Circuitos elétricos

CENTRO DE ENSINO SUPERIOR

DE CONSELHEIRO LAFAIETE / MG

ENGENHARIA ELÉTRICA

NOTAS DE AULA

CIRCUITOS ELÉTRICOS II – 5º P

PROFESSOR : PAULO ROGÉRIO PINHEIRO NAZARETH

ALUNO(A): ....................................................................................................

Capítulo I – CIRCUITOS RESISTIVOS (Revisão)

I.1- CONCEITOS BÁSICOS

Todo circuito elétrico contém elementos ativos e passivos. Os elementos ativos são as fontes de tensão e de corrente podendo estas serem independentes ou controladas. Os elementos passivos são as resistências, as indutâncias e as capacitâncias.

a)Fonte de tensão independente ideal.

É um elemento capaz de manter uma tensão em seus terminais independente da corrente retirada dos mesmos.

b)Fonte de corrente independente ideal.

É um elemento capaz de manter uma corrente em seus terminais independente da tensão terminal.

c)Fonte de tensão controlada.

É um elemento cuja tensão terminal depende de uma tensão ou corrente em outra parte do circuito.

c.1)Fonte de tensão controlada por tensão.

c.2)Fonte de tensão controlada por corrente.

d)Fonte de corrente controlada.

É um elemento cuja corrente fornecida depende de uma tensão ou corrente em outra parte do circuito.

d.1)Fonte de corrente controlada por tensão.

d.2)Fonte de corrente controlada por corrente.

e)Elementos Passivos.

São elementos que recebem energia dos elementos ativos e dissipam-na na forma de calor ou armazenam esta energia na forma de campo elétrico ou magnético.

e.1)Resistência.

Dissipa energia na forma de calor.

e.2)Capacitância.

Armazena energia na polarização do dielétrico através do campo elétrico.

e.3)Indutância.

Armazena energia em campo magnético.

I.2- CORRENTE, TENSÃO, POTÊNCIA e ENERGIA.

a)Corrente: É um fluxo de cargas que passam por um plano de referência na unidade de tempo.

Considere a seção de condutor dada abaixo:

A corrente é convencionalmente positiva, se cargas positivas se movem no mesmo sentido da seta, ou negativa em sentido contrário. Logo, i’ = - i.

b)Tensão: É a quantidade de energia fornecida ou absorvida por unidade de carga, ao atravessar um elemento ativo ou passivo respectivamente.

A ponta da seta de tensão indica o potencial mais alto.

c)Potência: É a energia fornecida ou absorvida por um elemento na unidade de tempo.

Temos que , ou ainda , logo;

, onde

d)Energia: A energia fornecida ou absorvida por um elemento de circuito durante um intervalo de tempo como por exemplo de t0 até t, será:

Logo, toda energia fornecida ou absorvida, será:

Aplicações:

1-No circuito abaixo, determine com que taxa a energia é dissipada para o meio ambiente, na resistência.

2-Calcule a potência dissipada na resistência do circuito abaixo.

3-Determine a expressão para a energia dissipada na resistência do exercício anterior, até o instante t. Suponha t0 = 0 ; w(t0) = 0.

4-Se e(t) = 2cos10t e i(t) = 3cos10t na figura abaixo, dê uma expressão para a potência fornecida ao elemento de circuito. Quanta energia será fornecida para o intervalo 0 < t < 2π/10? Qual é a potência média fornecida durante este tempo?

I.3-LEIS DE KIRCHHOFF

I.3.1-Conceito de NÓ e RAMO.

NÓ → é o ponto de ligação de dois ou mais elementos.

RAMO → é qualquer elemento de dois terminais ligado entre dois NÓS.

Exemplos:

I.3.2-Primeira Lei de Kirchhoff (Conservação da carga).

Qualquer carga que entra em um NÓ, deve deixá-lo, isto é, a soma algébrica das correntes que chegam e que saem de um NÓ é zero.

I.3.3-Segunda Lei de Kirchhoff (Conservação da energia).

A soma algébrica das tensões em qualquer percurso fechado é zero.

Aplicações:

1-Determine a tensão eAB no circuito dado: