PSI3012 – Introdução à Eletricidade e Eletrônica Profa. Roseli de Deus Lopes 2o. sem. 2014 Aula 3.

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1 PSI3012 – Introdução à Eletricidade e Eletrônica Profa. Roseli de Deus Lopes 2o. sem. 2014 Aula 3

2 Conceitos Básicos e bipolos elementares (continuação) Carga, Corrente, Tensão, Energia, Potência Bipolos: R, L, C e geradores independentes

3 Carga Elétrica: q(t) carga do elétron: 1,602. 10 -19 Coulombs 1 Coulomb = 1 A x 1s = 1 F x 1V = carga de 6,24.10 18 elétrons Corrente elétrica através de uma superfície (por exemplo, a seção transversal de um condutor) valor médio: valor instantâneo:

4 Durante o intervalo dt, o bipolo é atravessado pela carga elétrica: dq(t) = i(t) dt A passagem desta carga, transfere para o bipolo uma energia: dw(t) = v(t) dq(t) Tensão elétrica ou voltagem entre os terminais do bipolo: v(t) = dw(t) / dq(t) volts 1 volt = 1 Joule / coulomb A voltagem ou DDP é a energia necessária para mover uma carga unitária em um percurso, medida em volts (V)

5 Potência elétrica e energia num bipolo potência instantânea (absorvida ou fornecida):  energia elétrica (recebida ou fornecida) Quilowatts-hora (kWh), 1 kWh é a energia correspondente a 1KW agindo durante 1 h, logo 1kWh = 3,6.10 6 joules

6 Exercícios 1)Uma bateria de carga típica (12V) pode armazenar uma carga de 2.10 5 C. Qual a quantidade de energia que esta representa? 2)Qual a corrente através de uma lâmpada de 120 V, 100 W, quando a mesma está acesa?

7 Exercícios 3)Um gravador portátil opera com 2 baterias de 1,5V cada (ligadas em série) ambas armazenando juntas 3000J de energia quando novas. a)Qual a carga total destas baterias novas? b)Quanto tempo vão durar as baterias se o gravador for utilizado para gravar drenando uma corrente de 25mA? Qual a potência dissipada? c)Quanto tempo vão durar as baterias se o gravador for utilizado para rebobinar fitas, drenando uma corrente de 10mA? Qual a potência nesse caso?

8 Exercícios 4)Dois circuitos A e B estão conectados conforme a figura abaixo. Para cada par de valores v e i indicados, calcule a potência nos terminais de interconexão e determine se a potência está fluindo de A para B ou de B para A. i (A)v (V)p (W)A  B ou B  A 5120 -8250 16-150 -10-480 A B i v

9 Exercícios 5)Através de um dispositivo, em regime estacionário, passam por segundo 5. 10 17 elétrons da esquerda para a direita. Qual será o módulo da corrente medida por um miliamperímetro ligado em série com esse dispositivo?

10 Exercícios 6)Uma linha de transmissão de corrente contínua de alta tensão entre as cidades A e B opera com uma tensão de 800kV e uma corrente de 1800 A, como indicado na figura. Calcule a potência (em MW) na cidade A e indique o fluxo de potência. A B 1,8kA 800kV + -

11 Exercícios 7)Considerando o circuito a seguir e que v(t) é uma onda quadrada que varia de -5V a 5V, com período de 500ms. Esboce as formas de onda de v(t), i(t), p(t) e w(t). R = 5K Ohms

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18 Voltímetro aparelho para medida de tensão elétrica ou voltagem Voltímetro ideal  resistência infinita, não altera o comporamento dos circuitos em que for ligado.

19 Bipolo elétrico: Dispositivo com 2 terminais acessíveis através dos quais pode fluir uma corrente elétrica. Em qualquer instante a corrente que entra por um dos terminais deve ser igual à que sai pelo outro terminal  i (t) = i’(t) v (t) = v A (t) – v B (t)

20 Não introduzem energia de forma continuada no sistema Introduzem energia elétrica no sistema

21 Bipolos Elementares

22 Resistores Resistores são componentes eletrônicos cuja principal finalidade é controlar a passagem de corrente elétrica. Denomina-se resistor todo condutor, no qual a energia elétrica consumida é transformada exclusivamente em energia térmica.

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25 2a. Lei de Ohm R: valor da resistência (Ω) ρ: resistividade do material (Ω.m) L: comprimento do material (m) A: área da secção transversal (m 2 )

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64 Referências L. Q. Orsini, D. Consoni, Curso de Circuitos Elétricos – volume 1, 2a. Ed. Editora Edgard Blucher Ltda, 2002. Slides da disciplina PSI2211 – Circuitos Elétricos I Slides da disciplina PSI2221 – Práticas de Eletricidade e Eletrônica