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Prof. Luís Nodari 1
Prof.: Luís M. Nodari
http://www.joinville.ifsc.edu.br/~luis.nodari/
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELETRICA
INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA
CAMPUS JOINVILLE
ELETRICIDADE (ELT1) 2º MÓDULO
Prof. Luís Nodari 2
1 Eletrodinâmica
2 Potencial Elétrico
3 Corrente Elétrica
4 Potência Elétrica
5 Resistência Elétrica
6 Resistores
7 Fontes ideais
8 Circuitos Elétricos Resistivos
9 Exercícios de fixação
10 Bibliografia
Sumário
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•A eletrodinâmica estuda problemas relacionados a cargas
em movimento.
•Esse estudo pode ser aplicado diretamente em todos os
tipos de circuitos elétricos.
•A teoria eletrodinâmica pode ser aplicada em qualquer
sistema passível de representação através de parâmetros
de circuito, como motores ou linhas de transmissão.
ELETRODINÂMICA
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•Valor de potencial energético produzido por uma quantidade de carga elétrica,
em um campo elétrico.
•Sua unidade e o Volt [V = J/C] , que indica quantos Joule [J] por Coulumb [C]
foram produzidos.
•O potencial elétrico e representado pela letra V e pode ser calculado como:
•De forma sim plicada, principalmente, quando ha duas cargas paralelas, o
potencial elétrico pode ser calculado com:
•em que d e a distância entre as placas ou entre dois pontos do campo, na
mesma direção.
POTENCIAL ELÉTRICO
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POTENCIAL ELÉTRICO
Uma Carga Entre as placas
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Em três dimensões, para um conjunto n de cargas pontuais, em uma
posição (x ; y; z ) do espaço, o potencial elétrico e dado por:
O potencial esta relacionado com o diferencial de energia dW:
A notação convencional para a diferença de potencial elétrico entre dois pontos é:
em que Vab representa a diferença de potencial entre os pontos a e b, Va0
e o potencial no ponto a, em relação a referência adotada 0 e Vb0 e o
potencial no ponto b, em relação a referência adotada 0.
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CORRENTE ELÉTRICA
Definição: E considerada a variação da carga elétrica em função do tempo.
Indica a movimentação dos elétrons em um condutor. Desse modo:
Sentido para a corrente
Sentido convencional: Movimento de cargas positivas, onde a corrente flui do
caminho de maior potencial para o de menor potencial.
Sentido real: Movimento de cargas negativas, onde a corrente flui do caminho
de menor potencial para o de maior potencial.
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POTÊNCIA ELÉTRICA
Capacidade de produzir trabalho ou de transformar energia elétrica em outro
tipo de energia, em um dado intervalo de tempo.
Assim:
então
Resultando em:
se
e
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RESISTENCIA ELÉTRICA
É a grandeza que indica a característica físico-química de um material à oposição
da passagem de corrente elétrica, sua unidade e o Ohm [V/A] representado por .
Uma resistência de um 1,0 indica que e necessário aplicar uma diferença de
potencial de 1,0 V para permitir a passagem de 1,0 A de corrente.
Através da Segunda Lei Ohm, tem-se que a resistência de um o e calculada por:
em que L e o comprimento do condutor, A e a área do condutor,
é a condutividade do material
que é a resistividade do mesmo.
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Georg Ohm enunciou que para um condutor mantido a temperatura constante,
a razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica e constante.
Essa constante e denominada de resistência elétrica."
A primeira lei de Ohm indica que para condutores, existe uma relação linear entre
tensão elétrica (diferença de potencial elétrico) e corrente, dada pela resistência
elétrica. Assim:
Contudo, a lei de Ohm não é valida para todos os materiais, de modo que, muitas
vezes, existem relações não lineares entre tensão e corrente.
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A condutância indica a capacidade de um dado material em conduzir corrente
elétrica. Sua unidade e o Siemens [S = A/V] ou Mho
E interpretada como o inverso da resistência, de modo que:
Assim, a condutância de um dado material e calculada com:
CONDUTÂNCIA ELÉTRICA
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Resistores, tipos e aplicações:
Aplicações Industriais, maior potência.
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Resistores, tipos e aplicações:
Aplicações em eletrônica, menor potência.
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Resistores, tipos e aplicações:
Principais tipos aplicados em eletrônica, com menor potência.
Resistor SMD Resistor de Filme Metálico
Resistor de Filme de Carbono Potenciômetro
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Resistores, tipos e aplicações:
Código de cores para resistores.
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Resistores, tipos e aplicações:
Tamanho e dissipação de potência nos resistores.
• Um mesmo valor de resistência poderá
ter tamanhos físicos diferentes e, por
tanto, dissipar potências diferentes,
quanto maior a resistência maior será a
capacidade de dissipação de calor.
