eletricidade - eletrotécnica972003exer
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Diagrama esquemático
Diagrama de linhas simples ou unifilarMostra as partes que compõe o circuito através de linhas simples, que representam dois ou mais condutores
Fornece informações básicas do circuito, mas não dá informações detalhadas de um diagrama esquemático.
Diagrama de bloco
Mostra a relação de vários grupos de componentes e seus estágios de funcionamento.
Diagrama de Fiação
Mostra a relação de vários grupos de componentes e seus estágios de funcionamento.
Os componentes são identificados pelos nomes.
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O circuito elétricoÉ composto de 4 partes básicas:1- fonte de F.E.M.2Condutores3Carga4Instrumentos de controle.
Circuito fechado ou completo
Circuito aberto ou incompleto
Proteção do circuito - FUSÍVEL
Curto-circuito
Aterramento - Dois pontos de um circuito estão ligados em pontos comuns
•Valor Conhecido e determinado.•Representado pela letra “R” nas equações•Aplicações: estabelecer o valor adequado da tensão, limitar a corrente e constituir carga.
•Resistores fixosResistores de carbono – carbono ou grafite (0,1 a 22 M)Resistores de fio enrolado – fio de níquel e cromo enrolado em um aspiral sobre uma haste de cerâmica (1 a 100 M).
O limite é chamado de tolerância – carbono (±5, ±10, ±20 por cento). Exemplo 100 ±10 .Especificação de potência de um resistor – calor dissipado se o calor for maior que aquele que ela pode dissipar a resistência é danificada. Exemplo: chuveiro elétrico.
Símbolo
Resistência de ajuste e controle – Trimpot e potenciômetro
Lei de OHM
A lei de ohm expressa a relação entre a corrente, tensão e resistência.
V= IR
Potência elétrica
Cavalo Vapor
Energia elétrica
P = IV
Hp=3/4kW
kWh = kW * h
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Então R = R1 + R2 + ... Rn
Então VT = V1 + V2 + ... Vn
Ex. Uma bateria de 95 V está ligada m série com 3 resistores: 20, 50 e 120. Calcule a tensão nos terminais de cada resistor.
Solução:
RT = R1 + R2 + R3 = 20 + + 50 + 120 = 190V = I X RT então I = V/RT = 95/190 = 0,5 A
Assim
V1 = I x R1 = 10 VV2 = I X R2 = 25 VV2 = I x R3 = 60 VVT = 10 + 25 + 60 = 95 V
A corrente fluindo em cada resistor, provoca uma queda de tensão entre os ponto AB, BC, CD e DA. Assim a queda de tensão em cada ponto é:A = 95 V; B = 85; C = 60; D = 0
Potencia Total do Circuito
Queda de tensão por partes proporcionais
IT = VT/RT I1 = V1/R1
Então se IT = I1, logo VT/RT = V1/R1
Portanto, V1=(VT/RT) X R1
Assim: Vn = (VT/RT) X RnVoltar
Circuito Paralelo de corrente contínua
Ocorre quando dois ou mais componentes estão ligados à mesma fonte e nesse casa a tensão é a mesma, ou seja
A resistência total sempre será menor que qualquer resistência em qualquer ramo.
RT = R/N
Para resistências iguais
Para duas resistências diferentes
RT=R2R1/R2+R1
Um circuito aberto funciona como se fosse uma grande resistência ao fluxo. Circuito aberto no ramo principal X Circuito aberto em ramo secundário
È uma resistência extremamente baixa. Quando existe, toda corrente flui por ele e não passa por nenhum outro ramo.
I1 = (R2/R1+R2)*IT
I2 = (R1/R1+R2)*IT
Quando a potência tem origem na fonte de tensão, a potência total é igual a soma das potências em cada ramo.
PT = P1 + P2 + P3 + ... + Pn sendo a potência total dada por P=V x IT
E a potência e cada ramo é dada pela equação: P = VI
OBS: independente da associação, a soma das potências em cada ramo é igual a potência fornecida pela fonte de tensão. Qual o impacto que isso teria sobre uma instalação elétrica?
Ex. Os ramos os ramos de circuito num sistema de fiação doméstica são paralelos. Liga-se ao circuito de cozinha um torrador de pão, uma cafeteira elética e uma panela de frituras. Sendo a tensão de linha de 110V. Calcule: (a) a corrente total da linha principal, (b) e tensão que entra em cada aparelho, (c) a resistência total do circuito. São dados: a corrente através do torrador de pão = 8,3A, a corrente através da cafeteira = 8,3A, e a corrente atravé da panela de frituras = 9,6A.
