Cálculos de circuitos elétricos

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Cálculos de circuitos elétricos

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Cálculos de circuitos elétricos

Apresentação

Uma das principais grandezas que compõem o estudo da eletricidade é a corrente elétrica, conhecida popularmente como amperagem. Além da corrente, há outras grandezas fundamentais nesse estudo: tensão elétrica, potência elétrica e resistência elétrica. Quando esses conhecimentos são combinados, pode-se calcular de modo bem prático os circuitos elétricos em diferentes situações cotidianas e industriais.

Nesta aula veremos:

• Explicar a associação de resistores e capacitores.

• Definir as Leis de Ohm e Kirchhoff.

• Resolver problemas com circuitos elétricos.

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Cálculos de circuitos elétricos

Infográfico

Os capacitores são elementos vitais para o funcionamento dos circuitos eletroeletrônicos. Por isso, são encontrados em grandes quantidades, em diferentes formatos e tamanhos e em vários equipamentos que empregamos no nosso cotidiano, como eletrodomésticos, computadores e até mesmo nas indústrias, em máquinas industriais e motores de robôs.

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Cálculos de circuitos elétricos

Infográfico

Sendo assim, neste Infográfico, você vai conhecer os tipos de capacitores disponíveis comercialmente.

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Material de apoio

A análise de circuitos elétricos é um conhecimento essencial para a engenharia elétrica e também se relaciona a outras áreas, como física e matemática, além da automação. O estudo de circuitos elétricos envolve a determinação de algumas grandezas importantes para as aplicações elétricas, pois elas determinam o funcionamento de eletrodomésticos e motores, por exemplo. Portanto, saber calcular um circuito elétrico é tarefa primordial ao se pensar em instalações

elétricas robustas. https://drive.google.com/drive/folders/12w sSjo0YEB9EmilG9WmZQgDkvpAbk15k

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Cálculos de circuitos elétricos

Material de apoio

No capítulo Cálculos de circuitos elétricos, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender a calcular diferentes circuitos elétricos, utilizando leis fundamentais que auxiliam nesse processo.

Você também vai verificar alguns exemplos que visam a facilitar o aprendizado.

https://drive.google.com/drive/folders/12w sSjo0YEB9EmilG9WmZQgDkvpAbk15k

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Vídeo

Os elementos simples de um circuito podem ser classificados conforme a relação que estabelecem com a corrente que flui por eles. Existem elementos no circuito cuja tensão é totalmente independente da corrente, ou cuja corrente é independente da tensão. Esses elementos constituem as fontes independentes. Ao contrário, existem fontes cuja tensão ou corrente depende de outras tensões e correntes originadas em outras partes do circuito, sendo essas chamadas de fontes dependentes.

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

1. As Leis de Ohm foram desenvolvidas por Georg Simon Ohm a partir de seus estudos de diferentes tipos de condutores. Considerando os estudos sobre circuitos elétricos, marque a alternativa correta sobre as Leis de Ohm:

a) Segundo a primeira Lei de Ohm, a resistência elétrica de um resistor ôhmico é constante e é calculada pela razão da tensão pela corrente elétrica que o atravessa.

b) De acordo com a primeira Lei de Ohm, a passagem da corrente elétrica por um condutor pode dissipar energia em forma de calor.

c) De acordo com a primeira Lei de Ohm, a resistência elétrica é uma grandeza escalar que é mensurada em ohms.

d) De acordo com a segunda Lei de Ohm, a resistência elétrica dos resistores ôhmicos varia e depende somente da tensão aplicada.

e) Segundo a primeira Lei de Ohm, a resistência elétrica dos resistores ôhmicos é inversamente proporcional à tensão aplicada sobre eles.

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

1. As Leis de Ohm foram desenvolvidas por Georg Simon Ohm a partir de seus estudos de diferentes tipos de condutores. Considerando os estudos sobre circuitos elétricos, marque a alternativa correta sobre as Leis de Ohm:

a) Segundo a primeira Lei de Ohm, a resistência elétrica de um resistor ôhmico é constante e é calculada pela razão da tensão pela corrente elétrica que o atravessa.

Justificativa:

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

2. Segundo as Leis de Kirchhoff, a soma algébrica de todas as tensões ao longo de qualquer caminho fechado em um circuito é igual a zero. Quais são os somatórios das tensões nos caminhos "a", "b", "c" e "d“?

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

2.

