ANÁLISE DE CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS_U2_SLIDES

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ANÁLISE DE CIRCUITOS ELETROELETRÔNICOS
Unidade 2
FABIANA MATOS DA SILVA
 
Unidade 2 | Introdução
Nesta unidade você irá entender as Leis de Kirchhoff em circuitos elétricos, avaliando sua fenomenologia, o método de análise de malhas em circuitos elétricos, os teoremas de Thevenin e Norton e as múltiplas fontes de tensão em circuitos elétricos.
Unidade 2 | Competências
Entender e aplicar as Leis de Kirchhoff em circuitos elétricos, avaliando sua fenomenologia.
Aplicar o método de análise de malhas em circuitos elétricos.
Compreender os teoremas de Thévenin e Norton no contexto dos circuitos elétricos e suas aplicações.
Aplicar múltiplas fontes de tensão em circuitos elétricos, avaliando sua repercussão em termos de tensão, corrente e resistividade.
1. Leis de Kirchhoff em circuitos elétricos
Ao término deste capítulo você será capaz de entender e aplicar as Leis de Kirchhoff em circuitos elétricos, avaliando sua fenomenologia. 
1.1 Gustav Kirchhoff
Kirchhoff descobriu que a radiação, ao atravessar um gás, absorve o comprimento de onda que emitiria se o gás fosse aquecido. Ele usou essa descoberta mais tarde para fundamentar as riscas no espectro solar (linhas do espectro de Fraunhofer). 
Fonte: Wikimedia Commons.
Figura 1 - Gustav Kerchhoff
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/w/index.php?search=kirchhoff&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image
De acordo com as Leis de Kirchoff, a soma de todas as correntes que chegam a um nó do circuito deve ser igual à soma de todas as correntes que deixam esse mesmo nó. Essa lei é uma consequência do princípio de conservação da carga elétrica.
Figura 2 - Divisão das correntes
Fonte: Wikimedia Commons.
1.2 Primeira Lei de Kirchhoff
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/w/index.php?search=kirchhoff&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image
A 2ª Lei de Kirchhoff, também conhecida como Lei das Malhas ou Lei das Tensões de Kirchhoff, refere-se à forma como a tensão se distribui nos circuitos em série. Isso faz que seja necessário reconhecer as características do circuito em série.
Fonte: Elaborado pela autora (2022).
Figura 3 - Circuito em série 
1.3 Segunda Lei de Kirchhoff
2. Análise de malhas em circuitos elétricos
Ao término deste capítulo você será capaz de aplicar o método de análise de malhas em circuitos elétricos. 
2.1 Métodos de malhas
O método das malhas é um método que permite conseguir a corrente em cada uma das malhas de um circuito. Uma malha é um caminho fechado cuja particularidade reside no fato de não existir no seu interior outro caminho também fechado. 
Figura 4 - Malhas de um circuito
Fonte: Elaborado pela autora (2022).
As correntes nas malhas não coincidem necessariamente com as correntes nos componentes do circuito, podendo ser obtidas por adição ou subtração daquelas. 
Figura 5 - Análise das Malhas
Fonte: Elaborado pela autora (2022).
Para facilitar a análise usando as Leis de Kirchhoff, estabelece-se uma sequência de ações: define-se o sentido da corrente nos ramos existentes, anota-se as equações relativas à Lei dos Nós e Lei das Malhas e une-se as equações obtidas por essas Leis.
A vantagem de usar esta técnica é que ela cria um sistema de equações para resolver o circuito, minimizando, em alguns casos, o processo para achar uma tensão ou uma corrente de um circuito
Figura 6 - Malhas
Fonte: Elaborado pela autora (2022).
3. Teoremas de Thévenin e Norton para circuitos elétricos
Ao término deste capítulo você será capaz compreender os teoremas de Thévenin e Norton no contexto dos circuitos elétricos e suas aplicações. 
3.1 Teorema de Thévenin
O teorema de Thévenin consiste basicamente na simplificação de circuitos complexos, chegando a um resistor equivalente e chegando aos valores de tensão e de corrente.
Figura 7 - Thévenin
Fonte: Wikimedia Commons.
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/w/index.php?search=thevenin&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image
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Durante a utilização desse teorema, todo circuito com dois terminais de saída pode ser substituído por um circuito equivalente, composto por uma fonte de tensão em série com uma resistência equivalente. 
 O Teorema de Thévenin estipula que os circuitos de dois terminais podem ser simplificados por um circuito equivalente com uma fonte de tensão em série com um resistor.
Figura 8 - Circuito Thévenin
Fonte: Wikimedia Commons.
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/w/index.php?search=thevenin&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image
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3.2 Teorema de Norton
O fundamento do teorema de Norton estabelece que todo circuito de corrente contínua linear bilateral de dois terminais pode ser convertido em um circuito equivalente, onde a fonte de tensão é colocada em paralelo com um resistor.
Figura 9 - Circuito Norton
Fonte: Wikimedia Commons.
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/w/index.php?search=teorema+norton&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image
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 Neste teorema, para obter a resistência equivalente é utilizado o mesmo método de Thévenin. Uma opção é converter o circuito equivalente de Thévenin em Norton simplesmente usando o método de conversão de fontes.
Figura 10 - Teorema de Norton
Fonte: Wikimedia Commons.
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/wiki/File:Norton_theorem_demo.svg
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4. Circuitos com fontes de tensão
Ao término deste capítulo você será capaz de aplicar múltiplas fontes de tensão em circuitos elétricos, avaliando sua repercussão em termos de tensão, corrente e resistividade.
4.1 Fontes de tensão
As fontes de tensão são elementos que têm a capacidade de absorção ou fornecimento de energia a circuitos, mantendo constante a diferença de potencial entre seus terminais, independentemente da corrente que circular pela fonte. 
Figura 11 - Símbolo da fonte de tensão
Fonte: Wikimedia Commons.
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/wiki/File:Voltage_Source.svg
4.2 Associação em série
Durante a realização da associação das fontes de tensão em série, conecta-se um polo positivo a um polo negativo, fazendo com que as cargas se somem e componham o total.
Figura 12 - Fontes de Tensão
Fonte: Elaborado pela autora (2022).
4.3 Ligação paralela
Para a associação em paralelo, os polos são conectados aos seus semelhantes, ou seja, positivos com positivos e negativos com negativos. Esse tipo de associação resulta em uma mesma tensão, mas haverá um somatório das correntes.
Figura 13 - Associação de paralelos
Fonte: Elaborado pela autora (2022).
4.4 Teoria da superposição
O teorema da superposição é destinado para análise de circuitos elétricos. Ele declara que em um circuito linear com várias fontes a corrente e a tensão são a somatória das correntes e tensões produzidas por cada fonte que age de maneira independente.
Figura 14 - Circuito com mais de uma Fonte
Fonte: Wikimedia Commons.
https://Wikimedia Commons (2022).wikimedia.org/w/index.php?search=fontes+tens%C3%A3o&title=Special:MediaSearch&go=Go&type=image
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