(a) IT = I1 + I2 + I3 = 8,3 + 8,3 + 9,6 = 26,2 A
(b) V = 110 V(c) RT = V/IT = (110/26,2)
Solução:
“ A tensão aplicada a um circuito fechado é igual à soma das quedas de tensão naquele circuito”, ou seja:
VA = V1 + V2 + V3 + ... Vn
Nomenclatura: as letras maiúsculas indicam as fontes de tensão e os números as quedas de tensão
VA-(V1+V2+V3+...Vn)=0
ΣV=VA-V1-V2-V3-...-Vn=0
Considere o seguinte circuito
ΣV=VA-V1-V2-V3=100-50-30-20=0
Suponha agora que seja adicionada uma outra fonte de tensão B, então
É importante definir se a fonte de tensão alimenta o circuito ou vice-versa. Porquê?
ΣV=VA-V1-V2-V3-VB=0
Se a fonte B é alimentada pelo circuito, então
Se a fonte B é alimenta o circuito, então
ΣV=VA-V1-V2-V3+VB=0
Ver a possibilidade de experimento com baterias.
“A soma das corrente que entram num nó é igual a soma das correntes que saem do nó.”
I1+I2-I3-I4=0
A correntes nas malhas
Simplificação das leis de kirchhoff através do método de correntes das malhas
Exemplo
Malha 1ΣV = VA – V1 – V2 + V2 = 0 = VA – I1R1 – I1R2 + I2R2 = 0VA = I1(R1+R2) – I2R2
Malha 2ΣV = - V3 – VB – V2 + V2 = 0 = -I2R3 – VB – I2R2 + I1R2 = 0VB = - I2(R2+R3) + I1R2
O sistema então ficaVA = I1(R1+R2) – I2R2
VB = - I2(R2+R3) + I1R2
Tensão nos nós
1. A figura murta o circuito com uma companhia residência. A companhia tem um resistência de 8 ohm e precisa de uma corrente de 1,5 A para funcionar. Determine a tensão necessária para que a companhia toque.
1.Calcule a corrente exigida por uma lâmpada incandescente de 60 W cuja especificação de funcionamento é de 120V. Calcule ainda a corrente exigida por uma lâmpada de 150 W funcionando em 120 V e para uma lâmpada de 300 W em 120V. À medida que a potência aumenta o que a acontece com a corrente?
3. A eficiência de um motor é calculada dividindo a sua saída pela sua entrada. A saída é medida em cavalo-vapor,enquanto a entrada é medida em watts ou em quilowatts. Antes da eficiência ser calculada, a saída e entrada precisam ser expressa nas mesmas unidades de medida. Calcule a eficiência de um motor que recebe 4 kW fornece 4 hp.
4. Um receptor de rádio usa 0,9A funcionando em 110V. Se o aparelho for usado 3h/dia, que energia ele consome em 7 dias?
5. Calcule a tensão necessária para que uma corrente de 10 A circule pelo circuito série dado na figura abaixo
5. No circuito abaixo calcule a queda de tensão através de R3
5. Cinco lâmpadas estão ligadas em série. Cada lâmpada exige 16 V e 0,1 A. Calcule a tensão total gasta
6. Utilizando o método do divisor de tensão calcule a queda de tensão através de cada resistor
7. Lâmpadas de 60 W cada uma com a mesma resistência, estão ligadas em paralelo através de um terminal residencial de 120 V, produzindo uma corrente na linha de 2 A. Qual a resistência equivalente de circuito? Qual a resistência de cada lâmpada? Qual a corrente que cada lâmpada gasta?
8. Um farol de automóvel de resistência desconhecida é colocado em paralelo com o acendedor de cigarros de 75 ohm. Se passar uma corrente de 0,8 A quando é aplicada uma tensão de 12 V, qual a resistência do farol?
9. Duas resistências estão em parelelo. Calcule a corrente em cada resistência. Dados ( IT = 30 mA, R1 = 75K ohm e R2 = 18k ohm
10. Calcule I3 no circuito paralelo divisor de corrente. Dados IT = 96 mA, R1 = 4 ohm e R2 =4 ohm e R4 = 10 ohm