aula 5 - ee - circuitos em série
DESCRIPTION
Aula 5 - EE - Circuitos em SérieTRANSCRIPT
![Page 1: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/1.jpg)
Eletricidade e Eletrônica
![Page 2: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/2.jpg)
Prof. Guilherme Nonino Rosa- Técnico em Informática pela ETESP – Escola Técnica de
São Paulo
- Graduado em Ciências da Computação pela Unifran –
Universidade de Franca no ano de 2000.
- Licenciado em Informática pela Fatec – Faculdade de
Tecnologia de Franca no ano de 2011.
- Pós-Graduado em Tecnologia da Informação aplicada
aos Negócios pela Unip-Universidade Paulista no ano de
2012.
- Pós-Graduando em Docência no Ensino Superior pelo
Centro Universitário Senac.
![Page 3: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/3.jpg)
Atuação:
- Docente da Faculdade Anhanguera desde Fevereiro /
2013
- Tutor EAD Anhanguera Educacional desde Maio /
2014
- Docente do Senac – Ribeirão Preto desde
fevereiro/2012.
- Docente do Centro de Educação Tecnológica Paula
Souza, na Etec Prof. José Martimiano da Silva e Etec
Prof. Alcídio de Souza Prado desde fevereiro/2010.
![Page 4: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/4.jpg)
Contatos:
Prof. Guilherme Nonino Rosa
http://guilhermenonino.blogspot.com
![Page 6: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/6.jpg)
PLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM
![Page 7: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/7.jpg)
EMENTA
• Eletrização e cargas elétricas.
• Quantização de cargas.
• Campo, potencial e diferença de potencial.
• Corrente elétrica.
• Componentes elétricos básicos: capacitor, resistor e
indutor.
• Carga e descarga de um capacitor - circuito RC.
• Dispositivos semicondutores: diodos e transistores.
![Page 8: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/8.jpg)
Objetivos
Conhecer os conceitos básicos de
eletricidade e eletrônica, seus
componentes básicos: capacitor,
resistor, indutor, diodos e
transistores.
![Page 9: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/9.jpg)
Procedimentos Metodológicos
• Aula expositiva
• Exercício em classe
• Aula prática.
![Page 10: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/10.jpg)
Sistema de Avaliação
1° Avaliação - PESO 4,0
Atividades Avaliativas a Critério do Professor
Práticas: 03
Teóricas: 07
Total: 10
2° Avaliação - PESO 6,0
Prova Escrita Oficial
Práticas: 03
Teóricas: 07
Total: 10
![Page 11: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/11.jpg)
Bibliografia Padrão
1) BOYLESTAD, Robert L.. Introdução à Análise de Circuitos.. 10ª
ed. São Paulo: Pearson, 2006.
![Page 12: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/12.jpg)
Bibliografia Básica Unidade
Faculdade Anhanguera de Ribeirão Preto (FRP)
1) RAMALHO JR, F. Os Fundamentos da
Física. 9ª ed. São Paulo: Moderna, 2007.
2) HALLIDAY, David. Física 3. 5ª ed. Rio de
Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos,
2004.
![Page 13: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/13.jpg)
Semana n°. Tema
1 Apresentação da Disciplina e Metodologia de Trabalho.
Conceitos básicos de Eletricidade
e Eletrônica.
2 Eletrização e Cargas Elétricas.
3 Quantização de Cargas.
4 Campo, Potencial e Diferença de Potencial.
5 Campo, Potencial e Diferença de Potencial.
6 Corrente Elétrica.
7 Componentes Elétricos Básicos: Capacitor, Resistor e
Indutor.
8 Componentes Elétricos Básicos: Capacitor, Resistor e
Indutor.
Cronograma de Aulas
![Page 14: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/14.jpg)
Semana n°. Tema
9 Atividades de Avaliação.
10 Laboratório - Instrumentação.
11 Laboratório - Instrumentação.
12 Carga e Descarga de um Capacitor - Circuito RC.
13 Circuito RC.
14 Circuito RC.
15 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores.
16 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores.
Cronograma de Aulas
![Page 15: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/15.jpg)
Semana n°. Tema
17 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores.
18 Prova Escrita Oficial
19 Exercícios de Revisão.
20 Prova Substitutiva.
Cronograma de Aulas
![Page 16: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/16.jpg)
Elementos de um circuito
![Page 17: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/17.jpg)
FIGURA 5.1 COMPONENTES BÁSICOS DE UM CIRCUITO ELÉTRICO.
ddp : promove um fluxo de cargas através de um circuito simples.
terminal(+) atrai os elétrons(-) com a mesma rapidez que saem
do terminal(-)
corrente: limitada pelo resistor (R). Quanto maior a resistência, maior
menor a corrente e vice-versa(Lei de Ohm)
Fluxo convencional da corrente(I convencional) é o oposto do fluxo de
elétrons (I elétrons).
![Page 18: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/18.jpg)
FIGURA 5.2 SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE PARA CIRCUITO DE CC DE UMA FONTE.
Fluxo uniforme de cargas nos leva a concluir que a corrente contínua I é a
mesma em qualquer ponto de circuito.
