Aula 5 - EE - Circuitos em Série

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Aula 5 - EE - Circuitos em Série

  1. 1. Eletricidade e Eletrônica
  2. 2. Prof. Guilherme Nonino Rosa -Técnico em Informática pela ETESP –Escola Técnica de São Paulo -Graduado em Ciências da Computação pela Unifran– Universidade de Franca no ano de 2000. -Licenciado em Informática pela Fatec –Faculdade de Tecnologia de Franca no ano de 2011. -Pós-Graduado em Tecnologia da Informação aplicada aos Negócios pela Unip-Universidade Paulista no ano de 2012. -Pós-Graduando em Docência no Ensino Superior pelo Centro Universitário Senac.
  3. 3. Atuação: -Docente da Faculdade Anhanguera desde Fevereiro / 2013 -Tutor EAD Anhanguera Educacional desde Maio / 2014 -Docente do Senac –Ribeirão Preto desde fevereiro/2012. -Docente do Centro de Educação Tecnológica Paula Souza, na Etec Prof. José Martimianoda Silva e Etec Prof. Alcídio de Souza Prado desde fevereiro/2010.
  4. 4. Contatos: Prof. Guilherme Nonino Rosa guinonino@gmail.com guilhermerosa@aedu.com http://guilhermenonino.blogspot.com
  5. 5. PEA –Plano de Ensino e Aprendizagem
  6. 6. PLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM
  7. 7. EMENTA •Eletrização e cargas elétricas. •Quantização de cargas. •Campo, potencial e diferença de potencial. •Corrente elétrica. •Componentes elétricos básicos: capacitor, resistor e indutor. •Carga e descarga de um capacitor -circuito RC. •Dispositivos semicondutores: diodos e transistores.
  8. 8. Objetivos Conhecer os conceitos básicos de eletricidade e eletrônica, seus componentes básicos: capacitor, resistor, indutor, diodos e transistores.
  9. 9. Procedimentos Metodológicos •Aula expositiva •Exercício em classe •Aula prática.
  10. 10. Sistema de Avaliação 1°Avaliação -PESO 4,0 Atividades Avaliativas a Critério do Professor Práticas: 03 Teóricas: 07 Total: 10 2°Avaliação -PESO 6,0 Prova Escrita Oficial Práticas: 03 Teóricas: 07 Total: 10
  11. 11. Bibliografia Padrão 1) BOYLESTAD, Robert L.. Introdução à Análise de Circuitos.. 10ª ed. São Paulo: Pearson, 2006.
  12. 12. Bibliografia Básica Unidade Faculdade Anhanguera de Ribeirão Preto (FRP) 1)RAMALHOJR,F.OsFundamentosdaFísica.9ªed.SãoPaulo:Moderna,2007. 2)HALLIDAY,David.Física3.5ªed.RiodeJaneiro:LTC-LivrosTécnicoseCientíficos, 2004.
  13. 13. Semana n°. Tema 1 Apresentação da Disciplina e Metodologia de Trabalho. Conceitos básicos de Eletricidade e Eletrônica. 2 Eletrização e Cargas Elétricas. 3 Quantização de Cargas. 4 Campo, Potencial e Diferença de Potencial. 5 Campo, Potencial e Diferença de Potencial. 6 Corrente Elétrica. 7 Componentes Elétricos Básicos: Capacitor, Resistor e Indutor. 8 Componentes Elétricos Básicos: Capacitor, Resistor e Indutor. Cronograma de Aulas
  14. 14. Semana n°. Tema 9 Atividades de Avaliação. 10 Laboratório -Instrumentação. 11 Laboratório -Instrumentação. 12 Carga e Descarga de um Capacitor -Circuito RC. 13 Circuito RC. 14 Circuito RC. 15 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores. 16 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores. Cronograma de Aulas
  15. 15. Semana n°. Tema 17 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores. 18 Prova Escrita Oficial 19 Exercícios de Revisão. 20 Prova Substitutiva. Cronograma de Aulas
  16. 16. Elementos de um circuito
  17. 17. FIGURA 5.1COMPONENTESBÁSICOSDE UM CIRCUITOELÉTRICO. ddp: promove um fluxo de cargas através de um circuito simples. terminal(+) atrai os elétrons(-) com a mesma rapidez que saem do terminal(-) corrente: limitada pelo resistor (R). Quanto maior a resistência, maior menor a corrente e vice-versa(Lei de Ohm) Fluxo convencional da corrente(I convencional)é o oposto do fluxo de elétrons (I elétrons).
