Circuitos eletricos

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Circuitos Eletricos



1. Introdução

São apresentados os conceitos e definições fundamentais utilizados na análise
de circuitos elétricos.

2. Definição

Um circuito elétrico pode ser definido como uma interligação de componentes básicos
formando pelo menos um caminho fechado. Os componentes básicos de um circuito são os
seguintes:
• fontes de tensão dependentes ou independentes
•fontes de corrente dependentes ou independentes
• resistores
• capacitores
• indutores
As figuras 1 a 4 mostram exemplos dos elementos básicos de circuitos.

3. Grandezas Físicas Fundamentais

3.1 Corrente Elétrica
A corrente em um componente do circuito é definida como a quantidade de carga elétrica que
atravessa dois dos seus terminais por unidade de tempo. A unidade física utilizadaé o
ampère, simbolizado por A.
[pic]
3.2 Tensão

A tensão (diferença de potencial) entre dois pontos de um circuito é definida como a variação
do trabalho realizado por unidade de carga para movimentar esta carga entre estes dois
pontos. A unidade utilizada é o volt, simbolizado por V.

[pic]





3.3 Potência

É a taxa de transferência de energia para um componente. Nos circuitoselétricos ela é
definida pelo produto entre tensão e corrente em dois terminais. A unidade utilizada é o watt
(ou joule/s), simbolizado por W.


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3.4 Energia

Energia é definida como a integral da potência ao longo do tempo. A unidade utilizada é o
joule. Outra unidade bastante utilizada na prática é o watt-segundo (W.s) e demais unidades
dela derivadas, tais como o kW-hora. (1kW-hora equivale a 3,6.106 W.s).

[pic]

Integrando-se a equação (4) entre os instantes 0 e t, resulta considerando-se W(0)=0:









[pic]

4. Elementos de Circuitos

4.1 Fontes Independentes
A fonte ideal fornece uma determinada tensão entre seus terminais, independente das
características dos demais elementos ligados ao circuito. O sentido da corrente é consideradopositivo quando sair pelo terminal positivo e entrar pelo terminal negativo. Com esta
convenção, a potência fornecida pela fonte será positiva sempre que a fonte fornece energia
ao circuito, do contrário a potência terá um valor negativo. As fontes independentes podem
ser do tipo contínua ou alternada. A representação da fonte independente é dada na Figura
1a.
Uma bateria sem resistência internapode ser considerada como um exemplo de fonte de
tensão contínua ideal. A tensão fornecida pela concessionária de energia elétrica, por outro
lado, é um exemplo de fonte tensão alternada.

4.2 Fontes Dependentes
O modelo de muitos componentes de uso corrente é feito por meio de fontes dependentes
(por exemplo o transistor). Desta forma a análise de circuitos também torna necessário autilização de fontes dependentes as quais podem ser de dois tipos: fontes de tensão

[pic]


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4.3 Resistor Linear

O resistor é caracterizado pela sua resistência elétrica, a qual para o
caso linear só depende das características do material empregado
(resistividade) e das suas dimensões geométricas. A resistência
expressa o grau de oposição à passagem de cargas elétricas queo
componente apresenta. A unidade utilizada para medir a resistência é
o ohm, simbolizado por Ω . No resistor linear, a tensão e a corrente
nos seus terminais estão relacionadas pela Lei de Ohm (Figura 3):
[pic]
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A resistência é, assim, um fator de proporcionalidade entre a tensão e a corrente em um
resistor. A maioria dos resistores possui características variáveis com a temperaturasendo
que a resistência em geral aumenta com a temperatura.
A corrente em um resistor é considerada positiva quando entrar pelo terminal positivo
(potencial mais alto) e sair pelo negativo (potencial mais baixo). A potência associada ao
resistor é assim positiva, significando que o mesmo consome energia. A potência dissipada
por um resistor é dada por:
[pic]

4.4 Capacitor Linear
O...
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