Fluxo convencional: aumento de potencial ao atravessarmos a bateria(de –
para +) e uma queda de potencial ao atravessarmos o resistor(de + para -)
![Page 19: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/19.jpg)
FIGURA 5.3 POLARIDADE RESULTANTE DA PASSAGEM DE UMA CORRENTE CONVENCIONAL I POR UM ELEMENTE RESISTIVO.
O Fluxo convencional sempre passa de um potencial mais alto para um
potencial mais baixo ao atravessar um resistor, qualquer que seja o número
de fontes de tensão no mesmo circuito.
![Page 20: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/20.jpg)
FIGURA 5.4 (A) CIRCUITO EM SÉRIE; (B) SITUAÇÃO NA QUAL R1 E R2 NÃO ESTÃO EM SÉRIE.
Um circuito consiste de um número qualquer de elementos unidos por seus
terminais, estabelecendo pelo menos um caminho fechado através do qual a
carga possa fluir.
Circuitos
![Page 21: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/21.jpg)
FIGURA 5.4 (A) CIRCUITO EM SÉRIE; (B) SITUAÇÃO NA QUAL R1 E R2 NÃO ESTÃO EM SÉRIE.
Dois elementos estão em série se:
1. Possuem somente um terminal em comum (isto é, um terminal de um está
conectado somente a um terminal do outro).
2. O ponto comum entre os dois elementos não está conectado a outro
elemento percorrido por corrente.
Circuitos em série
![Page 22: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/22.jpg)
3. Todos os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica (i)
4. A tensão total se divide entre os resistores
5. O resistor de maior resistência elétrica fica submetido à maior d.d.p. e vice-
versa
6. A resistência total(ou equivalente) de um circuito em série é a soma das
resistências do circuito.
Circuitos em série
![Page 23: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/23.jpg)
FIGURA 5.6 SUBSTITUINDO OS RESISTORES EM SÉRIE R1 E R2 DA FIG. 5.5 PELA RESISTÊNCIA TOTAL.
A resistência total (ou equivalente) de um circuito em série é a soma das resistências do circuito.
Circuitos em série
![Page 24: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/24.jpg)
FIGURA 5.5 RESISTÊNCIA “VISTA” PELA FONTE.
Circuitos em série
Para determinar a corrente usando a lei de Ohm usamos a forma acima...
![Page 25: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/25.jpg)
Circuitos em série
Calcular a tensão entre os terminais de cada resistor usando a lei de Ohm
![Page 26: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/26.jpg)
Circuitos em série
Potência fornecida a cada resistor pode ser determinada utilizando qualquer uma
das três equações abaixo:
![Page 27: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/27.jpg)
Exercícios na lousa
![Page 28: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/28.jpg)
FIGURA 5.10 REDUZINDO FONTES DE TENSÃO CONTÍNUA EM SÉRIE A UMA ÚNICA FONTE.
Fontes de tensão em série
As fontes de tensão podem ser conectadas em série, para
aumentar ou diminuir a tensão total aplicada a um
sistema.
A tensão resultante é determinada somando-se as
tensões das fontes de mesma polaridade e subtraindo as
de polaridade oposta.
A polaridade resultante é aquela para a qual a soma é
maior.
![Page 29: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/29.jpg)
FIGURA 5.10 REDUZINDO FONTES DE TENSÃO CONTÍNUA EM SÉRIE A UMA ÚNICA FONTE.
Fontes de tensão em série
ET=E1+E2+E3 = 10V + 6V + 2V = 18V
ET=E1+E2+E3 = 9V + 3V -4V = 8V
![Page 30: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/30.jpg)
FIGURA 5.11 GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF.
Embora tenha contribuído em muitasáreas no campo da física, é maisconhecido por seu trabalho sobre asrelações entre correntes e tensões emum circuito elétrico, publicado em1847. Realizou pesquisas com oquímico alemão Robert Bunsen(inventor do bico de Bunsen) queresultaram na descoberta doselementos químicos césio e rubídio.
Lei de Kirchhoff para tensões
![Page 31: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/31.jpg)
FIGURA 5.12 APLICANDO A LEI DE KIRCHHOFF PARA TENSÕES A UM CIRCUITO EM SÉRIE.
A lei de Kirchhoff para tensões (LKT) afirma que a soma algébrica das variações de potencial
(ou quedas de tensão) em uma malha fechada é nula.
A tensão aplicada a um circuito em série é igual à soma das quedas de tensão nos elementos em
série.
Lei de Kirchhoff para tensões
![Page 32: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/32.jpg)
Por convenção sempre usamos o sentido horário para tensões que se seguem.
Um sinal positivo indica uma elevação de potencial (de – para +), e um sinal
negativo uma queda (de + para -).
Se seguirmos a corrente no circuito a partir do ponto (a), primeiro
encontraremos uma queda de potencial V1 (de + para -) entre os terminais de
R1 e outra queda V2 entre os terminais de R2.
Ao passarmos pelo interior da fonte temos um aumento de potencial( de –
para +) antes de retornar ao ponto (a).
