Circuitos Analógicos

Circuitos Analógicos

1. Carga [C]

   • Tensão [V]
     • Diferencial de Potencial Elétrico (d.d.p) A capacidade de uma carga de realizar trabalho                               Em virtude da força do seu campo eletrostático, uma carga elétrica é capaz de realizartrabalho ao deslocar uma outra carga por atração ou repulsão.   
   • Corrente [A]
     • Corrente elétrica é o fluxo de elétrons resultante numa direção em um material condutor. Os elétrons não se movem em linha reta: chocam-se frequentemente com os átomos do conductor.  
     • Efeito Joule
       • aquecimento do material condutor provocado pelo choque dos elétrons movimentando-se na estrutura.  I =  ΔQ/Δt         
   • Potência [W]
     • Para uma carga resistiva, P é a taxa de energia ao longo do tempo que é transformada em calor. Em outras situações, genericamente, P representa a quantidade de energia que ao longo do tempo é fornecida ou consumida.     P = I.U P = I².R P = U²/R
   • Resistência [Ω]
     • É a resistência que um material apresenta à passagem da corrente.
     • Resistividade
       • Resistividade: representa o grau de “dificuldade” que o material apresenta à passagem de corrente elétrica. ρ = 1/σ ρ: resistividade elétrica do material ρ (Ω.m); σ: condutividade elétrica do material em siemens / metro (siemens/m)                                 
     • Condutância [S.m]
       • Condutividade
         • Condutividade: representa o grau de “facilidade” que o material apresenta à passagem de corrente elétrica.  σ = 1/ρ ρ: resistividade elétrica do material ρ (Ω.m);σ: condutividade elétrica do material em siemens / metro (siemens/m)                                 

2. Leis de Ohm

   • R=U/I
     • U: d.d.p. entre os terminais do resistor com resistência R (V);  R: resistência elétrica em ohms (Ω); I: corrente elétrica em ampère (A).
   • R=ρ.L/A
     • R: resistência elétrica em ohms (Ω); A: área da seção transversal em metros quadrados (m2) (Depende da geometria); L: comprimento em metros (m); ρ: resistividade do material ρ (Ω.m) (depende do material).

3. Leis de Kirchhoff

   •         Ramo: trecho do circuito composto por um elemento;         Nó: interligação de ramos;                Malha: caminho fechado no circuito ou um laço que não engloba nenhum        outro laço.    
   • Nó: Σ I = 0
     • Primeira Lei de Kirchhoff “A somatória das correntes que entram em um nó é igual a zero”   ou “A somatória das correntes que chegam em um nó é igual à somatória das que dele saem”      
   • Malha: Σ U = 0
     • Segunda Lei de Kirchhoff “A somatória das tensões numa malha é igual a zero”  ou “A somatória das tensões no sentido horário é igual à somatória das tensões no sentido anti-horário”

4. Resistor

   • Componente analógico que gera resistência no circuito.
   • Associação
     • Série
       • Resistores em série resiste mais a passagem de eletrons (corrente) Então soma-se: Req = R1 + R2
       • - no circuito série a tensão se “divide” (U = UR1 + UR2); - no circuito equivalente do série, a corrente é a mesma que a original (I = IR1 = IR2) e a tensão é igual à soma total das tensões obtidas em cada componente.    
       • Divisor Tensão
         • Em série: I = U / R1 + R2
     • Paralela
       • “Quando dois ou mais resistores se encontram em paralelo, a corrente tem mais caminhos por onde passar. Assim, a resistência equivalente do trecho é menor em relação às resistências isoladas dos resistores envolvidos”.  
       • - no circuito paralelo a corrente se “divide” (IT = I1 + I2); - no circuito equivalente do paralelo, a tensão em cada componente é a mesma que a original (U = UR1 = UR2).
       • Divisor Corrente
         • Em paralelo: I = U (R1+R2)/R1.R2
     • Mista
   • Termistores
     • Rf = Ri (1 + α.Δθ) alhpa: coeficiente de temperatura (°C^-1) delta teta: Variação de temperatura R: resistencia à temperatura * É válidade para resisteividade variante com temperatura Obs.: Válida se não gouver variação siginificativa das dimensões geométricas

5. Bipólos

   • Linearidade
     • Linear
     • Não-Linear
   • Ação
     • Ativo
     • Passivo
   • Função
     • Receptor
     • Gerador
       • Fontes
         • Independentes
         • Dependentes
         • Corrente
         • Tensão

6. Diodos

   • LED
     • If = (U - Vf) / R If: corrente durante a condução do LED Vf: queda de tensão quando o LED está conduzindo U: Tensão da fonte R: Resistencia do circuito

7. Solução de Circuitos

   • Análise de Malha
     • a)  Passo a passo para circuitos somente com fontes de tensão. - Identifique o número de malhas do circuito: m malhas principais. - Aplique a 2a Lei de Kirchhoff e determine m expressões para as malhas escolhidas. - Identifique o número de nós do circuito: n nós. - Aplique a 1a Lei de Kirchhoff e determine (n-1) expressões não redundantes para os nós escolhidos. - Monte um sistema com m+(n-1) equações e o mesmo número de incógnitas. Solucione o sistema.    
     • b)  Passo a passo para circuito incluindo fontes de corrente. - Identifique o número de fontes de corrente constante: j fontes. - Identifique o número de malhas do circuito: m malhas principais. - Aplique a 2a Lei de Kirchhoff e determine m-j expressões para as malhas escolhidas. - Identifique o número de nós do circuito: n nós. - Aplique a 1a Lei de Kirchhoff e determine (n-1) expressões diferentes para os nós escolhidos. - Determine j expressões com os valores das correntes nos ramos com fontes de corrente. - Monte um sistema com (m+j)+(n-1) equações e o mesmo número de incógnitas. Solucione o sistema.
   • Análise Nodal
     • Em análise de circuitos elétricos, análise nodal ou tensão de análise de um nó ou método do ramo atual é um método para se determinar a tensão, ou diferença de potencial, entre "nós" em um circuito elétrico. Na análise de um circuito, usando Lei de Kirchhoff, pode-se fazer análise nodal ou de análise de malhas.
     • a)  Cálculo da tensão entre dois pontos. b)  Passo a passo da análise nodal  - Identifique os nós essenciais do circuito: n nós. Observe que pontos em comum formam um único nó. - Eleger um dos nós como o nó de referência (terra). - Aplique a 1a Lei de Kirchhoff e obtenha o número de equações necessárias: (n-1) equações com correntes do circuito. - Substitua as correntes pelas correspondentes diferenças de tensão. Considere como referência a diferença de tensão entre os nós e o nó de referência (ou entre nós). - Monte um sistema com (n-1) equações e (n-1) incógnitas (tensões nos nós) e calcule essas tensões.
     • Análise Nodal e Super Nó Se uma fonte de tensão está conectada entre dois nós que não sejam de referência (ou seja, nenhum deles é o terra), então temos um super nó. Circuitos que apresentam super nó podem ser resolvidos utilizando a seguinte estratégia: - Aplicar a Lei das Correntes de Kirchhoff assumindo o ramo com a fonte de tensão como um único nó. - Obter uma expressão para a diferença de potencial no super nó usando 2a Lei de Kirchhoff.

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