CURSO DE ELETRICIDADE BÁSICA - AULA01

Conceitos Básicos  Gerador de Tensão Circuito Elétrico Grandezas elétricas Submúltiplo/Múltiplo

Primeira lei deOHM Exercícios 1ª Lei de

OHM Resistores Código de Cores Exercícios Propostos

Conceitos Básicos

Observe as duas figuras a seguir.Nelas podemos identificar alguns elementos conhecidos, mesmo para pessoas que não tenham conhecimentos de eletricidade. A Fig01a  mostra uma bateria ,  uma lâmpada e um interruptorA lâmpada está apagada. A Fig01b mostra a mesma bateria e a mesma lâmpada , agora acesa.Por que a lâmpada está apagada ? Por que a lâmpada está acesa ? As respostas você obterá  quando alguns conceitos  de  eletricidade  forem  colocados  a seguir.

Fig01: Exemplos de circuito elétrico - Fig01a  circuito desligado - Fig01b circuito ligado

Conceitos Básicos

         Todas as substâncias são constituídas de átomos e moléculas .Por exemplo a substância chamada de água, cuja fórmula química é H2O, é constituída de dois átomos de  hidrogênio (H) e um átomo de oxigênio(O) os quais tem características totalmente diferentes da água.         Os átomos por sua vez são constituídos  de minúsculas partículas : os  prótons, os elétrons e os nêutrons.Os prótons estão localizados na parte central do átomo chamada de núcleo, enquanto os elétrons giram ao seu redor em órbitas bem definidas, de forma parecida com os planetas girando ao redor do sol.

Nas duas figuras ao lado temos  os desenhosdo modelo mais simples que representa um átomo:  O núcleo central no qual estão os prótons e os nêutrons, e ao redor deste, girando, os elétrons . Existem varias órbitas , com diferentes números de elétrons  girando em cada uma. A última camada, chamada de camada valência  é a que tem maior interesse, pois  a diferença entre os principais materiais usados  na eletrônica tem o seu comportamento determinado pela característica desta camada.

   Prótons e elétrons tem uma propriedade física chamada de carga elétrica.  É por causa da existência das cargas elétricas  que existe o raio , podemos assistir TV, tomar banho quente no inverno e outras comodidades que antes não existiam pois  as cargas elétricas não tinham sido "domadas ". Cargas elétricas ( elétrons ) em movimento produzem uma corrente elétrica e é essa corrente elétrica que permite que nós tenhamos todas aquelas comodidades.Para gerar uma corrente elétrica precisamos  de um caminho ( condutor ) para as cargas elétricas percorrerem  e de um dispositivo que forneça a energia necessária para que essas cargas  se desloquem por esse caminho. Este dispositivo é chamado de Gerador de Tensão . Pilhas e baterias são exemplos de  geradores  de tensão. Outro elemento importante   são os isolantes , sem os quais não seria possível tudo isso.        Um isolante não deixa as cargas elétricas se movimentarem pelo seu interior. Plásticos , madeira, borracha, vidro  e o ar são exemplos de isolantes . ( inicio ).

Clique aqui para ver   como é a" vida "de um elétron que participa de uma corrente elétrica.

Agora, imagine um montão de elétrons se chocando ao mesmo tempo contra os núcleos !! Haverá uma oposição( resistência ) contra esse movimento

Respondendo a pergunta  do inicio

Observe as figuras a seguir , são semelhantes às do inicio, a diferença é que não tem o interruptor. A lâmpada está apagada pois não existe caminho para as cargas se deslocarem ( na Fig1a interruptor aberto ). Quando um caminho é criado ( no caso da Fig01b fechando o interruptor )  ligando a lâmpada à bateria,  a lâmpada acende ( a energia dos elétrons é convertida em luz ).           É importante notar  que o caminho  não existe porque o ar é isolante. Observe  que a corrente elétrica tem um sentido bem definido: a corrente sai do pólo positivo , percorre o circuito  e retorna para a bateria entrando pelo pólo negativo pois neste caso a corrente é chamada de CONTÍNUA (CC) e o gerador que a produziu,  GERADOR DE TENSÃO CONTÍNUA. A corrente cujo sentido está indicado na Fig 02b é chamada de corrente convencional ( sai do pólo positivo , percorre o circuito retornando pelo pólo negativo ).corrente real , de elétrons,  se movimenta no sentido contrário ao da corrente  convencional . O sentido que é usado é o convencional.       Observe que isso não modifica  o funcionamento de qualquer dispositivo eletrônico, é como o  lado  que os carros se movimentam. Qual o correto ? O lado direito ( aqui no Brasil e maioria dos paises)  ou o lado esquerdo da rua ( Inglaterra e alguns paises ) ? Não importa , qualquer que seja o lado, o carro funciona da mesma forma, só devemos ter o cuidado  de lembrar em que pais estamos dirigindo. Pois é a mesma coisa com o sentido da corrente.O SENTIDO QUE ADOTAREMOS É O CONVENCIONAL.

