circuitos combinacionais

Páginas: 9 (2075 palavras) Publicado: 20 de setembro de 2014
Lei de Coulomb e Potencial Elétrico
As leis da eletricidade originaram-se a partir do final do século XVIII. Inicialmente foi identificada a existência de cargas elétricas com polaridade positiva ou negativa e, foi verificado, ainda, que cargas elétricas de polaridades iguais se repelem e, cargas elétricas de polaridades diferentes se atraem. Em 1785, Coulomb avaliou a força de atração, ourepulsão, entre duas cargas pontuais como sendo:
F=(q_1 q_2)/4πϵr²
Como força elétrica pode ser escrita como:
F=q.E
E_1=q_1/(4πϵr^2 )
Então;
F=q_1/4πϵr² q_2=q_2.E_1
onde:
F - força em N (Newton);
q1,q2 - cargas elétricas em C (Coulomb);
r - distância entre as cargas em m;
ε - constante que depende do meio, em F/m (Faraday/m). Para o vácuo ε = εo = 8,85x 〖10〗^(-12) F/m.

E_1=q_1/(4πϵr^2 )Constitui o campo elétrico provocado pela carga q1 , e é dado em V/m (Volt/m). Na realidade, tanto o campo elétrico E_1 como a força F são grandezas vetoriais, conforme apresentado na Fig. 1.0, para cargas positivas e negativas.



Figura 1.0 - Vetores de campo elétrico e força
Pode-se definir o trabalho, W, realizado pela carga q2 ao ser deslocada desde um ponto muito distante (∞) até adistância r de q1 como sendo:
W=-∫_∞^r▒Fdr
Pela definição anterior a força elétrica pode ser substituída na integral:
W=-∫_∞^r▒〖q_2 E_1 dr〗= -q_2 ∫_∞^r▒〖E_1 dr 〗
O potencial elétrico, Vr, é uma grandeza escalar, definida como sendo o trabalho W por
unidade de carga (q2), ou seja:
Vr=W/q_2
Vr=W/q_2 =-∫_∞^r▒〖E_1 dr 〗 V(volts)
Nota-se que o potencial elétrico independe da carga q2 .Pode-se, a partir deste conceito, calcular o trabalho para deslocar a carga q2 de A até B, como sendo:
W_AB=-∫_A^(∞ )▒〖q_2 E_1 dr〗-∫_∞^(B )▒〖q_2 E_1 dr〗
W_AB=-∫_A^(B )▒〖〖q_2 E〗_1 dr〗

W_AB=V_AB.q_2

W_AB= -q_2 V_A-(-q_2 V_B )= q_2 (V_B-V_A)

ou seja, a diferença de potencial (d.d.p. ou tensão) V_BA = VB – VA entre os pontos A e B, consiste no trabalho (por unidade de carga) para se deslocaruma carga de A até B.

Corrente Elétrica

“Define-se a intensidade de corrente elétrica (i ) que atravessa uma superfície, como a quantidade de carga elétrica que atravessa a superfície por unidade de tempo.”
Assim a corrente será dada por:

i= lim┬(Δt→0)⁡〖Δq/Δt〗 ou i=dq/dt C/s=A(ampére)





Figura 1.1 - Corrente Elétrica


O sentido convencional da corrente elétrica é ocorrespondente à circulação de cargas positivas. Logo, em condutores metálicos, o fluxo de elétrons, é em sentido contrário ao sentido convencional da corrente.
Existem dois tipos de corrente elétrica: Corrente alternada (CA) e corrente Continua (CC).
Corrente alternada (CA)
A forma de onda de tensão em CA pode ser descrita matematicamente pela fórmula:
v(t)=V+sin⁡(2πft+∅_v)
A forma deonda de corrente em CA pode ser descrita matematicamente pela fórmula:
i(t)=I.sin⁡(2πft+∅_i)
O valor de pico-a-pico de uma tensão alternada é definido como a diferença entre o seu pico positivo e o seu pico negativo. Desde o valor máximo de sin⁡x que é +1 e o valor mínimo que é -1, uma tensão CA oscila entre +A e -A. A tensão de pico-a-pico, escrita comoV_(p-p), é, portanto (+A) − (−A) = 2A.Geralmente, a tensão CA é dada quase sempre em seu valor eficaz, que é o valor quadrático médio desse sinal elétrico ( RMS), sendo escrita como V_ef (ou V_RMS). Para uma tensão senoidal:
V_ef=A/√2=(A√2)/2
V_ef é útil no cálculo da potência consumida por uma carga. Se a tensão CC de valor VCC transfere certa potência P para a carga dada, então uma tensão CA de valor Vef irá entregar a mesma potênciamédia P para a mesma carga se Vef = VCC. Por este motivo, RMS é o modo normal de medição de tensão em sistemas de potência.
“Para tensões não senoidais, temos diferentes relações entre seu pico de magnitude valor eficaz. Isso é de fundamental importância ao se trabalhar com elementos do circuito não lineares que produzem correntes harmônicas, como retificadores.”
A corrente alternada é...
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