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•A fonte de tensão independente é definida como
sendo o componente de circuito de dois terminais
que mantém uma tensão constante entre seus
terminais, independentemente da corrente que
passa através dele.
•Caso a fonte de tensão independente seja
constante, e possível representa-la como sendo
uma bateria.
•A fonte de corrente independente e definida como
sendo o componente de circuito de dois terminais
que mantém uma corrente constante entre seus
terminais, independentemente da tensão que
passa através dele.
FONTES DE TENSÃO
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Fontes de tensão são componentes ativos, ou seja, podem fornecer potência ao
circuito em que se encontram, as fontes são componentes polarizados.
Existem dois modos principais de operação para fontes:
Modo gerador, a fonte fornece potência ao circuito:
No caso de fontes de tensão, a corrente saí da fonte.
No caso de fontes de corrente, a polaridade positiva encontra-se no terminal
que indica a saída de corrente da fonte.
Modo receptor, a fonte recebe potência do circuito:
No caso de fontes de tensão, a corrente de entra na fonte.
No caso de fontes de corrente, a polaridade positiva encontra-se no terminal que
indica a entrada de corrente da fonte.
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Um circuito elétrico é uma interconexão entre componentes elétricos, quando
essa interconexão e fechada, aplica-se o nome de circuito fechado.
Caso uma parte do circuito esteja aberta, tem-se um circuito aberto, aplica-se o
nome de curto-circuito quando um circuito os dois terminais de um componente
estão conectados (popularmente, “em curto"). Essa terminologia normalmente e
aplicada para fontes de tensão, que quando estão em curto, apresentam
corrente com tendência para o infinito.
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Exercícios
•Considere que haja uma carga q1 de -3 C localizada na posição (3 m,4 m) e
uma carga q2 de +5 C, localizada em (-2 m,6 m). Calcule o potencial elétrico na
origem do sistema.
•Considere que entre duas placas paralelas, distantes 0,05 m uma da outra,
carregadas com polaridades opostas, haja um campo E de modulo 60 kV/m.
Calcule a diferença de potencial entre as placas. Considere que as duas placas
são conectadas a um resistor, com resistência de 560 Ω. Calcule a corrente
gerada instantaneamente no momento da conexão. Responda: Em um tempo
infinito, qual será a corrente do circuito? Por quê?
•Um fio de cobre sai do quadro de distribuição de uma casa até uma tomada.
A seção transversal do fio e de 2,5 mm2 e o comprimento e de 10 m. Calcule a
resistência do o, considerando que a condutividade do cobre seja de 56 MS/m.
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Exercícios
•Considere que um notebook consuma 200 W. Deseja-se conectar esse
componente a uma fonte CC de 24 V. Calcule a corrente que alimenta esse
notebook. Calcule a resistência equivalente para esse notebook.
•Prove que, em um circuito CC, a potência em uma resistência pode ser dada por:
•Considere que um resistor de cobre possua resistência de 50 Ω a 20 ºC e que
Cu = 0; 00393, calcule o valor da resistência desse mesmo resistor a 90C.
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BIBLIOGRAFIA
[1] SARDELLA, Antônio. Curso de química: Química geral, São Paulo – SP: Editora Ática, 2002. 25ª Edição,
2ª impressão.
[2] HALLIDAY, RESNICK e WALKER. Fundamentos de Física – Eletromagnetismo. 9ª ed. Rio de Janeiro: LTC,
2012 ISBN 8521619057.
[3] GUSSOW, Milton. Eletricidade básica. 2. ed. São Paulo: Pearson do Brasil, 2008. I.S.B.N.: 9788577802364.
[4] U.S. Navy, Bureau of Naval Personnel Training Publications Division. Curso completo de eletricidade básica.
São Paulo: Hemus, 2002.
[5] SILVA FILHO, M.T.. Fundamentos de eletricidade. Rio de Janeiro: LTC, 2011.
[6] NILSSON, James W. Circuitos elétricos. 8. ed. São Paulo: Pearson do Brasil, 2009.
[7] Tipler, P.A. Física para cientistas e engenheiros : eletricidade e magnetismo, óptica. Rio de Janeiro: LTC,
2009.
[8] LIMA JÚNIOR, A W. Eletricidade e eletrônica básica. Rio de Janeiro: Alta Books, c2009.
[9] SAMBAQUI, A. B. K.; Taques, B. O. M.; Apostila de Eletricidade Básica. IFSC, 2011.
[10] IRWIN, J. D. Analise de Circuitos em Engenharia - 4a ed. São Paulo: Pearson, 2000.
[11] BOYLESTAD, R. L. Introdução a Analise de Circuitos - 10a ed. S~ao Paulo: Pearson e Prentice Hall, 2009.
