Circuitos Elétricos – Fontes e Resistores: Associação e Equivalentes Prof. Alexandre Mota Prof. Lia Mota 1s2011 A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Conceitos Básicos Recapitulando: Carga Elétrica: Q [C] Corrente Elétrica: i = dQ/dT [C/s = A] Tensão Elétrica: V [V = J/C] Potência Elétrica: P = V.i [W = J/s] Lei de Ohm: V = R.i P = R.i2 = V2/R Energia Elétrica: E = P.T [J] A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas 1 Resistor Elemento Passivo (consome energia) Mantém constante a relação entre a tensão de seus terminais e a corrente que o atravessa (lei de Ohm) A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Fonte da imagem: http://e-lee.ist.utl.pt/realisations/CircuitsElectriques/ApprocheCircuits/Componentes/2_cours.htm Fontes de Tensão Elemento Ativo (fornece energia) Mantém tensão constante entre seus terminais A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Fonte da imagem: http://e-lee.ist.utl.pt/realisations/CircuitsElectriques/ApprocheCircuits/Componentes/2_cours.htm 2 Fontes de Corrente Elemento Ativo É atravessada por uma corrente constante A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Fonte da imagem: http://e-lee.ist.utl.pt/realisations/CircuitsElectriques/ApprocheCircuits/Componentes/2_cours.htm Fontes de Corrente Elemento Ativo É atravessada por uma corrente constante A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Fonte da imagem: http://e-lee.ist.utl.pt/realisations/CircuitsElectriques/ApprocheCircuits/Componentes/2_cours.htm 3 Relação entre Tensão e Corrente em um Resistor A corrente em um resistor provêm de uma fonte Portanto, ao contrário da fonte de tensão: Entra pelo terminal positivo do resistor Sai pelo terminal negativo do resistor Convenção do Receptor Queda de Tensão! A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Associação Série de Resistores Dois resistores (ou elementos) estão em série se: Possuem somente um terminal em comum Esse terminal comum não está conectado a outro elemento percorrido por corrente. Características da Associação Série: Mesma corrente percorre os elementos em série Resistência equivalente é a soma das resistências A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas 4 Associação Série - Exemplo Itotal = IR1 = IR2; Req = R1 + R2 R1 Fonte - + R2 A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Associação Paralela de Resistores Dois resistores (ou elementos) estão em paralelo se: Possuem dois terminais em comum Características da Associação Paralela: Tensão entre os terminais dos elementos em paralelo é igual para todos os elementos O inverso da resistência equivalente é a soma dos inversos das resistências A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas 5 Associação Paralela – Expressões úteis Resistência equivalente de N resistores associados em paralelo: 1 1 1 1 = + + ... + Req R1 R2 RN Resistência equivalente de 2 resistores associados em paralelo (R1 e R2): Req = R1 .R2 R1 + R2 A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Associação Paralela - Exemplo Vfonte = VR1 = VR2 Req = (R1.R2)/(R1 + R2) Fonte - + R1 R2 A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas 6 Divisores de Tensão Nos circuitos em série, a tensão entre os terminais dos resistores divide-se na mesma proporção que os valores de resistência. Regra: VN = R N .V fonte Req A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Divisores de Corrente Nos circuitos em paralelo, o ramo com menor resistência será percorrido pela maior fração da corrente total. Regra: IN = Req .I total RN A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas 7 Resistência Interna de Fonte Ideal em Circuitos Fonte de Corrente não deve operar em aberto Fonte de Tensão não deve operar em curto-circuito Resistência Interna (ideal) Fonte de Tensão: Ri = zero em série Fonte de Corrente: Ri = infinito em paralelo A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas Exercício I 20ohms + V - + - 120V R + 80V - A. Mota, L. Mota – Notas de Aula – Circuitos Elétricos I – Eng. Elétrica – PUC-Campinas 8