Exemplo de Circuito Elétrico

Circuito elétrico é todo caminho fechado percorrido pelos elétrons, é constituído de no mínimo  um gerador, fios condutores, e de no mínimo um receptor ( lâmpada por exemplo ).

Fig02a: circuito aberto                                                           Fig02b: Circuito fechado

Agora que você já sabe alguns conceitos básicos  qualitativos de eletricidade , precisamos  dar alguns conceitos quantitativos ( valores ) e para isso precisamos conhecer as unidades  de medida das grandezas  que  conhecemos.( inicio ).Obs: O simulador  do qual foram retiradas as imagens acima  se chama Crocodile Clip, e pode ser obtido livremente.

Grandeza Elétrica Unidade Símbolo

Carga elétrica Coulomb C

fluxo de cargas ou intensidade de corrente Ampere A

Tensão elétrica ou diferença de potencial (ddp ) Volt  

Para algumas das grandezas acima podemos dar um significado físico.

Assim é que  o Coulomb pode ser definido como sendo a quantidade de carga  correspondente a  6,25x1018

elétrons.                                        1C = 6,25x1018 elétrons.  

1 Ampere corresponde  a um fluxo de 6,25x1018 elétrons por segundo ou 1Coulomb por segundo                                     1A=1C/s                genericamente    I =Q/t  ou  Q = I.t

Onde  I é a intensidade da corrente em Amperes (A),  Q a quantidade  de carga ( em C) que atravessa uma secção do condutor no intervalo de tempo t (em s). Muitas vezes devemos recorrer ao múltiplo ou ao submúltiplo de uma  unidade . A seguir  os múltiplos e submúltiplos mais  usados das grandezas acima.( inicio )

Unidade  Submúltiplo Múltiplo

Coulomb

1milicoulomb=10-3C=1mC 1KiloCoulomb=103C=1KC

1microcoulomb=10-6C=1C 1Megacoulomb=106C=1MC

1nanocoulomb=10-9C=1nC 1Gigacoulomb=109C=1GC

Ampere

1miliampere=10-3A=1mA 1Kiloampere=103A=1KA

1microampere=10-6C=1A 1Megaampere=106C=1MA

1nanoampere=10-9C=1nA 1Gigaampere=109C=1GA

Volt

1milivolt=10-3A=1mV 1Kilovolt=103V=1KV

1microvolt=10-6C=1V 1Megavolt=106C=1MV

1nanovolt=10-9C=1nV 1Gigavolt=109C=1GV

Exemplo1: A intensidade da corrente em um condutor é de 2A. Qual a quantidade de carga que passa por uma secção do fio em : a) 1s    b)   10s    c)    10ms

R:  De acordo com a expressão dada acima  Q = I.t , onde Q é a carga em C, I a intensidade em A e t o tempo em s. Portanto só precisamos substituir na expressão acima em cada caso:

a)  Q = 2A.1s = 2C      b)  Q = 2A.10s = 20C    c) Q = 2A.10.10-3s = 20.10-3A = 20mA.

Resistência Elétrica  - 1a Lei de OHM

       Você já sabe  que uma  corrente elétrica é  uma movimentação de elétrons.Esses elétrons ao  se deslocarem pelo interior do condutor se chocarão contra os átomos, isto é,  ao se movimentarem os elétrons sofrerão uma oposição . A medida desta oposição é dada pela resistência elétrica do condutor (R) .A resistência elétrica pode ser calculada se  a tensão aplicada (U) e a intensidade da corrente(I) forem conhecidas , sendo calculada  por:                     

R=U/I  ou    U =R.I      ou ainda    I = U/R

Esta expressão é conhecida por 1a Lei de OHM, na qual U é especificado em Volts (V) , I em Amperes (Aresistência  R será dada em  OHMS (.

