MEDIDAS E MATERIAIS
ELÉTRICOS
Aula 4
Componentes dos Circuitos Elétricos
Prof. Leandro Morais
Ementa
• Programa da Aula:
– Elementos de circuitos elétricos
• Resistores
• Fonte
Elementos dos circuitos elétricos
• Circuitos elétricos compostos por dispositivos
interligados por condutores (fios ou cabos):
– Interruptores
– Motores
– Lâmpadas
– Transformadores
• Para facilitar os processos de análise, muitas vezes
convém trabalhar com modelos físicos desses
dispositivos.
• Modelos construídos a partir de quatro elementos
básicos (ideais): resistores, indutores, capacitores e
fontes de alimentação.
Resistores
• Resistência: Grandeza que quantifica o grau de
oposição que um corpo oferece à passagem de
corrente elétrica.
• Resistores: Elementos construídos para apresentarem
resistência controlada.
• Aplicações: – Limitação de corrente elétrica
– Produção de calor
– Produção de luz – resistência do filamento das lâmpadas
incandescentes
– Dispositivos de medição de grandezas físicas (esforços
mecânicos ou temperatura)
Resistores comerciais
(a) carbono, (b) fio para aquecimento, (c) termistor (controlado por
temperatura), (d) célula de carga (controlado por esforço mecânico), (e)
LDR (controlado por luz)
Resistores
• Fixos ou variáveis
• Potenciômetros: resistência alterada mediante o
giro de um eixo ou deslizando-se um contato
Leitura de Resistores
Resistores
• Lei de Ohm: tensão U aplicada a um corpo,
circulará por ele uma corrente i, função de R
• Unidade SI: Ohm (Ω)
• Resistores comerciais variam de décimos a
milhões de ohms
• Condutância (S): Inverso da resistência
ou SI: S = Ω-1
i
UR
RS
1
U
iS
Resistores
• Resistência varia com:
– Dimensões físicas
– Material do resistor
• Dimensões físicas:
– l Comprimento
– a área de seção reta
– ρ Resistividade do material (Ωm ou Ωmm2/m)
a
lR
Resistores
• Temperatura
– Condutores metálicos: resistência diretamente
proporcional à temperatura
– Coeficiente de temperatura grandeza que relaciona a
resistência e a temperatura
– Rref resistência à temperatura de referência Tref (usual
20 ºC)
– para outra temperatura T, a resistência R será:
– SI: α 1/ºC = ºC-1
refref TTRR 1
Resistores
• Resistividade e coeficiente de temperatura
Lista de Exercícios 1
1) Calcule a resistência em Ω de um rolo de fio de cobre
de 50 metros e 6 mm² de área de seção transversal.
2) Para um rolo de 100 m de fio, qual o novo valor da
Resistência?
3) Calcule a resistência em Ω de um rolo de fio de cobre
de 50 metros e 16 mm² de área de seção transversal.
O que podemos concluir, após a realização dos
cálculos, ou seja, qual a relação entre a Resistência, a
área e o comprimento?
Resistores
• Potência Associada
– P = UI
– Pela Lei de Ohm: ou
• Energia
– Corrente i ou tensão U aplicada em um resistor R durante
um intervalo de tempo Δt
ou
2RiP R
UP
2
tRiE 2
tR
UE
2
Associação de Resistores
Lista de Exercícios 2
1) Quando uma lâmpada é ligada a uma tensão de 120V, a corrente que
flui pelo filamento da lâmpada vale 1A. Qual a potência da lâmpada?
2) De acordo com o fabricante, um determinado resistor de 100 ῼ pode
dissipar, no máximo, potência de 1 W. Qual é a corrente máxima que
pode atravessar esse resistor?
3) Calcule a corrente que percorre o filamento de uma lâmpada de 120V
e 60W?
4) Em um resistor, de resistência igual a 10 ῼ, passa uma corrente com
intensidade de 2A. Calcule a potência dissipada no resistor.
Lista de Exercícios 2
5) Em um carro, o acendedor de cigarros tem potência de 48W. A ddp no
sistema elétrico desse carro é 12V. Qual é a resistência elétrica do
acendedor de cigarros?
6) Sob tensão de 10V, um determinado resistor dissipa 5W de potência.
Qual é a resistência desse resistor?
7) O que acontecerá se ligarmos uma lâmpada com as inscrições (60W-
110V) na tensão 220V. Por quê?
Fontes
• Elementos cuja função é alimentar os circuitos
• Fornecer a energia necessária para seu
funcionamento.
• Força eletromotriz (f.e.m.)
– Tensão entre os seus terminais de saída
– Pode ser contínua ou alternada
• Podem ser classificadas em:
– Fontes de CC: tensão constante, como as pilhas e
baterias automotivas;
– Fontes de CA, saída tem-se uma tensão senoidal, como
nos alternadores.
Fontes
• (a) Fonte CC fixa
• (b) Fonte CC variável
• (c) Fonte CA
Fontes
• Carga conectada na saída da fonte
– Circulação de corrente, cuja intensidade dependerá das
exigências da carga.
• Fonte de tensão ideal
– Saída (U) independe da corrente (i) fornecida à carga
– Característica V x A é uma reta paralela ao eixo das
abscissas.
Fontes
• Na prática: Fontes reais se comportam como
ideais dentro de certo intervalo de correntes
• À medida que a carga exija correntes mais altas,
a tensão nos terminais da fonte começa a
decrescer
• Tensão nominal
– Existente nos terminais de saída quando a corrente é
zero.
– Quando não há carga conectada à fonte, os seus
terminais estão em aberto.
Fontes
Nesse caso:
U = En
• onde En é a tensão nominal da fonte.
Assim, diz-se que a tensão nominal de uma
bateria automotiva é 12 V ou que a tensão de uma
pilha AA comum é 1,5 V.
Fontes
• Resistência interna de uma fonte
– Ideal: R = 0
– Real: Sempre existe uma resistência interna que influencia nos
valores das medidas das grandezas físicas.
• A resistência interna representa todos os processos
dissipativos que ocorrem dentro da fonte e portanto não
pode ser nula em um sistema real.
Lista de Exercícios 3
1) Uma fonte de energia apresenta uma tensão de 110V quando alimenta
uma carga de 11 ῼ. Sabe-se que sua tensão nominal é de 120V. Calcule a
resistência interna desta fonte.
2) Uma bateria apresenta uma tensão de 11 V quando alimenta uma carga
de 24 ῼ. Sabe-se que sua tensão nominal é de 12 V.
a) Calcule a resistência interna desta bateria.
b) Calcule a potência dissipada na resistência interna da bateria.
c) Calcule a potência dissipada na carga.
3) Uma bateria de 6 V e resistência interna de 1 ῼ está ligado um resistor
de 11 ῼ.
(a) Calcular a corrente.
(b) Calcular a tensão da bateria (bateria = fonte com resistência interna).
(c) Calcular a potência proporcionada ao resistor externo.
(d) A potência dissipada na resistência interna da bateria.
Referências Bibliográficas
• Guedes, A. S. (2010). APOSTILA E GUIA DE AULA - MEDIDAS
ELÉTRICAS E MATERIAIS ELÉTRICOS E MAGNÉTICOS. Betim:
Faculdade Pitágoras.
• GUSSOW, Milton. ELETRICIDADE BÁSICA. 2. ed. Coleção Schaum.
São Paulo: Makron Books, 2009. ISBN: 9788577802364.
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