ELETRODINÂMICA E ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS

Apresentação em tema: "ELETRODINÂMICA E ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS"— Transcrição da apresentação:

1 ELETRODINÂMICA E ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS
Circuitos elétricos a (aula 3) ELETRODINÂMICA E ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS Professor: Paulo Cícero Fritzen

2 ELETRODINÂMICA - CORRENTE ELÉTRICA
Estuda o movimento das cargas elétricas - Corrente elétrica O fluxo de elétrons em um condutor metálico em equilíbrio eletrostático (EE) é aleatório, não possuindo, em média, nenhum deslocamento contínuo ao longo do condutor (EE - o campo elétrico no interior do condutor é nulo) Para haver um fluxo de elétrons diferente de zero (corrente elétrica) é necessário estabelecer um campo elétrico no interior do condutor (isso pode ser feito ligando uma pilha nas extremidades do mesmo) Pilha – ddp nas extremidades e, conseqüentemente, vai produzir um campo elétrico no interior do condutor:

3 ELETRODINÂMICA - CORRENTE ELÉTRICA
Nota: Se o campo externo é sempre no mesmo sentido, obtemos uma Corrente Contínua. Porém se invertemos periodicamente o sentido do campo, temos uma Corrente Alternada A corrente elétrica através da área com seção reta “A” é igual ao fluxo total das cargas através dessa área por unidade de tempo Unidade Ampère (A)

4 Corrente elétrica Convencionamos que o sentido da corrente é do movimento das cargas positivas (corrente elétrica não e vetor é uma grandeza escalar) Nota: para existir uma corrente em um condutor, além de se estabelecer uma campo elétrico no seu interior, é necessário uma trajetória fechada ou circuito completo + - ddp I

5 Força Eletromotriz (F.E.M)
f.e.m. - é o agente externo que faz a corrente fluir do potencial mais baixo para um mais elevado Nota: apesar do nome, fisicamente a f.e.m. representa o trabalho por unidade de carga realizado pelas forças da fonte, na transformação de alguma forma de energia em energia elétrica Unidade:

6 Força Eletromotriz e circuito
Fonte de força eletromotriz Qualquer dispositivo capaz de manter uma diferença de potencial entre os terminais de um condutor (bateria, gerador, etc.) + - ddp I

7 ENERGIA E POTÊNCIA EM CIRCUITOS ELÉTRICOS
Transferência de energia em um circuito elétrico Caixa preta - caixa de 2 terminais cujo conteúdo é desconhecido a b + - v I Temos uma ddp nos terminais “a” e “b”  Temos corrente fluindo p/ caixa - Va > Vb + -

8 ENERGIA E POTÊNCIA EM CIRCUITOS ELÉTRICOS
Considerando que uma carga “dq” atravessa a caixa de “a” para “b” sua energia potencial elétrica terá diminuído de: “dU = dq Vab” (trabalho realizado W=qV ) Num intervalo de tempo “dt”, a energia transferida para dentro da caixa é:

9 ENERGIA E POTÊNCIA EM CIRCUITOS ELÉTRICOS
Dividindo a equação anterior por dt temos a taxa com a qual o restante do circuito fornece energia p/ caixa Essa variação recebe o nome de Potência Elétrica Nota: pode acontecer que o potencial de “b” seja maior que o de “a”, então uma carga “dq” que atravessa a caixa de “a” para “b” terá aumentado a sua energia potencial . Existe uma transferência de energia líquida para fora da caixa (o elemento na caixa está atuando como uma fonte que fornece energia para o circuito) Unidade: Watts (W)

10 ENERGIA E POTÊNCIA EM CIRCUITOS ELÉTRICOS
As quantidades “v” e “i” são geralmente funções do tempo, neste caso escrevemos “v(t)” e “i(t)”. Assim, a potência “p” é também função do tempo. Algumas vezes é chamada de potência instantânea “p(t)”, porque o seu valor é referente ao instante de tempo no qual “v(t)” e “i(t)” são medidos

11 Elementos dos Circuitos Elétricos
Elementos Passivos Elementos Ativos Em relação ao fluxo de Energia

12 Elementos dos Circuitos Elétricos
Elementos Passivos: recebem energia do circuito  a energia total entregue a ele pelo resto do circuito é sempre positiva (energia absorvida pelo elemento) Ex.: resistores, indutores, capacitores, transformadores, etc. (I)

13 Elementos dos Circuitos Elétricos
Elementos Ativos: a equação ( I ) não se mantém por todo o tempo (a energia é fornecida por eles) Podemos dizer também que os ativos são componentes que permitem ou uma amplificação ou uma modificação fundamental em “ i ”, “ v ” e/ou potência. Ex.: Geradores, baterias e circuitos eletrônicos que requerem uma fonte de alimentação (Amplificador operacional, circuitos integrados de uma forma geral)

14 Circuitos elétricos a (aula 3) ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELÉTRICOS
FONTES DE TENSÃO FONTES DE CORRENTE

15 Circuitos elétricos a (aula 3)
Fonte de Tensão Independente (ideal): Elemento de dois terminais, como uma bateria ou gerador, que mantém uma dada tensão entre os seus terminais “A tensão é completamente independente da corrente fornecida” Símbolo: ou (CC – CA) (CC)

16 Circuitos elétricos a (aula 3)
Fonte de Tensão Prática (real): a Vab Vab = V – r . i

17 Circuitos elétricos a (aula 3)
Fonte de Corrente Independente (ideal): “O valor da corrente ‘i’ independe da tensão sobre o elemento.” Símbolo:

18 Circuitos elétricos a (aula 3)
Fonte Prática de Corrente (real):

19 Circuitos elétricos a (aula 3)
Potência Absorvida: P = V.I Corrente que entra no terminal positivo “+”.

20 ET73F – Circuitos Elétricos A
Professor: Dr. Paulo Cícero Fritzen