Se por exemplo a tensão aplicada no condutor for igual a 2V e a corrente resultante for igual a 1A , significa que a resistência do condutor será de R = 2V/1A = 2.          Observe que a resistência do condutor é constante, isto é, se  a tensão aplicada mudar para 10V a relação entre a tensão e a corrente deverá ser a mesma ( 2e para isso a corrente  a corrente deverá ter intensidadede :

                      I = U / R = 10V/25A. ( inicio)

Exemplo2:  Qual a intensidade  da corrente em um condutor  que tem resistência de 1000se a tensão aplicada for de a) 2V     b) 100V      c)   50mV

R: Para cada caso deveremos  especificar  U em Volts e R em OHMS

a)  I = 2V/1000= 0,002A = 2mA

b)   I = 100V/1000mA

c) I = 50mV/1000 50.10-3V/1000=50.10-3/103 50.10-6A = 50

Exemplo3:  Qual deve ser a tensão em um condutor de 10Kde resistência para a corrente tenha intensidade de : a) 2mA      b) 0,05A    d)  20

R:  Para determinar a tensão dado a resistência e a corrente usamos  a1ª Lei de OHM na forma :

      U = R.I se R em OHMS e I em AMPERES  U será obtido em VOLTS

a) U = 10.103.2.10-3 = 20V

b) U = 10.103.5.10-2= 50.101 =500V

c)  U = 10.103.20.10-6= 200.10-3V = 200mV = 0,2V  ( inicio )

Condutância (G)

Dado um condutor de resistência elétrica R, definimos a sua condutância como sendo:

        G = 1/R   a condutância é o inverso da resistência e   R = 1/GQuanto maior a resistência  menor a condutância. Quanto maior a condutância menor a resistência.

A unidade  de condutância é chamada de Siemens(S)

1S é a condutância de um condutor que tem uma resistência de 1. Se a resistência  é de 2então a condutância será de  0,5S ( não esqueça um é o inverso do outro !!!). E se a condutância  fosse de  de 2S, qual seria a resistência ? Fácil!  Como R=1/G  , então  R = 1/2S = 0,5 Na prática costumamos usar mais  resistência para caracterizar  a capacidade de um material de conduzir bem ou não a corrente, mas existem algumas  situações onde usamos condutância.

Unidade alternativa de condutância : mho( ).Observe como o símbolo  e o nome  são   o contrário.

    

Resistores

 Resistores são componentes construídos para apresentar um determinado valor de resistência elétrica. Os materiais mais usados na sua construção são o carbono , metais e ligas.A Fig03 mostra o aspecto físico de um resistor de valor fixo e o seu símbolo.

                ou

Resistores de filme metálico de diversas potências

Resistores para montagem em superfície(SMD).

Fig03: resistor fixo e símbolo

Fig04: Exemplos de resistores fixos -  Filme metálico e SMD

Muitas vezes precisamos que o valor da resistência  varie,( por exemplo quando você está aumentando o volume do seu rádio, variando a luminosidade da lâmpada no painel do carro  ) neste caso deveremos usar um resistor variável. Existem diversos tipos de resistor variável.  A Fig05 mostra  o aspecto físico de um resistor variável e o seu símbolo.       

Fig05:  potenciômetro ( resistor variável ) de carvão  e simbologia

  Código de Cores

                 ou

Os valores de resistência  não podem ser quaisquer ( senão viraria uma bagunça !! ) , sendo padronizados, e na maioria das vezes não são escritos , mas sim codificados na forma de anéis coloridos colocados ao redor do corpo do resistor. No caso mais comum são 4 faixas coloridas , as três primeiras se referem ao valor nominal e a quarta à tolerância. A Fig06 mostra  o código de cores.( inicio ). Maiores Informações consultar o livro Analise de Circuitos em Corrente Contínua - Rômulo O. Albuquerque - Ed. Érica

Código de Cores

Cor 1ºA.S(A) 2ºA.S(B) Mult.(C) Tol(D)

nenhuma - - -

Prata - - 10-2 

Ouro - - 10-1  

Preto - 0 100   

Marrom 1 1 101

Vermelho 2 2 102 

Laranja 3 3 103   

Amarelo 4 4 104   

Verde 5 5 105    

Azul 6 6 106   

Violeta 7 7 107   

Cinza 8 8 108   

Branco 9 9 109   

Fig06 : Código de Cores 

Como deveremos ler o código de um resistor ? De acordo com a Fig07, temos 4 anéis coloridos ( no caso de resistores de filme metálico são 5 faixas ):      A  primeira faixa representará o 1º algarismo significativo(1AS), a segunda faixa o 2º algarismo significativo (2AS)  a terceira o fator de multiplicação e a quarta faixa a tolerância . Aseguir um exemplo para esclarecer melhor.

