Tatu Entrou No Buraco

Introdução

Os circuitos elétricos constituídos por resistências são amplamente utilizados tanto

para alimentação (polarização) por tensão ou corrente contínua como por tensão variável.

Neste capítulo será feita a revisão de circuitos alimentados por corrente contínua (abreviado

por cc) que são os circuitos constituídos por elementos resistivos alimentados por uma fonte

de tensão ou corrente contínua.

Grandezas elétricas: tensão e corrente

Diferença de potencial e tensão elétrica

A passagem de corrente elétrica num condutor resulta do movimento de elétrons de

um ponto a outro do condutor. Uma propriedade básica do elétron é a sua carga (1,6.10-19 C).

A força aplicada por uma carga sobre outra é devido ao campo elétrico produzido por aquela e

que tem a capacidade de fornecer a energia necessária para movimentar a carga. Quando uma

carga se move sob o campo elétrico de outra, trabalho deve ser fornecido. A quantidade de

trabalho por unidade de carga é chamada de diferença de potencial (ddp). Como o trabalho de

movimentação de uma carga é sempre relativo, a diferença de potencial deve ser sempre

relativa a um ponto de referência. Na maioria das vezes, sempre que nos referimos ao

potencial estamos nos referindo à diferença de potencial e omitimos o ponto de referência.

Nesses casos, admitimos implicitamente que o ponto de referência é a Terra (ou pelo menos, o

solo, que apresenta um nível de potencial relativo igual a zero) e essa referência é denominada

terra. Na língua inglesa, essa ambigüidade lingüística não ocorre, pois o terra de referência

do potencial é chamado ground (GND), enquanto que o planeta Terra é grafado earth. Esse

referencial é considerado como um absorvedouro de carga infinita, isto é, não importa qual o

nível da diferença de potencial, toda a carga que puder ser movimentada por ele será

absorvida pela Terra sem alterar as suas características elétricas. Na prática, como o nível de

potencial é finito, todo o tipo de aterramento que puder escoar a carga movimentada por uma

diferença de potencial pode ser considerado como um ponto de referência. Freqüentemente, o

estabelecimento de um referencial é desnecessário e uma conexão comum (ou de referência)

ao chassis metálico de um instrumento é suficiente para esse propósito.

Como a diferença de potencial é o trabalho realizado por unidade carga, a unidade

física de ddp é joule/coulomb. No SI, a unidade de ddp é o volt (V), de modo que,

1 volt = 1 joule/coulomb (1 V = 1 J/C)

Por causa da unidade, muitas pessoas se referem à diferença de potencial como

“voltagem”, embora essa designação não seja correta. Mais comum (e corretamente) é

expressar a ddp como tensão elétrica ou, simplesmente como tensão, que é o termo que

utilizaremos neste texto.

Fonte de tensão

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Para produzir uma tensão (ou fornecer a energia necessária para criar uma diferença de

potencial) é comum o uso de fontes de tensão. As principais fontes de tensão são os

dispositivos de conversão química de energia (pilhas e baterias), os conversores

eletromecânicos (geradores elétricos) e a fonte de tensão regulada, que é um equipamento

constituído de dispositivos eletrônicos semicondutores.

A tabela 1 lista as características de pilhas e baterias.

TABELA 1 – Características elétricas de pilhas e baterias

Bateria

Zinco-carbono Alcalina Íon Lítio Chumbo-ácido

Tipo primária primária secundária secundária

Energia (J/m3) 2 2 – 3,5 8 – 15

Tensão nominal (V) 1,5 1,5 2,8 12

Densidade de corrente 15,5 mA/cm2 31 mA/cm2

Impedância baixa muito baixa < 1 W baixa

Forma da curva de

descarga

reta inclinada reta inclinada plana plana

Aplicação geral geral dispositivos

eletrônicos

automotiva

A capacidade de uma bateria é a medida da quantidade de carga elétrica, expressa em

ampére-hora (A-h), obtida durante um ensaio de descarga com corrente constante, durante um

tempo t do regime de descarga, referido à temperatura de 25ºC, até a tensão final de descarga

por elemento. Deste modo, a capacidade é o produto da corrente em ampéres pelo tempo em

horas, corrigido para a temperatura de referência, fornecida pela bateria em determinado

regime de descarga. Para baterias automotivas chumbo-ácido de 12 V, a capacidade nominal é

definida para um regime de descarga de 10 horas, em corrente constante, à temperatura de

25ºC, até tensão final de 1,75 V por elemento.

Como elemento de circuito elétrico, as fontes de tensão utilizam a simbologia