O documento discute conceitos básicos de eletricidade, incluindo eletrostática, potencial elétrico, corrente elétrica e tipos de circuitos. Explica como resistores funcionam em circuitos série e paralelo e as leis de Ohm, Potência e Energia.

1. Circuitos de Corrente Contínua
„„ Conceitos básicos de eletricidade
„„ Fundamentos de Eletrostática
„„ Potencial, Diferença de Potencial, Corrente
„„ Tipos de Materiais
„„ Circuito Elétrico
„„ Resistores
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2. Circuitos de Corrente Contínua
„„ Lei de Ohm
„„ Potência e Energia Elétrica
„„ Circuitos Série
„„ Circuitos Paralelo
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3. Conceitos Básicos
Eletricidade
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Eletrostática Eletrostática
Eletrodinâmica Eletrodinâmica
Cargas elétricas em repouso em um corpo
Movimento dos elétrons livres de um átomo para outro

4. Fundamentos da Eletrostática
Em estado natural, qualquer porção de matéria é eletricamente neutra
EQUILÍBRIO ESTÁTICO
EQUILÍBRIO
ESTÁTICO
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5. Fundamentos da EletrostáticaPOSITIVA: Quando o corpo perde elétrons
Eletrização Eletrização
Como um corpo se eletriza? Como um corpo se eletriza?
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NEGATIVA: Quando o corpo ganha elétrons
Processo pelo qual altera-se a condição de equilíbrio estático
¾Por indução
¾Por atrito
¾Por contato

6. Fundamentos da Eletrostática
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ATRAÇÃO ATRAÇÃO
Cargas de sinais opostos Cargas de sinais opostos
+–

7. Fundamentos da Eletrostática
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REPULSÃO REPULSÃO
Cargas de sinais iguais Cargas de sinais iguais
++––

8. Descarga Elétrica
Os elétrons em excesso de um corpo são atraídos para outro corpo que tenha falta de elétrons, quando estes se tocam, causando uma DESCARGA POR CONTATO.
Se a diferença de carga for grande, a transferência das cargas pode ocorrer pelo ar, formando um arco.
Exemplo: raios em uma tempestade.
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9. Potencial Elétrico
Um corpo com uma intensa eletrização tem maior Energia Potencial, ou maior POTENCIAL ELÉTRICO que outro que tenha fraca eletrização, podendo portanto realizar mais trabalho.
Quantidade de carga elétrica de um corpo (Q) =
Nº de Prótons –Nº de Elétrons
Carga de 1 elétron: Q(1e-) = 1,6 x 10-19Coulomb
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10. Diferença de Potencial
Também conhecida como ddpou TENSÃO é a comparação entre os potenciais elétricos de 2 corpos, que podem ter cargas iguais ou diferentes. Exemplos: – – – – ddp––– – – – – – –+ + + + + + – ddp+ neutro+– + – + – ++ + + + + + – – – – – – ddp+ – + + + + + + ddp+ + + + + + +
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11. Tensão Elétrica
¾Grandeza gerada a partir do desequilíbrio de potencial entre 2 pontos, conhecidos como Pólos
¾Símbolo: letra “ V ”
¾Por se tratar de uma grandeza elétrica, pode ser medida e a unidade de medida é “ Volt ”
¾Por ação térmica
¾Por ação da luz
¾Por ação mecânica
¾Por ação magnética
¾Por ação química
Como pode-se gerar tensão?
Como pode-se
gerar tensão?
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12. Bateria
Neste arranjo ocorre uma reação química, onde o eletrólito (ácido) faz com que os átomos do zinco fiquem com excesso de elétrons, e os de cobre com a falta de elétrons, causando um desequilíbrio elétrico. Por ter polaridade fixa, é uma FONTE DE TENSÃO CONTÍNUA. cobrezinco+ + + – – – +– eletrólitoou solução iônica
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13. Corrente Elétrica
¾É o fundamento da ELETRODINÂMICA
¾Consiste em um movimento orientado de cargas, provocado pelo desequilíbrio elétrico (tensão elétrica). É a forma pela qual os corpos tentam restabelecer o equilíbrio elétrico.
