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Engenharia Mecnica
Fundamentos de CircuitosBruno Guimares Cota Alves
Aula 01Tpicos
Eletricidade
Resumo da Histria da eletricidadeEletricidade estticaPrincpios
de EletromagnetismoGrandezas eltricasLei de OhmTrabalho, potncia e
energia
Aula 01Tpicos
Circuitos em corrente contnua (CC)
ResistoresAssociao de resistores em srie e em paraleloLeis
fundamentais dos circuitos Leis de KirchhoffExerccios
1.1 Historia da EletricidadeA histria da eletricidade remonta os
tempos mais remotos, pois os fenmenos da eletricidade j eram vistos
pela raa humana desde o seu comeo.
Fenmenos como relampados, j impressionavam os primeiros
homens.
1.1 Historia da EletricidadeO nome eletricidade deriva
diretamente do nome grego lektron, que era designado para uma pedra
de mbar, que tem propriedades eletrostticas.Desde dos tempos
antigos, por exemplo os egpcios, j era conhecida a capacidade de
alguns tipos de peixe produzirem fenmenos relacionados a
eletricidade.
1.1 Historia da EletricidadeNo sculo XVI um medico ingls chamado
Willian Gilbert da o nome eletricidade ao fenmeno.Em 1733 um qumico
francs chamado Charles Francois du Fay descobriu a existncia de uma
eletricidade positiva e negativa.Em 1752 Benjamin Franklin descobre
que o relmpago um fenmeno da eletricidade.
1.1 Historia da EletricidadeEm 1785 Charles Coulombs apresenta
sua lei sobre a interao das cargas estticas.Em 1820 Hans Christian
Orsted descobriu a relao entre a eletricidade e o magnetismo,
nascendo assim, o eletromagnetsmo.Em 1831 Michael Faraday descobre
a induo eletromagntica, que um campo magntico em movimento criar
corrente eltrica.
1.2 Eletrosttica
1.2 Eletrosttica
1.3 Princpios de eletromagnetismo Cargas eltricas em movimento
geram campo magntico, sendo que carga em movimento corrente
eltrica.O campo magntico gerado por uma corrente eltrica em um
condutor diretamente proporcional a mesma e inversamente
proporcional a distancia.
1.4 Grandezas Eltricas
1.4 Grandezas Eltricas
1.5 Lei de Ohm
2. Circuitos de Corrente ContinuaSo circuitos que trabalham com
correntes constantes, que no mudam com o passar do tempo.Os
circuitos eltricos so compostos por elementos, chamados componentes
eltricos.O resistor um dos componentes eltricos de um circuito.
2.1 ResistoresA resistncia a oposio a passagem da corrente
eltrica, sendo uma relao linear entre tenso e corrente.O smbolo do
resistor utilizado na representao circuitos eltricos mostrado na
figura 1.A unidade da resistncia ohm.
2. 2.1 Resistores
Figura 1 Smbolo do resistor na representao de circuitos
eltricosIrwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p. 26
2.1 ResistoresNa figura 2 possvel ver alguns tipos de resistores
utilizados em circuitos reais.
2.1 ResistoresFigura 2 Alguns tipos de resistoresIrwin, Basic
Engineering Circuit Analysis, p. 26
2.1 Resistores
2.1 Resistores
2.1 ResistoresExistem dois casos importantes em circuitos. Um o
curto-circuito e o circuito aberto.Na figura 3 possvel ver estes
dois casos.
Figura 3 Exemplo de curto-circuito e circuito aberto.Irwin,
Basic Engineering Circuit Analysis, p. 28
2.1 ResistoresCalcule a corrente e a potncia absorvida pelo
resistor na figura 4.
Figura 4 Problema 01.Irwin, Basic Engineering Circuit Analysis,
p. 28
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteOutros elementos importantes na
anlise de circuitos eltricos so fontes de tenso e correntes
independentes. Os smbolos para essas fontes so mostrados na figura
5.
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteFigura 5 Smbolos da fonte de tenso
e corrente e seus respectivos grficosIrwin, Basic Engineering
Circuit Analysis, p.9
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteCalcule a corrente e a potncia
absorvida ou fornecida pelos elementos do circuito da figura 6.
