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O CIRCUITO ELÉTRICO 1. A eletricidade e usada para gerar os mais diversos efeitos: movimentar, aquecer, resfriar, iluminar etc. Embora os efeitos sejam diferentes e bem diversificados, todos os seus usos tem um ponto em comum: todos acontecem a partir do circuito elétrico. a) Defina o que é um circuito elétrico e com acontece a corrente elétrica. Um circuito elétrico é um sistema fechado formado por elementos interligados que permitem o fluxo de cargas elétricas sob a ação de uma diferença de potencial. Para sua existência, é necessário ao menos uma fonte geradora (responsável por estabelecer a tensão elétrica), um meio condutor (que oferece caminho de baixa resistência) e, geralmente, uma carga (elemento que consome energia elétrica, convertendo-a em outra forma, como luz, calor ou movimento). A corrente elétrica ocorre quando há um campo elétrico estabelecido pela fonte no interior do condutor, promovendo o movimento ordenado de cargas elétricas. Em condutores metálicos, os portadores de carga são elétrons livres, que se deslocam em sentido oposto ao da corrente elétrica convencional. A intensidade de corrente 𝐼 é dada pela relação: 𝐼 = 𝑑𝑞 𝑑𝑡 em que q é a carga elétrica que atravessa a seção do condutor no intervalo de tempo t. A magnitude da corrente depende da tensão aplicada e da impedância total do circuito, sendo descrita pela Lei de Ohm: 𝐼 = 𝑉 𝑅 no caso de corrente contínua e elementos puramente resistivos. b) Exemplifique a formação de um circuito elétrico comentando sobre todos componentes (Carga, Condutor e Fonte geradora). Se possível acrescentar imagens. Um circuito elétrico simples pode ser formado pela interligação de uma fonte geradora, um condutor e uma carga, configurando um caminho fechado para a circulação da corrente elétrica. • Fonte geradora: componente que fornece a diferença de potencial (tensão) necessária para o deslocamento das cargas elétricas. Pode ser uma bateria, pilha ou fonte de alimentação. • Condutor: elemento que realiza a conexão elétrica entre a fonte e a carga, permitindo a passagem da corrente. Geralmente é fabricado em cobre devido à sua alta condutividade. • Carga: dispositivo que consome energia elétrica, convertendo-a em outra forma de energia, como luz (lâmpada), calor (resistor) ou movimento (motor). No funcionamento, ao fechar o circuito, a fonte estabelece um campo elétrico no condutor, que força o movimento dos elétrons livres. Estes atravessam a carga, onde a energia elétrica é transformada, retornando à fonte para reiniciar o ciclo, exemplo da Figura 1. Figura 1 - Exemplo de circuito elétrico Fonte: Autoria própria (2025) c) Descreva sobre a necessidade e utilização de interruptores nos circuitos elétricos O interruptor é um dispositivo de comando utilizado para abrir ou fechar o circuito elétrico de forma controlada. Sua função principal é permitir ou interromper o fluxo de corrente elétrica sem a necessidade de desconectar fisicamente os condutores. A utilização de interruptores é fundamental por motivos de segurança, operação e manutenção. Em aplicações residenciais, comerciais e industriais, possibilitam acionar cargas como lâmpadas, motores e equipamentos diversos de maneira prática. Além disso, atuam como proteção adicional, permitindo isolar partes do circuito em caso de falhas ou para intervenções técnicas. Em termos construtivos, os interruptores podem ser unipolares, bipolares ou multipolares, de acordo com o número de polos e contatos que controlam. Sua especificação deve considerar a tensão e corrente nominal do circuito, garantindo compatibilidade e evitando sobreaquecimento ou desgaste prematuro. SIMBOLOGIA DOS COMPONENTES 2. a) Dê os nomes dos componentes de acordo com cada figura da imagem a esquerda Fio condutor Junção de condutores sem conexão elétrica (cruzamento) Junção de condutores com conexão elétrica (emenda) Fonte de tensão contínua (pilha) Lâmpada incandescente Interruptor simples (aberto) b) Cite quando existir as letras que representam cada componente citados anteriormente. Na simbologia usual de diagramas elétricos, as letras podem variar conforme a norma adotada, mas de acordo com padrões mais comuns: • Fio condutor reto → Não possui letra específica, representado graficamente. • Junção sem conexão → Não possui letra específica, apenas o símbolo. • Junção com conexão → Não possui letra específica, apenas o ponto no cruzamento. • Fonte de tensão contínua (pilha) → Geralmente indicada por V (tensão) ou designação da fonte, como B1 (bateria). • Lâmpada → Indicada por L (ex.: L1, L2). • Interruptor → Indicada por S (ex.: S1, S2). TIPOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 3. Dependendo da maneira como os componentes de um circuito são ligados entre si, eles podem ser classificados de modos diferentes. Descreva sobre cada tipo de circuito, se possível dando exemplo e mostrando com imagens. a) Em série Nesse tipo de circuito, todos os componentes são interligados em sequência, compartilhando o mesmo caminho para a corrente elétrica, assim como mostra a Figura 2. Figura 2 - Exemplo de circuito em série Fonte: Museu das comunicações (2025) A corrente é igual em todos os pontos, mas a tensão é distribuída entre os elementos conforme suas características. É aplicado, por exemplo, em dispositivos simples de controle, onde todos os componentes dependem uns dos outros para funcionamento. b) Em paralelo Os componentes são conectados de forma que cada um possua seu próprio caminho ligado diretamente à fonte. Todos recebem a mesma tensão, enquanto a corrente se divide proporcionalmente à resistência de cada ramo, assim como mostra a Figura 3. Figura 3 - Exemplo de circuito em paralelo Fonte: Fernandes (2022) É muito utilizado em instalações prediais, permitindo que o desligamento de um equipamento não afete os demais. c) Misto Reúne, no mesmo sistema, trechos com ligação em série e outros em paralelo. Essa configuração permite ajustar a distribuição de tensão e corrente de acordo com a função de cada parte do circuito, evidenciado pela Figura 4. Figura 4 - Exemplo de circuito misto Fonte: IfSul (2024) É muito aplicado em sistemas de iluminação de grandes ambientes, onde grupos de lâmpadas são ligados em paralelo, mas esses grupos estão conectados em série com outros elementos de controle. ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIAS 4. Por sua presença constante nos circuitos, e muito importante conhecer os tipos e as características das associações de resistências, que são à base de qualquer conjunto de componentes, de aparelho ou de máquina que funcione com a utilização de circuitos eletroeletrônicos. Em relação a associação de resistência explique: a) O que são terminais São as extremidades condutoras de um componente elétrico ou eletrônico, utilizadas para conexão com outros elementos do circuito. Podem ser parafusos, pinos, fios ou bornes, e permitem a passagem de corrente elétrica para dentro ou fora do dispositivo. b) Pontos de interligações São locais do circuito onde dois ou mais condutores ou terminais se conectam eletricamente. Esses pontos podem representar conexões físicas, como soldas, conectores ou bornes, e são fundamentais para manter a continuidade elétrica no sistema. c) Ramo ou Braço Corresponde a um trecho do circuito compreendido entre dois pontos de interligação, contendo um ou mais componentes. Em um diagrama, cada ramo transporta uma fração da corrente total, dependendo de sua impedância. d) Malha É qualquer caminho fechado existente em um circuito elétrico, formado pela ligação de diversos ramos. Pela Lei das Malhas (Kirchhoff), a soma algébrica das tensões em uma malha é igual a zero, refletindo oequilíbrio de energia. • Além disso, temos de saber também que, apesar do número de associações diferentes que se pode fazer no circuito, todas podem ser classificadas a partir de três designações básicas. Descreva sobre: a) Associação em série As resistências são conectadas uma após a outra, em um único caminho para a corrente elétrica. A corrente tem o mesmo valor em todos os elementos, enquanto a tensão da fonte se divide proporcionalmente entre eles. É comum em circuitos simples de controle e sinalização. b) Associação em paralelo As resistências são ligadas em ramos independentes, todos recebendo a mesma tensão da fonte. A corrente total do circuito é dividida entre os ramos, de acordo com o valor de cada resistência. É muito utilizada em instalações elétricas que exigem funcionamento independente dos dispositivos. c) Associação mista Combina ligações em série e paralelo em um mesmo circuito. É empregada quando se deseja distribuir corrente e tensão de maneira diferenciada entre partes do sistema, como em iluminação de grandes ambientes e painéis de comando. CÁLCULO DA RESISTÊNCIA EQUIVALENTE 5. Como podemos calcular a resistência equivalente em série, paralelo e mista. Mostre as fórmulas. a) Série 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 … b) Paralelo 1 𝑅𝑒𝑞 = 1 𝑅1 + 1 𝑅2 + 1 𝑅3 … c) Mista • Identificar os grupos em série e em paralelo. • Calcular a resistência equivalente de cada grupo simples. • Repetir o processo até obter a resistência total do circuito. 6. Usando a associação em paralelo a seguir, em que os valores das resistências são: R1 = 10 Ω, R2 = 25 Ω, R3 = 20 Ω. Calcule a resistência equivalente. Dados: • R1 = 10 Ω • R2 = 25 Ω • R3 = 20 Ω Utilizando-se a fórmula: 1 𝑅𝑒𝑞 = 1 𝑅1 + 1 𝑅2 + 1 𝑅3 Substituindo os valores: 1 𝑅𝑒𝑞 = 1 10 + 1 25 + 1 20 1 𝑅𝑒𝑞 = 0,1 + 0,04 + 0,05 → 1 𝑅𝑒𝑞 = 0,19 𝑅𝑒𝑞 = 5,26 Ω Assim, a resistência equivalente é aproximadamente 5,26 Ω. PRIMEIRA LEI DE OHM 7. Descreva sobre a primeira Lei OHM, fale sobre cada valor envolvido (Corrente, Tensão e Resistência). A Primeira Lei de Ohm estabelece a relação entre tensão elétrica (V), corrente elétrica (I) e resistência elétrica (R) em um condutor ôhmico, expressa pela fórmula: 𝑉 = 𝑅. 𝐼 Essa lei afirma que a corrente que atravessa um condutor é diretamente proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à resistência do material. • Tensão (V): também chamada de diferença de potencial, é a força que impulsiona as cargas elétricas no circuito. É medida em volts (V) e fornecida pela fonte elétrica. • Corrente (I): é o fluxo ordenado de cargas elétricas através de um condutor, medido em ampères (A). Depende diretamente da tensão aplicada e da resistência encontrada. • Resistência (R): é a oposição que o material oferece à passagem da corrente elétrica, medida em ohms (Ω). Quanto maior a resistência, menor será a corrente para uma mesma tensão aplicada. Essa lei é fundamental para análise e dimensionamento de circuitos elétricos e eletrônicos. 8. Vamos supor que uma lâmpada utilize uma alimentação de 6 V e tem 120 Ω de resistência. Qual será o valor da corrente que circula pela lâmpada quando ligada? Dados: • Tensão da fonte V = 6 V • Resistência da lâmpada R = 120 Ω Utilizando-se a fórmula: 𝑉 = 𝑅. 𝐼 Substituindo os valores: 6 = 120. 𝐼 𝐼 = 6 120 𝐼 = 0,05 𝐴 Conversão: 0,05 A = 50 mA. Assim, a corrente que circula pela lâmpada é igual a 0,05 A (50 mA).