mecânico são incluídas no diagrama elétrico.

A seguir será apresentado um exemplo para