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1 TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA CORRENTE ELÉTRICA CONTÍNUA o fluxo de eletrões passa pelo fio sempre no mesmo sentido O modo como os eletrões se movem determina.

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1 1 TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA CORRENTE ELÉTRICA CONTÍNUA o fluxo de eletrões passa pelo fio sempre no mesmo sentido O modo como os eletrões se movem determina o tipo de corrente ddp =(V A – V B ) I sentido não convencional

2 2 60 ciclos/ segundo f = 60 Hz CORRENTE ELÉTRICA ALTERNA é aquela cuja sentido e a intensidade variam periodicamete

3 3 b) Uma fonte de tensão alternada (tensão CA) inverte ou alterna periodicamente a sua polaridade. consequentemente, o sentido da corrente alterna resultante também é invertido periodicamente Formas de onda de corrente contínua e corrente alterna a) A corrente contínua (DC) é a corrente que passa através de um condutor ou de um circuito somente num sentido. diferença de potencial constante corrente elétrica constante

4 VALOR EFICAZ O valor eficaz corresponde à mesma quantidade de corrente ou tensão contínua capaz de produzir a mesma potência de aquecimento Os valores indicados nos aparelhos de medida de intensidade de corrente (amperímetro) e de tensão (voltímetro) são os respetivos valores eficazes Corrente elétrica eficazTensão elétrica eficaz O calor desenvolvido numa resistência é independente do sentido de circulação da corrente. 4 Valor eficaz da corrente elétrica é o mesmo valor de corrente contínua capaz de produzir a mesma quantidade de calor que a corrente alterna e no mesmo recetor e mesmo intervalo de tempo

5 ENERGIA ELÉTRICA E POTÊNCIA Vimos que uma bateria é usada para criar uma corrente elétrica num condutor, há uma transformação contínua da energia química na bateria em energia cinética dos eletrões e em energia interna no condutor, tendo como consequência um aumento na temperatura do condutor Análise da transferência de energia dum circuito em que uma bateria é ligada a um resistor de resistência R : Supomos que uma carga positiva Q, sai do ponto a, passando através da bateria e do resistor, e volta ao ponto a Ponto a ponto de referência em que o potencial é zero a b A energia potencial elétrica do sistema aumenta a energia química da bateria diminui da mesma quantidade. c d atravessa o resistor, e o sistema perde energia potencial elétrica durante colisões com os átomos no resistor. A energia é transformada em energia interna aumento do movimento vibracional dos átomos no resistor e da temperatura. a c e c d nenhuma transformação ocorre porque desprezamos a resistência dos fios de ligação. a b Q 5 Resultado líquido quando a carga retorna ao ponto a: parte da energia química da bateria foi para o resistor e permanece nele como energia interna associada a vibração molecular.

6 O sistema perde energia potencial elétrica quando a carga Q atravessa o resistor: Posteriormente o sistema recupera essa energia potencial, à custa da energia química da bateria, quando a carga atravessa novamente a bateria ou a qualquer outro dispositivo que transporte uma corrente elétrica I, e tem uma diferença de potencial entre os seus terminais V. Utilizando V=RI pode-se expressar a potência entregue ao resistor nas formas 66 representa a POTÊNCIA taxa de energia fornecida ao resistor transformação de energia elétrica em energia térmica. Energia perdida. Unidade SI: watt (W) que corresponde a J/s ou A potência fornecida a um resistor é frequentemente chamada de uma perda a energia dissipada no condutor é o calor Joule ou o efeito é o efeito Joule

7 7 EXEMPLO DE UM CIRCUITO ELÉTRICO sentido convencional da corrente

8 8 ELEMENTOS DE UM CIRCUITO ELÉTRICO +- I Chave Bateria

9 9 Exemplo: Uma lâmpada é classificada como sendo de 120 V / 75 W, o que significa que a sua tensão de funcionamento pretendida de 120 V, tem uma potência de 75 W. O brilho da lâmpada está relacionado com a tensão em que se liga a lâmpada. A tensão nominal corresponde ao brilho normal. Com menor tensão que a nominal, o brilho da lâmpada é mais fraco, e com maior tensão, ela pode queimar. Supomos que a lâmpada é alimentada por uma fonte de 120 V em corrente contínua. Qual é a corrente na lâmpada e a sua resistência? Resolução Sabemos que A corrente elétrica na lâmpada: A resistência elétrica da lâmpada:

10 AS FONTES DE TENSÃO DE CORRENTE CONTÍNUA (DC) PODEM SER DIVIDIDAS EM TRÊS CATEGORIAS: Baterias utilizam reações químicas Geradores transformam energia mecânica em elétrica Fontes de alimentação: obtêm corrente contínua retificando a corrente alternada convertem a tensão variável numa tensão com valor fixo

11 11 FONTES DE FORÇA ELETROMOTRIZ (fem) O dispositivo que mantém a tensão constante num circuito DC é chamado de fem Símbolo Potencial maior Potencial menor A fonte deve realizar um trabalho dW sobre um elemento de carga dq para que esta se desloque do terminal (–) para o terminal (+) Unidade da fem no SI: Na realidade a fonte tem uma resistência interna

12 12 CÁLCULO DA CORRENTE DO CIRCUITO Tensão nos terminais da fonte e Se a fonte não tiver resistência interna (r=0)

13 13 a) Diagrama do circuito com uma fonte de fem de resistência interna r ligado a um resistor externo R. b) Representação gráfica que mostra como o potencial varia quando o circuito é percorrido por uma corrente. (a) (b)

14 RESISTORES EM SÉRIE Uma mesma corrente passa através dos resistores ligados em série. A soma das diferenças de potencial entre as extremidades dos resistores é igual diferença de potencial aplicada: 14 A resistência equivalente de três ou mais resistores em série é

15 RESISTORES EM PARALELO 15 Os resistores ligados em paralelo estão submetidos a mesma diferença de potencial: A resistência equivalente de três ou mais resistores em paralelo é

16 16 Exemplo 1 Um aquecedor de 1250 W é construído para operar sob uma tensão de 115 V. (a) Qual será a corrente no aquecedor? (b) Qual é a resistência da bobina de aquecimento? (c) Que quantidade de energia térmica é gerada pelo aquecedor em 1 hora?

17 17 Exemplo 2 U U

18 18 Exemplo 3

19 19 Exemplo 3 (continuação)

20 20 Exemplo 3 (continuação)

21 Temos: R 3 em serie com R 4 e com R 5. Resulta em: No circuito resultante R 6 ficou em paralelo com R 2: R 7 está em série com R 1, e é a última simplificação: Exemplo 4. Calcular a resistência equivalente e a corrente que passa no circuito. A corrente que passa no circuito

22 REGRAS DE KIRCHOFF Os resistores podem estar ligados de maneira que os circuitos formados não possam ser reduzidos a um único resistor equivalente. Para analisar tais circuitos mais complexos convém utilizar duas regras simples as duas Leis de Kirchhoff. Estas leis são baseadas em princípios de conservação de energia e de carga 1ª LEI DE KIRCHOFF (OU LEI DOS NÓS) – a soma das correntes que entram em qualquer nó é igual à soma das correntes que saem desse nó. 22

23 2ª LEI DE KIRCHOFF - a soma das diferenças de potencial em todos os elementos de uma malha fechada do circuito é igual à zero, pois os pontos inicial e final são iguais. As regras seguintes mostram como cada queda de potencial é usada nesse somatório. sentido convencional da corrente para a fonte 23 Chama-se queda de potencial, a diferença de potencial entre dois pontos de um circuito I

24 A corrente elétrica, portanto, vai do terminal negativo para o positivo. Isso faz com que a corrente se movimente no sentido anti-horário pelo circuito e representem recetores: 24 Exemplo 1: Um circuito é constituído de três resistências, dois recetores e um gerador. Determine: a) o sentido da corrente elétrica; b) a resistência elétrica equivalente do circuito; c) a intensidade da corrente elétrica no circuito; d) a ddp entre os pontos A e B. Resolução: a) Qual dos três dispositivos elétricos é o gerador? É aquele com maior fem: b) Como as resistências estão associadas em série, a resistência equivalente é dada por:

25 25 c) a intensidade da corrente elétrica no circuito; d) a ddp entre os pontos A e B.

26 26 Exemplo: Circuito de várias malhas


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