Exemplo4: Seja um resistor que tem  as três primeiras faixas vermelhas e a quarta prata. Qual o seu valor nominal ?

Solução: de acordo com o código de cores vermelho = 2 e prata quando é a quarta faixa ( tolerância é 10% ), logo:

  R = 22.102 ±10% = 2200W ±220 O valor nominal é2K2 e com essa tolerância é possível  encontrar resistores com valor efetivo de  1980 a 2420

Fig07: Código de cores

Como sugestão para se aprender o código de cores, sugiro que você compre vários resistores de  diversos valores  e todos os dias separe-os. ( inicio )

Obs: para o primeiro e segundo algarismos significativos existem vários valores permitidos, mas os mais encontrados são:

10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82Importante: a primeira faixa nunca épreta

CURSO DE ELETRICIDADE BÁSICA - AULA02Potência - Energia - Efeito Joule

Conceito de Potência e Energia Joule Watt Efeito Joule Bipolo Receptor e Gerador

 Conceito de Potência  e  Energia

Trabalho e energia em física são sinônimos. Toda vez que um trabalho é realizado uma certa quantidade de energia é transformada e uma força estará atuando em algum corpo( mesmo que você não veja!! ). E não  se esqueça :

" A ENERGIA NÃO PODE SER DESTRUÍDA NEM TAMPOUCO CONSTRUÍDA ", a energia está sempre sendo transformada.O  gênio humano está sempre empenhado em construir dispositivos que possam converter algum tipo de energia em outro tipo de energia que nos seja útil. Por exemplo: Aquele banho quentinho que você toma no inverno só é possível, porque alguém  a muito tempo descobriu como converter  algum tipo de energia em energia elétrica, e depois outra  descobriu como converter energia elétrica em calor. Como  potência e energia(trabalho) são grandezas físicas, necessitamos de unidades para especifica-las adequadamente. Unidades de trabalho

Joule(J) é a unidade oficial , mas existem outras  como a caloria (cal) e o KW.h. É claro que existe uma relação entre elas. 1Cal = 4,18J        e      1KWh = 3,6.106 JUnidades de Potência  

Watt(W) é a unidade oficial, mas existem outras como o H.P, sendo que 1HP =746W

Potência  é definida como sendo o trabalho realizado por unidade de tempo ( energia trocada  por unidade de tempo ), ou matematicamente:

      P = t   onde  tau é  a quantidade de energia que estará sendo trocada  que é igual ao trabalho realizado. Istoé :

    1W = 1J/s     ( inicio )

Confuso ? Então vamos a um exemplo: Imagine você deslocando um saco de açúcar de 5Kg de uma altura de 1m em 1s.Sem dúvida nenhuma que :

 a) Você gastou uma certa quantidade de energia, portanto realizou um  TRABALHO  

 b) Esse trabalho foi realizado porque você tem potência. Calculemos todos os valores de potência e de energia envolvidos.

De acordo com a física se um corpo de massa M, se desloca contra a força da gravidade  a energia potencial desse corpo sofrerá uma alteração ( aumentará ) que será dada por:

   E = M.g.H    onde E será a variação da energia = trabalho realizado( em J) e H  foi a variação de altura(em m),     g é uma constante chamada de aceleração da gravidade, sendo que o seu valor depende  do ponto em relação ao centro da terra,  valendo aproximadamente 9,8m/s2 na superfície. Qual o foi mesmo o trabalho que você realizou ?

Como M = 5Kg  e H =1m então   E = 5.9,8.1 = 49J = trabalho realizado como o tempo para realizar esse trabalho foi de 1s , então a  potência  desenvolvida por você foi de:

P = 49J/1s = 49J/s = 49W !!  ( inicio ) ( Uma lâmpada média tem potência de 60W)

Qual seria a potência desenvolvida , se o tempo para realizar o mesmo trabalho , fosse 0,5s ?R: P = 49J / 0,5s = 98J/s ou 98W a  sua potênciateria que ser o dobro !!Quanto maior a potência maior o trabalho que pode ser realizado. Podemos pensar às avessas, isto é : Quanto maior a potencia do dispositivo maiortrabalho realizado(mais energia será consumida ), matematicamente:

  P.t

agora  já sabe porque a sua mãe se irrita quando você fica demorando muito tempo (t) em baixo do chuveiro , que é o dispositivo que vai realizar o trabalho, pois tem uma potência (P).

 

Fig01: Trabalho realizado contra a força da gravidade

Qual a quantidade de energia consumida num banho de 30min. se o chuveiro tem uma potencia de 5000W (5KW)?

R: Dos dados temos  P = 5000W = 5000J/s  isto é  esse chuveiro consome 5000J de energia a cada segundo, logo em 30min  consumirá:  P.t = 5000W.1800s = 90.105 J = 9.000.000 J, como você vê é um número muito grande e nada prático por isso , quando  se trata de consumo alto a unidade usada é o KWh e portanto no exemplo

P.t = 5KW.0,5h = 2,5KWh( inicio )

Efeito Joule

Os elétrons  da corrente elétrica ao se deslocarem  pelo interior  do condutor se chocam contra os átomos do mesmo aumentando a sua agitação térmica ( temperatura ). A esse fenômeno  da eletricidade chamamos de efeito Joule.Portanto o efeito Joule consiste na transformação da energia elétrica em Calor . Um resistor é um dispositivo quetransforma toda a energia elétrica que recebe em calor . Dizemos que ele dissipa  toda a energia elétrica em calor, portanto ele aquece.Se  as suas dimensões não estão de acordo coma a potência  que ele pode dissipar emtão ele"queimará". Os resistores são construídos  de tamanhos diferentes para dissipar potências também diferentes, quanto maior o seu tamanho físico maior a sua capacidade em dissipar calor. Como podemos calcular a potência que um resistor  está dissipando? Em primeiro lugar  devemos dizer que para qualquer  dispositivo da eletricidade ( eletrônica ), a sua potência elétrica é dada por : 

             P = U.I (1)  onde U é a tensão  aplicada nos terminais do  dispositivo em voltas (V)  I é a  intensidade da corrente que está percorrendo o dispositivo em amperes (A) e P será a potência elétrica do dispositivo .Cabe aqui uma observação  importante.

Se  o dispositivo é receptor P=U.I é potência elétrica consumida , se o dispositivo é um gerador então P=U.I é a potência elétrica fornecida( inicio )

Fig02: convenção de polaridades para bipolos receptor e gerador

Bipolo Receptor

Bipolo Gerador

 

Para um resistor sabemos que a relação entre  tensão(U), corrente(I) e resistência (R) é dada pela lei de Ohm U = R.I logo se substituirmos na expressão da potência (1)resulta:

 

P = U.I = (R.I).I = R.I2                  P = R.I2     (2)    

ou  se substituímos I =U/R na mesma expressão resultará:P = U.I = U.(U/R) = U2/R       P=U2/R    (3) 

Qualquer uma dessas três expressões cima  permite o cálculo da potência dissipada em um resistor.( inicio )

Exercícios Resolvidos

1) Qual a potência elétrica que o gerador está fornecendo para o circuito ? Qual a quantidade de energia elétrica consumida pelo circuito em 30min. ? E em 2h ?

Solução:

A potência elétrica do gerador é dada por : P = U.I , onde U = 12V e I = 12V/10

logo, P = 12V.1,2A = 14,4W = 14,4J/s ( Joules por segundo ), observe que o circuito é só o resistor de 10

logo a potência  eletrica do resistor que é igual à potência dissipada é 14,4W.

A energia que o circuito ( resistor ) consumirá em 30min ( 1800s) será : P.t = 14,4W.1800s =a potência estiver expressa em W e o tempo em horas  o resultado será w.h

    = 14,4W.0,5h =7,2W.h

Em  2h o consumo será :    = 14,4W.2h =28,8W.h

 

2) Um chuveiro tem as especificações  4000W/220V. Qual o consumo de energia de um banho de 15min ? Qualvalor da resistência do chuveiro ?

