Unidade V - Análise de Circuitos de Corrente Contínua

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<p>ANÁLISE DE CIRCUITOS DE CORRENTE</p><p>CONTINUA</p><p>Prof.: Jean Carlos Rodrigues</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Um circuito elétrico consiste na ligação entre vários componentes eletrônicos</p><p>como, por exemplo, resistores, capacitores, indutores, baterias, pilhas,</p><p>transistores, dentre outros. Para um circuito ser considerado de corrente</p><p>continua, grandezas elétricas como corrente e tensão, devem permanecer</p><p>constantes ao longo do tempo. Por isso, este capítulo trata exclusivamente</p><p>dos circuitos puramente resistivos, bem como das associações de resistores</p><p>possíveis.</p><p>ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE</p><p>A associação de resistores em série consiste em um tipo de arranjo no qual só há</p><p>um caminho para a corrente elétrica, ou seja, a corrente elétrica que percorre</p><p>todos os resistores é a mesma. Um exemplo de associação de resistores em série</p><p>é mostrado na figura a seguir:</p><p>A análise de circuito requer o cálculo de algumas grandezas físicas importantes,</p><p>como: resistência equivalente do circuito, corrente elétrica em cada componente</p><p>e total, tensão (ou ddp – diferença de potencial) em cada componente e total,</p><p>além da potência dissipada.</p><p>A resistência equivalente de um circuito, significa, de forma simplificada, o valor</p><p>de uma única resistência capaz de substituir todas as outras do arranjo. Nos</p><p>circuitos em série, a resistência equivalente é calculada como a soma de todas</p><p>as resistências que compõem o circuito elétrico, conforme a equação:</p><p>𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅𝑛</p><p>Por exemplo, para o circuito ilustrado na figura abaixo, supõe-se que os valores das</p><p>resistências sejam 𝑅1 = 3Ω,𝑅2 = 8 Ω 𝑒 𝑅3 = 200 Ω.</p><p>Então, o valor da resistência equivalente do circuito será: 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 =</p><p>𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3</p><p>𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 3Ω + 8Ω + 200 Ω</p><p>𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 211 Ω</p><p>A corrente elétrica em todos os resistores será a mesma e a queda de tensão em</p><p>cada resistor será calculada pela relação</p><p>𝑉 = 𝑅. 𝐼</p><p>Existem várias maneiras de se calcular potência elétrica, algumas expressões</p><p>úteis são mostradas nas equações a seguir:</p><p>𝑃 = 𝑉. 𝐼</p><p>𝑃 = 𝑉²/𝑅 𝑃 = 𝑅. 𝐼²</p><p>ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO</p><p>A associação de resistores em paralelo consiste em um tipo de arranjo no qual há</p><p>vários caminhos para a corrente elétrica. Além disso, todos os componentes ou</p><p>ramos do circuito que estiverem ligados em paralelo com a fonte, serão</p><p>alimentados com o mesmo valor de tensão. Um exemplo de associação de</p><p>resistores em paralelo é mostrado na figura a seguir:</p><p>Nos circuitos em paralelo, a resistência equivalente é calculada como a soma dos</p><p>inversos de todas as resistências que compõem o circuito elétrico, conforme a</p><p>equação a seguir: 1</p><p>Requivalente</p><p>=</p><p>1</p><p>R1</p><p>+</p><p>1</p><p>R2</p><p>+</p><p>1</p><p>R3</p><p>A título de exemplificação, considere o circuito puramente resistivo em paralelo</p><p>mostrado na figura abaixo:</p><p>Considere que a fonte de alimentação forneça 10𝑉 𝑑e tensão e que os valores</p><p>das resistências sejam 𝑅1 = 3Ω,𝑅2 = 6Ω 𝑒 𝑅3 = 1Ω. Os principais cálculos para</p><p>se realizar a análise do circuito apresentado são:</p><p>CÁLCULO DA RESISTÊNCIA EQUIVALENTE</p><p>1</p><p>Requiv𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒</p><p>=</p><p>1</p><p>3</p><p>+</p><p>1</p><p>6</p><p>+</p><p>1</p><p>1</p><p>Requivalente = 0,6666 Ω</p><p>CÁLCULO DA CORRENTE ELÉTRICA TOTAL DO CIRCUITO (CORRENTE</p><p>FORNECIDA PELA FONTE).</p><p>I = V/Requivalente</p><p>I = 10V/0,666Ω</p><p>𝐈 = 𝟏𝟓𝐀</p><p>𝐂𝐨𝐫𝐫𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐞𝐥é𝐭𝐫𝐢𝐜𝐚 𝐞𝐦 𝐜𝐚𝐝𝐚 𝐫𝐞𝐬𝐢𝐬𝐭𝐨𝐫 𝐬𝐞𝐫á:</p><p>I1 = V/R1 I1 = 10V/3Ω I1 = 3,33A</p><p>I2 = V/R2 I2 = 10V/6Ω I2 = 1,666A</p><p>I3 = V/R3 I3 = 10V/1Ω I3 = 10A</p><p>CÁLCULO DA TENSÃO EM CADA RESISTOR</p><p>Como todos os resistores estão ligados em paralelo com a fonte, estes estão</p><p>submetidos a mesma tensão.</p><p>V1 = V2 = V3 = Vfonte = 10V</p><p>CÁLCULO DA POTÊNCIA DISSIPADA EM CADA RESISTOR</p><p>P = V. I</p>