Resposta: Ao escrever as equações, utiliza-se um sinal positivo para uma queda de tensão. As quatro equações são:

• Caminho a: − v₁ + v₂ + v₄ − v_b − v₃ = 0

• Caminho b: − v_a + v₃ + v₅ = 0

• Caminho c: v_b − v₄ − v_c − v₆ − v₅ = 0

• Caminho d: − v_a − v₁ + v₂ − v_c + v₇ − v_d = 0

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

3. A capacitância, também chamada de capacidade elétrica, é uma grandeza escalar que mensura a capacidade de armazenamento de energia em equipamentos e dispositivos elétricos e é dada em farad. Considerando o exposto, calcule os valores máximo e mínimo da capacitância que pode ser obtida de 10 capacitores de 2 microfarad.

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

3. A capacitância, também chamada de capacidade elétrica, é uma grandeza escalar que mensura a capacidade de armazenamento de energia em equipamentos e dispositivos elétricos e é dada em farad. Considerando o exposto, calcule os valores máximo e mínimo da capacitância que pode ser obtida de 10 capacitores de 2 microfarad.

Resposta:

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

4. Em um trecho de uma instalação elétrica, três resistores ôhmicos idênticos e de resistência 80Ω cada um são ligados como representado na figura a seguir. Por uma questão de segurança, a maior potência que cada um deles pode dissipar, separadamente, é de 20W.

Dessa forma, considerando desprezíveis as resistências dos fios de ligação entre eles, qual é a máxima diferença de potencial, em volts, que pode ser estabelecida entre os pontos A e B do circuito, sem que haja riscos?

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

4.

Resolução:

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

4.

Resolução:

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

4.

Resolução:

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

4.

Resolução:

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

5. A resistência de uma lâmpada incandescente de 60W e 230V, à temperatura ambiente de 20°C, é R = 65Ω. No entanto, as especificações do fabricante (60W e 230V) conduzem a um valor muito mais elevado da resistência. Calcule a temperatura do filamento de tungstênio quando a lâmpada se encontra acesa, considerando que o coeficiente de temperatura do tungstênio, para 20°C, é igual a 4,5 x 10^–3.

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

5. A resistência de uma lâmpada incandescente de 60W e 230V, à temperatura ambiente de 20°C, é R = 65Ω.

No entanto, as especificações do fabricante (60W e 230V) conduzem a um valor muito mais elevado da resistência.

Calcule a temperatura do filamento de tungstênio quando a lâmpada se encontra acesa, considerando que o coeficiente de temperatura do tungstênio, para 20°C, é igual a 4,5 x 10^–3.

Resolução:

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Cálculos de circuitos elétricos - Exercícios

5. A resistência de uma lâmpada incandescente de 60W e 230V, à temperatura ambiente de 20°C, é R = 65Ω.

No entanto, as especificações do fabricante (60W e 230V) conduzem a um valor muito mais elevado da resistência.

Calcule a temperatura do filamento de tungstênio quando a lâmpada se encontra acesa, considerando que o coeficiente de temperatura do tungstênio, para 20°C, é igual a 4,5 x 10^–3.

Resolução:

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Cálculos de circuitos elétricos

Desafio

Comumente, profissionais e estudantes de engenharia elétrica são colocados diante de problemas reais associados a instalações elétricas não eficientes, que necessitam de adequações para garantir a segurança dos usuários e dos componentes elétricos. Olhando para outro contexto, ocorrem problemas técnicos também em circuitos menores, como os circuitos internos de eletrodomésticos, e a resolução de tais problemas requer uma base conceitual bem fundamentada. Nesse contexto, o estudo de circuitos elétricos se mostra imprescindível.

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Cálculos de circuitos elétricos

Desafio

Considere o circuito representado no diagrama a seguir e calcule:

a) a intensidade e o sentido da corrente na resistência de 5,6kΩ;

b) a diferença de potencial na resistência de 3,3kΩ.

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Desafio – Padrão de resposta esperado

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Na prática

Definir a quantidade de tomadas e pontos luminosos em uma residência é uma das principais etapas do projeto de instalação elétrica e determina parâmetros como segurança e eficiência no uso de eletrodomésticos, além do conforto experimentado pelos usuários.

Nesse sentido, é importante que profissionais da área tenham domínio sobre a previsão de cargas de tomadas e de iluminação. Pensando nisso, veja Na Prática como dimensionar uma lâmpada e uma tomada de banheiro residencial.

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Saiba mais

Como dimensionar um circuito em um projeto elétrico https://www.youtube.com/embed/9ZeRuW7tyac

A melhor técnica para resolução de circuitos elétricos https://www.youtube.com/embed/HUKnoipuutQ

Aplicação da álgebra linear na engenharia elétrica: análise de circuitos elétricos em corrente contínua

file:///C:/Users/User%20Asus/Downloads/4017-Texto%20do%20artigo- 13810-1-10-20171023.pdf