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Esta aula:
Conceitos fundamentais: bipolos, tensão e
corrente
Geradores de tensão e de corrente
Convenções
Transferência de energia
Resistores
TEORIA DE CIRCUITOS
Circuito elétrico:
Coleção de dispositivos elétricos
conectados de uma forma a permitir a
passagem de cargas elétricas, para se atingir
um certo objetivo.
Exemplos de dispositivos elétricos: Bipolos
(dois terminais)
Capacitor Indutor^ Resistor
Gerador de
tensão
Gerador de
corrente
CapacitorCapacitor IndutorIndutor^ ResistorResistor
Gerador de
tensão
Gerador de
corrente
Corrente elétrica: movimentação de cargas
elétricas livres
Nos materiais condutores: elétrons
Em gases ionizados, semicondutores,
soluções eletrolíticas: cargas positivas
fazem parte da corrente também.
Átomos: prótons + nêutrons + elétrons
1 elétron: 1, 602^ ´^10
coulomb (C)
Corrente elétrica: carga em movimento
Formalmente: taxa de variação da carga no
tempo
dt
dq
i ampère (A) (ou C/s)
Convenção:
Corrente convencional: movimento de
cargas positivas
Corrente eletrônica: movimento de
elétrons
Tensão elétrica: trabalho necessário para
mover uma unidade de carga (1 coulomb)
através de um bipolo, de um terminal a outro.
Tensão: 1 volt = 1 joule/Coulomb
ou
dq
dw v
V 0
I
Gerador de
tensão
V 0
I
Gerador de
tensão
Consideremos um bipolo passivo, mostrado na
figura, atravessado por um corrente I. A
movimentação dessa carga requer uma certa
quantidade de energia, fornecida por um
gerador externo, conectado ao bipolo.
Convenção:
5 V
3 A
Mesmo
circuito
5 V
3 A
5 V
3 A
Mesmo
circuito
Geradores e receptores de energia
I
V
I
OU V
Absorvendo energia: bipolos passivos
I
V
I
OU V
Absorvendo energia: bipolos passivos
I
V
I
V
I
OU V
Absorvendo energia: bipolos passivos
I
V
I
OU V
Entregando energia: geradores
I
V
I
OU V
Entregando energia: geradores
I
V
I
OU V
Entregando energia: geradores
Fontes ideais de tensão e de corrente
Fonte de tensão: Tensão independe da corrente
nos seus terminais.
I
V
0
V
I
V
0
V
Símbolos:
( ) 0
v t
Variável
no tempo
Fixa ou
constante
0
V
( ) 0
v t
Variável
no tempo
Fixa ou
constante
0
V
0
V
Fonte de corrente: corrente independe da
tensão entre seus terminais.
I
V
0
I
I
V
0
I
Símbolos:
Variável no
tempo
Fixa ou
constante
0
( ) I 0
i t
Variável no
tempo
Fixa ou
constante
0
I 0
( ) I 0
i (t) 0
i t
Fontes dependentes
Fonte de tensão dependente:
A tensão entre seus terminais depende da
corrente ou da tensão em um outro bipolo.
0
v 0
v v 0
v i
0
i
0
v 0
v v 0
v i
0
i 0
i
Fonte de corrente dependente:
A corrente que atravessa seus terminais
depende da corrente ou da tensão em um outro
bipolo.
0
v 0
i v 0
i i
0
i
0
v 0
i v 0
i i
0
i 0
i
Resistor
Elemento elétrico que apresenta (apenas)
resistência à passagem de corrente elétrica.
Resistência: colisão dos elétrons livres da
corrente nos átomos do material.
Equação que modela a resistência de um
material:
v R i Lei de Ohm
R = Resistência elétrica do material, medida
em ohms [] ou V/A.
Um resistor não armazena energia, mas
absorve potência, dissipando-a na forma de
calor.
G 1 R: condutância, medida em siemens (S)
v
i
R
R
v
p vi i R
2
2
v
i
R
R
v
p vi i R
2
2
Resistor linear: O valor da resistência
independe do valor da corrente e da tensão.
i
v
tan R
i
v
tan R
Exemplo de resistores não-lineares:
Diodo semicondutor
i
v
0,2 0,4^ 0,
i
v
0,2 0,4^ 0,
[exp 1 ] 0
T
i I vV
I 0 = corrente de saturação reversa (mA)
VT = tensão de transição (~ 25mV)