Solução:

Como a potência do chuveiro é 4000W = 4KW e o tempo  é 15min= 1/4h , então o consumo em KW.h será:

    = P.t = 4KW.1/4h = 1KW.h  ( consulte a conta de luz de sua casa para ter uma idéia  de quanto custa 1KWh de

energia ).

 A resistência de um condutor está relacionada com a potência e com a tensão por : P=U2/R   logo,  R =U

ou  R = 2202 /4000 = 12, 1

CURSO DE ELETRICIDADE BÁSICA - AULA03Associação Série - Associação Paralela - Associação Mista

Série Resistência Equivalente SérieParalela

Associação Série de Resistores

 

Resistores estão ligados em série quando a corrente que passa por um for a mesma  que passa pelos outros. A Fig01 mostra um exemplo de ligação série e o resistor equivalente(RE). Chamamos de resistor equivalente a um único resistor que  pode substituir a associação e mesmo assim    a  corrente fornecida pelo gerador será a mesma .

Fig01: Associação série de resistores - Circuito  total e circuito equivalente

 

Em uma associação série  o equivalente é dado por :  RE = R1 + R2 +R3

Na Fig01 observe que o instrumento indica 2mA tanto no circuito original como no equivalente (RE=6K).Outra característica de uma ligação série  é que a soma das tensões  nos resistores é igual à tensão total, no caso da Fig01 , 12V. A Fig02 mostra a tensão em cada  resistor . Esta é uma característica   genérica de toda malha ( caminho fechado ) enunciada pela 2ª Lei de Kirchhoff da seguinte forma: " A soma das tensões orientadas no sentido horário é igual à soma das tensões  orientadas no sentido anti horário ".

Obs: a) No caso de resistores iguais em série , o equivalente será dado por : RE = n.R , onde n é o número de resistores de valor R em sérieb)  O equivalente de uma associação série será sempre maior que o maior dos resistores da associação .

Fig02: Associação série - Verificação da 2ª Lei de Kirchhoff

Na Fig02 : U4 = U1+U2+U3       que é a  equação da malha do circuito .( inicio )

Exercicio1: Qual a indicação dos instrumentos no circuito  a seguir ?

 

R: Primeiro devemos calculara a resistência equivalente RE = R1+R2+R3+R4 = 200 + 500+1000+1300 = 3000 =3K

Em seguida  devemos calcular a corrente  no resistor equivalente , a qual será igual à  corrente  no circuito original: I = 12V/3K = 4mA.Como a corrente no equivalente é igual à corrente nos resistores da associação, então podemos calcular a tensão em cada um :

U1=2004mA = 0,2K.4mA = 0,8V = 800mV

U2= 500.4mA =0,5K.4mA =

2V

U3=1K.4mA = 4V

U4 = 1,3K.4mA = 5,2V

Observe que : U1+U2+U3+U4 = 12V

Clique   para fazer o Download do arquivo que contem  o circuito acima usando EWB5: Ex1Aula3CC

Exercicio2: Qual a potência dissipada em cada resistor   no exercício 1 ? Qual a potência  elétrica  do gerador ?R: Como já visto a potência dissipada em um resistor é dada por: P =R.I2  ou P=U2 /R ou P=U.I

então : P1 = 0,8V.4mA = 3,2mW    P2 =2V.4mA = 8mW    P3 = 4V.4mA = 16mW  e P4 = 5,2V.4mA = 20,8mW

a potência que o gerador está fornecendo ao circuito deve ser igual à soma das potências dissipadas em cada resistor ou

P = U.I = 12V.4mA = 48mW

( inicio )

Associação Paralelo de Resistores

Resistores estão ligados em paralelo quando a tensão aplicada em um for a mesma  aplicada nos  outros. A Fig03 mostra um exemplo de ligação paralelo e o resistor equivalente(RE). No caso de uma associação paralelo  o resistor equivalente é  calculado por:

    1/RE = 1/R1 +1/R2 +1/R3 ou  em termos de condutância  ( G = 1/R)  GE = G1 + G2 +G3

