Circuito elétrico

Um circuito elétrico é a junção de elementos elétricos, como resistores fontes de tensão e outros com o objetivo de formar um caminho fechado para a corrente elétrica. Se a fonte não estiver ligada ao circuito não haverá nenhuma movimentação de portadores de carga, mas se a fonte for ativada os portadores de carga serão transferidos do terminal negativo (baixa energia potencial elétrica) para um positivo (alto potencial elétrico potencial). Pode-se, então, definir matematicamente a força eletromotriz pela seguinte formula:

E=dW/dq, (definição de E)

Onde:

E=força eletromotriz (f.e.m.)

dW= trabalho

dq = carga elétrica

Unidade de medida no SI= Volt(V)

Ou seja, a força eletromotriz de uma fonte é o trabalho por unidade de carga que a fonte realiza para transferir cargas do terminal de baixo potencial para o terminal de alto potencial. Uma fonte de tensão ideal é a que não apresenta nenhuma resistência, aqui representada pela letra(R), a passagem das cargas de um terminal para o outro. Já uma fonte de tensão real é aquela que possui uma resistência interna que irá se opor a passagem de cargas, ou seja, quando um circuito está ligado a uma fonte, a diferença de potencial será menor do que a força eletromotriz. Quando um circuito recebe energia de uma fonte ele pode transferir essa energia dos portadores de carga para outros dispositivos do circuito.

Para o estudo dos circuitos elétricos é importante o entendimento de duas regras: Regra dos nós e regra das malhas. Mas antes, definem-se dois termos importantes, nó e malha: Um nó em uma rede é um ponto onde três ou mais condutores estão ligados. Uma malha é qualquer caminho fechado. A regra dos Nós afirma que a soma das correntes que entram em um nó é igual à soma das correntes que saem do nós. Essa regra é uma consequência da conservação da carga total existente no circuito, ou seja, não existe acumulação de cargas nos nós.

E a regra das malhas diz que a variação de potencial encontrada ao percorrer uma malha fechada é sempre zero. Ela é uma generalização do principio da conservação da energia em um circuito fechado.

Acrescentar aqui o 6,7,8 e 9 slide do Circuitos(eles contém formulas)

Essas regras são conhecidas como primeira e segunda regra de kirchhoff, respectivamente.

Para se estudar os circuitos mais complexos é necessário saber de duas outras regras que ajudam a calcular a diferença de potencial que são produzidas pelos dispositivos encontrados ao longo do circuito. A primeira é a regra das resistências: atravessando um resistor no sentido da corrente, a variação de potencial pode ser definida por: --iR, onde i representa a corrente elétrica e R a resistência, e no sentido contrario +iR. A segunda é a regra das fontes: atravessando uma fonte ideal da extremidade negativa para a positiva, a variação do potencial +E e no sentido contrario é –E.

Em condutores não ideais existe uma resistência à passagem de corrente, esse efeito de resistência é representado pelos resistores. A associação desses resistores é conveniente em vários sistemas, quando é necessário alcançar um nível de resistência onde um só resistor não é suficiente. A resistência em Série acontece quando dois ou mais resistores são conectados em sequência. Neste caso, a corrente i é a mesma que passa por cada um dos resistores.

Vamos assumir que o conjunto de resistores do circuito foram submetido a uma diferença de potencial V e que todas as outras resistência do circuito podem ser ignoradas. De acordo com a lei de Ohm, a diferença de potencial entre os terminais de cada resistor é V1=iR1, V2 =iR2 e V3 =iR3.

Estando os resistores conectados em série a conservação de energia estabelece que voltagem V é a soma das voltagens V1, V2 e V3. Então,

onde R é a resistência equivalente deste circuito, representada por

Ou seja, a resistência equivalente é igual a soma direta das resistência em separado, isto é;

(n resistências em serie)

Observa-se que quando mais resistência é introduzida no circuito, menor será a corrente no circuito, supondo que a ddp (V) aplicada, se mantenha constante. Isto é uma consequência direta da lei de Ohm.

Para determinar