¾Símbolo: letra “ I ”
¾Por se tratar de uma grandeza elétrica, pode ser medida e a unidade de medida é:
Ampère[A] = Coulomb/segundos
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14. Sentido da Corrente Elétrica
¾O sentido do movimento real de cargas é do terminal negativo da fonte (ponto de menor potencial) para o terminal positivo da fonte (ponto de maior potencial), conforme esquema: +– elétrons
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15. Sentido da Corrente Elétrica
¾O sentido do movimento convencional de cargas é o contrário do movimento real, ou seja, do terminal positivo ao terminal negativo da fonte, passando pela carga. +– elétrons
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16. Sentido da Corrente Elétrica
¾O sentido do movimento convencional de cargas é o contrário do movimento real, ou seja, do terminal positivo ao terminal negativo da fonte, passando pela carga. +– corrente convencional
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17. Tipos de Materiais Elétricos
Isolantes Isolantes
Possuem elétrons fortemente ligados ao núcleo de seus átomos, dificultando sua movimentação e oferecendo alta resistência à circulação de corrente. Ex: plástico, teflon, borracha, etc.
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18. Tipos de Materiais Elétricos
Condutores Condutores
Possuem elétrons fracamente ligados ao núcleo de seus átomos, o que facilita sua movimentação e oferece baixa resistência à circulação de corrente. Ex: cobre, prata, ouro, alumínio, etc.
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19. Circuito Elétrico
¾É o caminho fechado por onde circula a CORRENTE ELÉTRICA
¾Caso o movimento das cargas elétricas seja sempre no mesmo sentido, o circuito elétrico é chamado de CIRCUITO DE CORRENTE CONTÍNUA (CC ou DC)
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20. Circuito Elétrico
¾É constituído basicamente de 4 partes:
1.Fonte de Tensão: bateria, gerador
2.Condutores: fios, trilhas (baixa resistência)
3.Carga: dispositivo que utiliza a energia elétrica
4.Dispositivo de controle: chave, fusível, disjuntor
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21. Circuito Elétrico
¾Exemplo de Desenho Esquemático:
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22. O Símbolo do Terra
¾Indica um ponto comum onde algumas das partes constituintes do circuito estão ligadas. Exemplo:
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23. Resistência (Resistor)
¾É um componente dos circuitos elétricos que representa uma oposição ao fluxo de corrente ¾Caso tenha valor conhecido e bem definido é chamado de Resistor Fixo. Símbolo: ¾Também pode ser de valor ajustável, sendo chamado de Potenciômetro ou Reostato. Símbolo: ¾Unidade no S.I. : Ohm [Ω]
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24. Lei de Ohm
¾A corrente em um circuito resistivo é igual à relação tensão/correnteIRVRVI.=⇒=
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25. Lei de Ohm
Exemplo: Calcular a corrente do circuito resistivo abaixo. V= 20V+ – R= 5Ω RVI= 4520 AVI= Ω=⇒
Solução:
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26. Lei de Ohm
Exemplo: Calcular a resistência de filamento de uma lâmpada que é ligada em um circuito de corrente contínua conforme esquema: V= 120V+ –I= 2AΩ==⇒602120AVRIVRRVI=⇒=
Solução:
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27. Potência Elétrica
¾É a medida da energia elétrica transferida da fonte de alimentação para a carga, por unidade de tempo.
¾É equivalente ao trabalho realizado pela energia potencial da fonte de alimentação dentro de um intervalo de tempo.
¾Símbolo: letra “ P ”
¾Por se tratar de grandeza elétrica, pode ser medida e a unidade de medida no Sistema Internacional é:
Watt [W] = Joule/segundos
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28. Potência Elétrica
Expressão para o cálculo da potência CC . IVP=
Usando-se a Lei de Ohm, a expressão para o cáclulo da potência CC pode ser reescrita como: 2. )..( IRPIIRP=⇒= )( 2RVPRVRP=⇒=
ou
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29. Potência Elétrica
Exemplo: Calcular a potência elétrica consumida por um resistor de 100Ω que está sendo percorrido por uma corrente de 200mA. V+ – R = 100Ω200 mA 4 )20,0( 100 2WxP==⇒ . 2IRP=
Solução:
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30. Potência Elétrica
Exemplo: Considere um circuito resistivo onde o gerador fornece 20A de corrente, com uma tensão CC de 240V. Qual é a potência consumida pelo circuito?
V = 240V+ – 20 Acarga resistiva
Solução: 8,4 4800 20 240 kWWxP===⇒ . IVP=
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31. Energia Elétrica
¾Como a Potência Elétrica é a energia (fornecida ou consumida) por unidade de tempo, pode-se calcular a Energia Elétrica (w) a partir da potência e do tempo.
¾A unidade de energia no Sistema Internacional é “ Joule ”: g][Watt].[se [J] . =⇒=⇒=tPwtwP
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32. Energia Elétrica
¾Em eletricidade, por conta da ordem de grandeza da energia medida, usa-se: .[hora][kiloWatt] ][ . =⇒=wtPw
¾Ou seja, usa-se a unidade conhecida como KiloWatt-Hora (kWh) para medidas de Energia Elétrica.
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33. Energia Elétrica
Exemplo: Considere uma lâmpada incandescente de 60W ligada em um circuito CC, alimentada por uma tensão de 120V. Calcule a resistência elétrica da lâmpada, a corrente que percorre o circuito e a energia consumida pela lâmpada caso ela fique ligada durante 24h. V= 120V+ –IP = 60W
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34. Energia ElétricaV= 120V+ –IP = 60W
Solução:
¾Pela expressão da potência, pode-se calcular a resistência de filamento da lâmpada: Ω=⇒=⇒=⇒=240 60120 222RRPVRRVP
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35. Energia ElétricaV= 120V+ –IP = 60W
Solução:
¾Pela Lei de Ohm, pode-se calcular a corrente que percorre o circuito: AIIRVI5,0 240120 =⇒=⇒=
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36. Energia ElétricaV= 120V+ –IP = 60W
Solução:
¾Pela expressão da energia, pode-se calcular o consumo: kWhwxwtPw 44,1 24 060,0 . =⇒=⇒=
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37. Circuito Série
¾Um circuito série é aquele que permite somente um percurso para a passagem da corrente
¾A corrente “ I ” é a mesma em todos os pontos do circuito
R3V+ – R1IR2III
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38. Circuito Série ¾A resistência total é a soma das resistências do circuito (associação-série): 321RRRRT++= V+ – R1IR2IIIR3 ¾A tensão total é a soma das tensões nos terminais dos resistores em série: 321VVVV++=
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39. Circuito Série+ – R1R2R3IVII+– –+ 1V 2V 3V+ –
A tensão nos terminais de carga de cada resistor é calculada pela Lei de Ohm: . 11IRV= . 22IRV= . 33IRV=
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40. Circuito Série+ – R1R2R3IVII+– –+ 1V 2V 3V+ –
POLARIDADES: As quedas de tensão nos terminais de cada resistor têm as polaridades definidas pelo sentido da corrente convencional, que circula do terminal de maior potencial (+) para o de menor potencial (–) na carga.
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41. Circuito Série+ – R1R2R3IVII+– –+ 1V 2V 3V+ –
POTÊNCIA: A potência total fornecida pela fonte de alimentação é igual à soma das potências consumidas pelos resistores de carga: ).( . 321321IVVVIVPPPPT++==++=
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42. Uso Racional de Energia no Meio Rural –– FCA/2004
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43. Circuito Série -exemplo
a)A resistência equivalente, b)A corrente, c)A potência em cada resistor e a potência total, d)As quedas de tensão em cada resistor. Considere o circuito em série com 3 resistores da figura ao lado e calcule:
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44. Circuito Série -exemplo
a) Resistência equivalente: 227105 321Ω=++=++=RRRRT
b) Corrente: 522110 AIRVIT=⇒==
c) Potência em cada resistor: 2505 10. 2222WxIRP=== 1255 5. 2211WxIRP=== 1755 7. 2233WxIRP===
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45. Circuito Série -exemplo
c) Potência total: W550 5 22. 22===xIRPTT W 55022110 22=⇒==TTTPRVP
ou
d) Quedas de tensão em cada resistor: V 255 5. 11===xIRV V 505 10. 22===xIRV V 355 7. 33===xIRV
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46. Uso Racional de Energia no Meio Rural –– FCA/2004
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47. Circuito Série -exemplo
Calcule as resistências R1e R2do divisor resistivo apresentado na figura abaixo, para que a tensão no ponto entre elas seja +5V em relação ao terra do circuito.