  18. 18. FIGURA 5.2SENTIDOCONVENCIONALDA CORRENTEPARA CIRCUITODE CC DE UMAFONTE. Fluxo uniforme de cargas nos leva a concluir que a corrente contínua I é a mesma em qualquer ponto de circuito. Fluxo convencional: aumento de potencial ao atravessarmos a bateria(de – para +) e uma queda de potencial ao atravessarmos o resistor(de + para -)
  19. 19. FIGURA 5.3POLARIDADERESULTANTEDA PASSAGEMDE UMACORRENTECONVENCIONALIPORUM ELEMENTERESISTIVO. O Fluxo convencional sempre passa de um potencial mais alto para um potencial mais baixo ao atravessar um resistor, qualquer que seja o número de fontes de tensão no mesmo circuito.
  20. 20. FIGURA 5.4(A) CIRCUITOEMSÉRIE; (B) SITUAÇÃONAQUALR1 E R2NÃOESTÃOEMSÉRIE. Umcircuitoconsistedeumnúmeroqualquerdeelementosunidosporseusterminais,estabelecendopelomenosumcaminhofechadoatravésdoqualacargapossafluir. Circuitos
  21. 21. FIGURA 5.4(A) CIRCUITO EM SÉRIE; (B) SITUAÇÃO NA QUAL R1 E R2NÃO ESTÃO EM SÉRIE. Doiselementosestãoemsériese: 1.Possuemsomenteumterminalemcomum(istoé,umterminaldeumestáconectadosomenteaumterminaldooutro). 2.Opontocomumentreosdoiselementosnãoestáconectadoaoutroelementopercorridoporcorrente. Circuitos em série
  22. 22. 3.Todososresistoressãopercorridospelamesmacorrenteelétrica(i) 4.Atensãototalsedivideentreosresistores 5.Oresistordemaiorresistênciaelétricaficasubmetidoàmaiord.d.p.evice- versa 6.Aresistênciatotal(ouequivalente)deumcircuitoemsérieéasomadasresistênciasdocircuito. Circuitos em série
  23. 23. FIGURA 5.6SUBSTITUINDOOSRESISTORESEMSÉRIER1 E R2DA FIG. 5.5 PELA RESISTÊNCIATOTAL. Aresistênciatotal(ouequivalente)deumcircuitoemsérieéasomadasresistênciasdocircuito. Circuitos em série
  24. 24. FIGURA 5.5RESISTÊNCIA“VISTA” PELA FONTE. Circuitos em série ParadeterminaracorrenteusandoaleideOhmusamosaformaacima...
  25. 25. Circuitos em série CalcularatensãoentreosterminaisdecadaresistorusandoaleideOhm
  26. 26. Circuitos em série Potênciafornecidaacadaresistorpodeserdeterminadautilizandoqualquerumadastrêsequaçõesabaixo:
  27. 27. Exercícios na lousa
  28. 28. FIGURA 5.10REDUZINDOFONTESDE TENSÃOCONTÍNUAEMSÉRIEA UMAÚNICAFONTE. Fontes de tensão em série As fontes de tensão podem ser conectadas em série, para aumentar ou diminuir a tensão total aplicada a um sistema. A tensão resultante é determinada somando-se as tensões das fontes de mesma polaridade e subtraindo as de polaridade oposta. A polaridade resultante é aquela para a qual a soma é maior.
  29. 29. FIGURA 5.10REDUZINDOFONTESDE TENSÃOCONTÍNUAEMSÉRIEA UMAÚNICAFONTE. Fontes de tensão em série ET=E1+E2+E3= 10V + 6V + 2V = 18V ET=E1+E2+E3= 9V + 3V -4V = 8V
  30. 30. FIGURA 5.11GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF. Emboratenhacontribuídoemmuitasáreasnocampodafísica,émaisconhecidoporseutrabalhosobreasrelaçõesentrecorrentesetensõesemumcircuitoelétrico,publicadoem1847.RealizoupesquisascomoquímicoalemãoRobertBunsen(inventordobicodeBunsen)queresultaramnadescobertadoselementosquímicoscésioerubídio. Lei de Kirchhoffpara tensões
  31. 31. FIGURA 5.12APLICANDOA LEI DE KIRCHHOFF PARA TENSÕESA UM CIRCUITOEMSÉRIE. AleideKirchhoffparatensões(LKT)afirmaqueasomaalgébricadasvariaçõesdepotencial(ouquedasdetensão)emumamalhafechadaénula. Atensãoaplicadaaumcircuitoemsérieéigualàsomadasquedasdetensãonoselementosemsérie. Lei de Kirchhoffpara tensões
  32. 32. Porconvençãosempreusamososentidohorárioparatensõesqueseseguem. Umsinalpositivoindicaumaelevaçãodepotencial(de–para+),eumsinalnegativoumaqueda(de+para-). Seseguirmosacorrentenocircuitoapartirdoponto(a),primeiroencontraremosumaquedadepotencialV1(de+para-)entreosterminaisdeR1eoutraquedaV2entreosterminaisdeR2. Aopassarmospelointeriordafontetemosumaumentodepotencial(de– para+)antesderetornaraoponto(a). Emformasimbólica,usandoΣpararepresentarsomatório,PparamalhafechadaeVparaasvariaçõesdepotencial Lei de Kirchhoffpara tensões
  33. 33. Lei de Kirchhoffpara tensões ΣV= 0 CircuitodaFigura5.12,usandoosentidohorário,seguindoacorrenteIecomeçandonopontod: +E–V1–V2=0 Ou E=V1+V2 A tensão aplicada a um circuito em série é igual a soma das quedas da tensão nos elementos em série.