Obs: a) Para dois resistores em paralelo a expressão acima se reduz para: RE =(R1.R2)/(R1+R2)b) No caso de resistores iguais em paralelo : RE =R/n   , onde n é o numero de resistores  de valor R em paralelo.c)  O equivalente de uma associação paralelo será sempre menor que o menor dos resistores da associação

Fig03: associação paralelo - Circuito e resistor equivalente

Clique   para fazer o Download do arquivo que contem  o circuito acima usando EWB5: Ex2Aula3CC

 

Na Fig03 observe que o instrumento indica 4mA tanto no circuito original como no equivalente (RE=3K).Outra característica de uma ligação paralelo é que a soma das correntes  nos resistores é igual à corrente total que entra na associação, que é basicamente a   1ª Lei de Kirchhoff  que tem o seguinte enunciado: " A soma das correntes que chegam em um  nó ( 4mA )  é igual à soma das correntes que dele saem ( 1,2mA +0,8mA +2mA ) ". ( inicio )

Exercício 3:  Na Fig03 calcule a potência dissipada em cada resistor da associação e a potência  elétrica  do gerador.

R:  Novamente , para calcular a potência  de um bipolo basta fazer o produto  U.I,  então:

P1= 12V.1,2mA = 14,4mW        P2 =12V.0,8mA =9,6mW     P3 =12V.2mA=24mW

Pgerador = 12V.4mA = 48mW

Novamente observe  que  a soma das potências dissipadas deve ser igual à potência elétrica do gerador ( isso se chama de conservação de energia ).

 As seguir  aplicações práticas  de circuitos paralelos:

Uma das principais aplicações de circuitos paralelos é uma instalação elétrica  residencial, a qual consiste de lâmpadas , tomadas  ligadas em paralelo. A Fig04 mostra  duas lâmpadas ligadas em paralelo  e  acionadas por interruptores.

Fig04: Lâmpadas ligadas em paralelo - 1 lâmpada ligada

Observe na Fig04  que, estando ligada apenas uma lâmpada a corrente no fusível será igual a  481mA. O que  acontece se  a outra lâmpada também for ligada? Se as duas lâmpadas forem iguais o consumo de corrente dobrará !!

Como sugestão de exercício proposto monte o circuito da Fig04 usando o simulador Crocodile Clip

Fig05: Lâmpadas ligadas em paralelo - 2 lâmpada ligadas

Como você pode verificar a corrente dobra de valor . Quanto mais lâmpadas ( ou outro dispositivo , tal como TV, chuveiro , etc ) estiverem ligados maior a corrente , e maior o consumo !!

Como sugestão de exercício proposto monte o circuito da Fig05 usando o simulador Crocodile Clip

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ELETRICIDADE BÁSICA  C.C - Testes

Para cada teste assinale uma  alternativa

1. Em um condutor metálico os portadores de carga são:

a)  Íons     b)  Elétrons livres       c)  Prótons      d)   Nêutrons

2.  A intensidade da corrente elétrica em um condutor é de 0,5A, o que corresponde a :

a)  0,5 elétrons por segundo   b) 0,5.10 -19 Coulombs por segundo    c)  0,5.10 18 eletrons por segundo

d) 0,5 Coulombs por segundo.

3. Assinale falso (F) ou verdadeiro (V) para cada afirmação

 Condutores são substâncias que permite  que cargas elétricas se movimente pelo seu interior  C F

Se um condutor tem uma resistência de 10, uma tensão de 5V aplicada resultará em uma corrente de 2A.  C F

A condutância de um resistor de 10  é de 0,1mhoC F

Um resistor tem as faixas: 1ª: preta 2ª: Marrom  3ª: preta  logo R =10 C F

 

 

4. A tensão em um condutor é 2,4V e a intensidade da corrente é de 0,8A. Podemos  afirmar que a resistência  do condutor é de :

a) 2,4 b) 3 c) 1,25 d)  0,33

5. Um fio tem comprimento de 10m e área de secção de 0,1mm2. Se o comprimento do fio passar para 20m, podemos afirmar que a resistência do fio:

a) Diminui pela metade b) Dobra de valor c) Não se altera d) Não dispomos da resistividade para responder corretamente.

6)  No circuito , com a chave   como indicado,  a corrente que o instrumento indica é 10mA. Se a chave mudar de posição   a corrente :

a) Passa a valer 5mA           b)  passa a valer 10mA         c)   Passa a valer 0        d)  Passa     valer   2,5mA