Em forma simbólica, usando Σ para representar somatório, P para malha
fechada e V para as variações de potencial
Lei de Kirchhoff para tensões
![Page 33: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/33.jpg)
Lei de Kirchhoff para tensões
Σ V= 0
Circuito da Figura 5.12, usando o sentido horário, seguindo
a corrente I e começando no ponto d:
+E – V1 – V2 = 0
Ou
E = V1 + V2
A tensão aplicada a um circuito em série
é igual a soma das quedas da tensão nos
elementos em série.
![Page 34: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/34.jpg)
Lei de Kirchhoff para tensões
Σ Velevações= Σ Vquedas
A soma das elevações de potencial em uma malha fechada
tem de ser igual à soma das quedas de potencial.
-E + V2 + V1 = 0
Ou
E = V1 + V2
A aplicação da lei de Kirchhoff para
tensões não precisa seguir um caminho
que inclua elementos percorridos por
corrente.
![Page 35: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/35.jpg)
FIGURA 5.13 DEMONSTRAÇÃO DE QUE PODE EXISTIR DDP ENTRE DOIS PONTOS NÃO CONECTADOS POR UM CONDUTOR
PERCORRIDO POR CORRENTE.
+12V – Vx - 8V = 0
Vx = 4V
![Page 36: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/36.jpg)
Exercícios na lousa
![Page 37: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/37.jpg)
FIGURA 5.10 REDUZINDO FONTES DE TENSÃO CONTÍNUA EM SÉRIE A UMA ÚNICA FONTE.
Intercambiando elementos em série.
Os elementos de circuitos em série
podem ser intercambiados sem que a
resistência total, a corrente que
atravessa o circuito e a potência
consumida pelos diferentes elementos
sejam afetadas.
![Page 38: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/38.jpg)
FIGURA 5.19 CIRCUITO DE CC EM SÉRIE COM ELEMENTOS A SEREM INTERCAMBIADOS.
A resistência total Rt é 35Ω nos dois casos
e I= 75V/35Ω = 2,14 A
A tensão V2 = IR2 (2,14A)*(5Ω) = 10,71V
Intercambiando elementos em série.
![Page 39: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/39.jpg)
Exercícios na lousa
![Page 40: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/40.jpg)
FIGURA 5.23 COMO A TENSÃO SE DIVIDE ENTRE OS ELEMENTOS RESISTIVOS EM SÉRIE.
Nos circuitos em série, a tensão entre os terminais dos elementos resistivos se divide na mesma
proporção que os valores de resistência.
Regras dos divisores de Tensão.
Captura a
maior
parte da
tensão
Captura a
menor
parte da
tensão
FIGURA 5.24 A RAZÃO ENTRE OS VALORES DAS RESISTÊNCIAS DETERMINA A DIVISÃO DA TENSÃO EM UM CIRCUITO CC EM
SÉRIE.
Ainda que as resistências sejam multiplicadas por um milhão, as tensões continuarão as mesmas.
![Page 41: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/41.jpg)
FIGURA 5.25 O ELEMENTO RESISTIVO MAIOR IRÁ CAPTURAR A MAIOR PARTE DA TENSÃO APLICADA.
Regras dos divisores de Tensão.
![Page 42: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/42.jpg)
Regras dos divisores de Tensão.
I = E / Rt
I = 100 V / 1.001.100Ω
I = 99,89 μA
V1= IR1 (99,89μA)(1MΩ) = 99,89V
V2= IR2 (99,89μA)(1kΩ) = 99,89mV
V3= IR3 (99,89μA)(100Ω) = 9,989mV
![Page 43: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/43.jpg)
FIGURA 5.26 DEDUÇÃO DA REGRA DOS DIVISORES DE TENSÃO.
A tensão entre os terminais de um resistor em um circuito em série seja igual ao
valor desse resistor multiplicado pela tensão total aplicada aos elementos em série
do circuito, dividida pela resistência total dos elementos em série.
Regras dos divisores de Tensão.
![Page 44: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/44.jpg)
Exercícios na lousa
![Page 45: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/45.jpg)
FIGURA 5.32 TRÊS FORMAS DE MOSTRAR O MESMO CIRCUITO EM SÉRIE DE CORRENTE CONTÍNUA.
Notação
Fontes de Tensão e de terra
![Page 46: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/46.jpg)
FIGURA 5.36 DEFININDO O SINAL PARA A NOTAÇÃO DE DUPLO ÍNDICE INFERIOR.
Notação
Notação de duplo índice inferior
A tensão Vab é a tensão no ponto a em relação ao
ponto b.
![Page 47: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/47.jpg)
FIGURA 5.37 DEFININDO O USO DA NOTAÇÃO DE ÍNDICE ÚNICO PARA VALORES DE TENSÃO.
NotaçãoNotação de índice inferior único
A notação de índice inferior único Va especifica a tensão no ponto a em
relação ao ponto de terra (zero volt) Se a tensão é menor que zero, um sinal
negativo deve ser associado a valor de Va.
![Page 48: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/48.jpg)
Exercícios na lousa
![Page 49: Aula 5 - EE - Circuitos em Série](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020110/5586889bd8b42a88308b456f/html5/thumbnails/49.jpg)