Figura 6 Problema 02 envolvendo fonte de corrente.Irwin, Basic
Engineering Circuit Analysis, p. 10.
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteCalcule a corrente e a potncia
absorvida pelo resistor no circuito da figura 7(a) e a tenso na
fonte de corrente e a potncia fornecida na figura 7(b).
Figura 7 Problema 03 Irwin, Basic Engineering Circuit Analysis,
p. 30.
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteEncontre a resistncia R e a tenso
Vs no circuito da figura 8(a) e a corrente I e a resistncia R no
circuito da figura 8(b).
Figura 8 Problema 04 Irwin, Basic Engineering Circuit Analysis,
p. 30.
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteAlm das fontes independentes de
corrente e tenso existem tambm as fontes dependentes de corrente e
tenso. Essas fontes so modelos matemticos de elementos mais
complexos que aparecem na anlise de circuitos eltricos.Os smbolos
usados para representar essas fontes em circuitos so mostrados na
figura 9.
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteFigura 9 Smbolos da fonte
dependente de tenso e correnteIrwin, Basic Engineering Circuit
Analysis, p.10
2.2 Fontes de Tenso e CorrenteDetermine a potncia fornecida pela
fonte dependente para os circuitos da figura 8(a) e 8(b).Figura 10
Problema 05 Irwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p. 11.
2.3 Primeira Lei de Kirchhoff
2.3 Primeira Lei de KirchhoffFigura 11 Topologia mais complexa
de um circuito eltricoIrwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p.
31.
2.3 Primeira Lei de KirchhoffDetermine as correntes para o
circuito da figura 12.Figura 12 Problema 06 Irwin, Basic
Engineering Circuit Analysis, p. 33.
2.3 Primeira Lei de KirchhoffDetermine as correntes para os
circuitos da figura 13(a) e 13(b).Figura 13 Problema 07 Irwin,
Basic Engineering Circuit Analysis, p. 35.
2.3 Primeira Lei de KirchhoffDetermine as correntes para os
circuitos da figura 14(a) e 14(b).Figura 14 Problema 08 Irwin,
Basic Engineering Circuit Analysis, p. 35.
2.4 Segunda Lei de Kirchhoff
2.4 Segunda Lei de KirchhoffFigura 15 Topologia mais complexa de
um circuito eltricoIrwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p.
31.
2.4 Segunda Lei de KirchhoffDetermine as tenses para o circuito
da figura 16.Figura 16 Problema 09 Irwin, Basic Engineering Circuit
Analysis, p. 37.
2.5 Associao de ResistoresA associao de resistores pode ser em
srie ou paralelo.Resistores esto em srie quando a corrente que
passa por cada um deles a mesma.Essa associao pode ser vista na
figura 17.
2.5 Associao de ResistoresFigura 17 Associao de resistores
srieIrwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p. 39.
2.5 Associao de ResistoresFigura 18 Divisor resistivo de
tensoIrwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p. 43.Divisor
resistivo
2.5 Associao de ResistoresA associao de resistores em paralelo
ocorre quando a corrente que entra em um n se divide para N
resistores.Essa associao pode ser vista na figura 19.
2.5 Associao de ResistoresFigura 19 Associao de resistores
paralelosIrwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p. 49.
2.5 Associao de ResistoresFigura 20 Divisor resistivo de
correnteIrwin, Basic Engineering Circuit Analysis, p. 43.Divisor de
corrente
2.5 Associao de ResistoresDetermine a resistncia equivalente
para o circuito da figura 20.Figura 21 Problema 10 Irwin, Basic
Engineering Circuit Analysis, p. 51.
2.5 Associao de ResistoresDetermine a resistncia equivalente
para o circuito da figura 21.Figura 22 Problema 11 Irwin, Basic
Engineering Circuit Analysis, p. 52.
2.5 Associao de ResistoresDetermine todas as tenses e correntes
para o circuito da figura 22.Figura 23 Problema 12 Irwin, Basic
Engineering Circuit Analysis, p. 56.
Muito Obrigado
