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Aula de elétrica passo-a-passo
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A palavra circuito significa caminho fechado, ou seja, aquele caminho que permite
regressar ao ponto de partida logo após o ponto de chegada. Circuito elétrico
pode ser definido, então, como caminho fechado por onde circulam os elétrons.
Circuito Elétrico Elementar
Elemento de manobra
Condutores
Fonte
Carga
Circuito Elétrico Aberto
A corrente alternada é uma corrente que oscila ao longo do tempo,
alternando sua polaridade. Ela inicia em zero e aumenta gradativamente
até chegar a um valor máximo positivo e depois decresce até zero
novamente e aumenta novamente até um valor máximo, só que agora
negativo e esse processo se repete varias vezes por segundo (gráfico). A
esse conjunto de valores positivos e negativos denominamos Ciclo, em
nossa geração de energia ocorrem 60 ciclos por segundo. A grandeza
elétrica que se refere a esta quantidade de ciclos é a Frequencia Elétrica,
onde a sua unidade de medição é o Hertz.
TENSÃO OU CORRENTE ALTERNADA
Grandeza Elétrica Unidade Símbolo
Da Unidade
Símbolo Da
Grandeza
Instrumento de Medição
Frequência Elétrica Hz f Hertz Frequêncimetro
Ao contrário da fonte de tensão/corrente alternada, a tensão/corrente
contínua é constituída pelos pólos positivo e negativo, e seu sentido
permanece constante ao longo do tempo, não oscila e nem alterna.
TENSÃO OU CORRENTE CONTINUA
MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS
A fim de facilitar a compreensão de grandezas foram criados os
múltiplo e submúltiplos de unidade padrão.
Exemplo: Um pacote de feijão tem 1.000 gramas. Porém é mais
fácil dizer 1 Quilograma (Kg), que é um múltiplo do grama.
Abaixo segue uma tabela com algumas referências de múltiplos e
submúltiplos. Em negrito estão as notações cientificas mais
usadas na elétrica
Nome Simbolo Fator de multiplicação
Tera T 10¹²
Giga G 10⁹
Mega M 10⁶
Quilo K 10³
Unidade U 10°
Mili m 10⁻³
Micro μ 10⁻⁶
Nano n 10⁻⁹
Pico p 10⁻¹²
Exemplos de conversões de valores elétricos:
750 KW = 750 x 1000 = 750.000 W
12.000 W = 12 x 0.001 = 12 KW
30 mA = 30 x 0,001 = 0,03 A
0,3 A = 0,3 x1.000 = 300 mA
2.000 W = 2.000 x 0,001 = 2 KW
500 mΩ = 500 x 0,001 = 0,5 Ω
A soma da d.d.p (diferença de potencial elétrico) em um
percurso fechado é nula
Leis de Kirchhoff
1ª Lei de Kirchhoff (Lei das Correntes ou Lei dos nós)
Em um nó, a soma das correntes elétricas, que entram é igual
à soma das correntes que saem.
2ª Lei de Kirchhoff (Lei das Tensões ou Lei das Malhas)
CIRCUITOS ELÉTRICOS
Circuito elétrico é a ligação de determinados elementos de tal
forma a estabelecer um caminho para a corrente elétrica.
Os elementos podem ser ligados no circuito de três maneiras:
• Série
• Paralelo
• Misto
Paralelo
Circuito paralelo é aquele em que cada carga tem seu próprio caminho para a passagem da corrente elétrica. Nele, a entrada e a saída de cada carga estão ligadas diretamente à fonte sem passar por nenhuma outra.
Misto
Circuito misto é o que apresenta as características dos circuitos em série e paralelo. Possui uma parte ligada em série e outra em paralelo.
Apenas algumas cargas podem ser comandadas separadamente e um defeito em um dos componentes poderá prejudicar o funcionamento de uma parte do circuito ou de todo o circuito.
A equação matemática que define a lei de Ohm é:
Lei de OHM
Georg Simon Ohm desenvolveu a teoria em relação da
resistência elétrica onde a lei de Ohm, que diz:
“A intensidade de corrente elétrica de um circuito é
diretamente proporcional a tensão elétrica e inversamente
proporcional a resistência elétrica”.
R=U/ I
No inicio dos estudo da Lei de Ohm é comum utilizar de um
recurso para aplicar a fórmula da Lei de Ohm, como mostra a
figura.
?V 130V 127V 115V 24V 12V 127V ?V
500mA 8,6A ?A ?A ?A ?A ?A 12A
?W ?W ?W ?W 24W ?W 8,7W ?W
3W ?W 1.842W 1.358W ?W 11W ?W 2.640W
220V ?V ?V 440V 12V ?V 100V ?V 220V
?A 10A 5A ?A ?A 50A ?A 75A 15A
?W 12,7W ?W 80W 24W 2,2W ?W 184.000mW ?W
4.400W ?W 1,9 KW ?W ?W ?W 1.200W ?W ?W
EXERCICIOS
Complete as informações dos circuitos abaixo:
ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES
Em um circuito é possível organizar conjuntos de resistores interligados,
chamada associação de resistores. O comportamento desta associação varia
conforme a ligação entre os resistores, sendo seus possíveis tipos: em
série, em paralelo e mista.
Informações:
Resistor - Todo e qualquer elemento utilizado em sistema elétrico que será
utilizado para a transformação de energia elétrica em outro tipo de energia
ou trabalho.
Resistor equivalente (Req) – O resistor utilizado para substituir uma
quantidade de resistores em um circuito, sem que as características
elétricas do circuito sejam alteradas.
R₁, R₂, R₃ - Identificação dos resistores
SÉRIE:
Associar resistores em série significa ligá-los em um único trajeto.
Como existe apenas um caminho para a passagem da corrente elétrica esta
é mantida por toda a extensão do circuito.
Já a diferença de potencial entre cada resistor irá variar conforme a
resistência deste, para que seja obedecida a 1ª Lei de Ohm.
Características: a corrente se mantém ao longo do circuito e a tensão varia
nos resistores.
Fórmula:
O Req de um associação em série será a somatória dos resistores ligados
em série entre si.
R₁+ R₂ + R₃ + R₄+ R₅ + R₆ +.........= Req
PARALELO:
Ligar um resistor em paralelo significa basicamente dividir a mesma fonte de
corrente, de modo que a d.d.p. em cada ponto seja conservada.
Características: A corrente varia ao longo do circuito conforme os resistores e
a tensão se mantém em todo o circuito.
Fórmula:
O Req de um associação em paralelo será o resultado do produto pela
soma dos valores dos resistores.
O Req poderá ser encontrado através de três modos:
3º modo:
Onde: R = o valor dos resistores iguais ligados entre si em paralelo.
N = o numero de resistores ligados entre si em paralelo.
Obs: Esta maneira só poderá utilizada com resistores ligados em paralelo
entre si e do mesmo valor.
1º modo:
Esta maneira só permite utilizar dois valores de resistores por vez.
2º modo:
Esta maneira permite utilizar vários valores de resistores de uma vez.
Mista:
Uma associação mista consiste em uma combinação, em um mesmo circuito, de
associações em série e em paralelo, como por exemplo:
Características: A associação Mista não possui características próprias, em
cada parte do circuito, a tensão (U) e intensidade da corrente serão
calculadas com base no que se conhece sobre circuitos série e paralelos,
ou seja, calcula-se os resistores ligados do mesmo modo entre si até
chegar-se ao valor do resistor equivalente.
Para facilitar estes cálculos pode-se reduzir ou redesenhar os circuitos.