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48. Circuito Série -exemplo
Solução: 701,05125 11Ω= − =⇒ − =RRVIT 501,05 2222Ω===⇒= IVRRVI
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49. Uso Racional de Energia no Meio Rural –– FCA/2004
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50. Circuito Paralelo
¾Um circuito CC paralelo é aquele no qual a corrente fornecida pela fonte de alimentação é dividida em dois ou mais ramos (malhas), podendo assumir diferentes valores ou valores iguais, dependendo da resistência oferecida pela malha do circuito.
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51. Circuito Paralelo
¾Neste exemplo, a tensões nos terminais dos resistores de carga em paralelo são iguais: 321VVVV===
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52. Circuito Paralelo
¾E soma das correntes nos diferentes ramos é igual à corrente total fornecida pela fonte de alimentação: 321IIIIT++=
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53. Circuito Paralelo
¾Se as resistências forem iguais, as correntes I1, I2e I3também serão iguais;
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54. Circuito Paralelo
¾Se as resistências tiverem valores diferentes, as correntes também são diferentes e podem ser calculadas pela Lei de Ohm, a partir da tensão da fonte (V) e dos valores das resistências: 33RVI= 22RVI= 11RVI=
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55. Circuito Paralelo
POTÊNCIA: A potência total fornecida pela fonte de alimentação é igual à soma das potências consumidas pelos resistores de carga, como no circuito série: ).( . 321321VIIIVIPPPPTT++==++=
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57. Circuito Paralelo -exemplo
Considere uma cozinha com alimentação em CC e diversos aparelhos conectados às tomadas conforme a figura. Calcule as correntes elétricas em cada aparelho, a potência que o circuito deve suportar e o consumo caso todas as cargas sejam ligadas simultaneamente durante 2h.
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58. Circuito Paralelo -exemplo
¾Primeiramente, esquematiza-se o circuito conforme a figura abaixo, onde é possível observar as 3 cargas resistivas ligadas em paralelo:
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59. Circuito Paralelo -exemplo
Solução:
¾Aplicando-se a Lei de Ohm, calculam-se as correntes nos ramos do circuito: ARVI815120 11===ARVI815120 22===ARVI1012120 33===
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60. Circuito Paralelo -exemplo
Solução:
¾A potência que o circuito deve suportar é a soma das potências de cada aparelho: W3120120).1088().( 321321=++=++=++=VIIIPPPPT
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61. Circuito Paralelo -exemplo
Solução:
¾Caso todos os aparelhos fiquem ligados durante 2h, juntos irão consumir energia elétrica equivalente a: kWhwxwtPw 24,6 2 120,3 . =⇒=⇒=
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62. Circuito Paralelo
¾A resistência total em um circuito paralelo (associação-paralelo) pode ser calculada pela expressão: nTRRRRR1 ... 1111 321++++=
considerando-se n resistências associadas em paralelo.
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63. Circuito Paralelo -exemplo
Para o mesmo circuito do exemplo anterior, recalcule a corrente total, utilizando a expressão da resistência equivalente em paralelo.
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64. Circuito Paralelo -exemplo
Solução: 1211511511 1111 321++=⇒++= TTRRRRRΩ=⇒=⇒615,4 180391 TTRRARVITT264,615120 ===
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65. Uso Racional de Energia no Meio Rural –– FCA/2004
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66. Circuito Paralelo
Exemplo: Calcule as correntes I1e I2nos ramos do circuito paralelo da figura abaixo, para os valores fornecidos de corrente total e resistência.
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67. Circuito Paralelo
Solução:
Calcula-se a resistência equivalente, a tensão de alimentação e, em seguida, as correntes I1e I2: 2 61311 111 21Ω=⇒+=⇒+=TTTRRRRR
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68. Circuito Paralelo
Solução:
Calcula-se a resistência equivalente, a tensão de alimentação e, em seguida, as correntes I1e I2:      === === ⇒===⇒Ω= ARVIARVIVxIRVRT663612336 36 18 2. 2 2211
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