  34. 34. Lei de Kirchhoffpara tensões ΣVelevações= ΣVquedas Asomadaselevaçõesdepotencialemumamalhafechadatemdeserigualàsomadasquedasdepotencial. -E+V2+V1=0 Ou E=V1+V2 A aplicação da lei de Kirchhoffpara tensões não precisa seguir um caminho que inclua elementos percorridos por corrente.
  35. 35. FIGURA 5.13DEMONSTRAÇÃODE QUEPODEEXISTIRDDPENTRE DOISPONTOSNÃOCONECTADOSPORUM CONDUTORPERCORRIDOPORCORRENTE. +12V –Vx-8V = 0 Vx= 4V
  36. 36. Exercícios na lousa
  37. 37. FIGURA 5.10REDUZINDOFONTESDE TENSÃOCONTÍNUAEMSÉRIEA UMAÚNICAFONTE. Intercambiando elementos em série. Os elementos de circuitos em série podem ser intercambiados sem que a resistência total, a corrente que atravessa o circuito e a potência consumida pelos diferentes elementos sejam afetadas.
  38. 38. FIGURA 5.19CIRCUITODE CC EMSÉRIECOM ELEMENTOSA SEREMINTERCAMBIADOS. A resistência total Rté 35Ωnos dois casos e I= 75V/35Ω= 2,14 A A tensão V2 = IR2 (2,14A)*(5Ω) = 10,71V Intercambiando elementos em série.
  39. 39. Exercícios na lousa
  40. 40. FIGURA 5.23COMO A TENSÃOSE DIVIDE ENTRE OSELEMENTOSRESISTIVOSEMSÉRIE. Noscircuitosemsérie,atensãoentreosterminaisdoselementosresistivossedividenamesmaproporçãoqueosvaloresderesistência. Regras dos divisores de Tensão. Captura a maior parte da tensão Captura a menor parte da tensãoFIGURA 5.24A RAZÃO ENTRE OS VALORES DAS RESISTÊNCIAS DETERMINA A DIVISÃO DA TENSÃO EM UM CIRCUITO CC EM SÉRIE. Aindaqueasresistênciassejammultiplicadasporummilhão,astensõescontinuarãoasmesmas.
  41. 41. FIGURA 5.25O ELEMENTORESISTIVOMAIORIRÁCAPTURARA MAIORPARTE DA TENSÃOAPLICADA. Regras dos divisores de Tensão.
  42. 42. Regras dos divisores de Tensão. I = E / Rt I = 100 V / 1.001.100Ω I = 99,89 μA V1= IR1 (99,89μA)(1MΩ) = 99,89V V2= IR2 (99,89μA)(1kΩ) = 99,89mV V3= IR3 (99,89μA)(100Ω) = 9,989mV
  43. 43. FIGURA 5.26DEDUÇÃODA REGRADOS DIVISORESDE TENSÃO. A tensão entre os terminais de um resistor em um circuito em série seja igual ao valor desse resistor multiplicado pela tensão total aplicada aos elementos em série do circuito, dividida pela resistência total dos elementos em série. Regras dos divisores de Tensão.
  44. 44. Exercícios na lousa
  45. 45. FIGURA 5.32TRÊSFORMASDE MOSTRARO MESMOCIRCUITOEMSÉRIEDE CORRENTECONTÍNUA. Notação Fontes de Tensão e de terra
  46. 46. FIGURA 5.36DEFININDO O SINAL PARA A NOTAÇÃO DE DUPLO ÍNDICE INFERIOR. Notação Notação de duplo índice inferior A tensão Vabé a tensão no ponto a em relação ao ponto b.
  47. 47. FIGURA 5.37DEFININDOO USODA NOTAÇÃODE ÍNDICEÚNICOPARA VALORESDE TENSÃO. Notação Notação de índice inferior único A notação de índice inferior único Va especifica a tensão no ponto a em relação ao ponto de terra (zero volt) Se a tensão é menor que zero, um sinal negativo deve ser associado a valor de Va.
  48. 48. Exercícios na lousa

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