Resposta :
Circuitos elétricosAgora que já estudamos uma boa quantidade de conceitos de eletricidade vamos utilizar estes conceitos para entender e, resolver exercícios com circuitos elétricos. O circuito elétrico é formado por uma ou mais fontes de energia elétrica, fios condutores e algum elemento de circuito como resistores, capacitores e receptores. O circuito elétrico estará completo quando a corrente elétrica, que sai de um dos terminais da fonte de energia, percorre os componentes do circuito e fecha seu percurso no outro pólo da fonte de energia.
Os circuitos elétricos podem ser subdivididos em nós, ramos e malhas. Abaixo temos um exemplo de circuito elétrico.
Agora, Vamos analisar um circuito elétrico constituído por uma bateria e três lâmpadas ligadas em série, observe o desenho abaixo:
Percebemos uma fonte de 12 V alimenta o circuito e uma corrente elétrica i percorre as três lâmpadas de 2Ω cada uma, fechando o circuito. Sabemos que os elétrons livres percorrem o condutor do pólo negativo para o positivo. Neste percurso os elétrons passam pelos resistores das lâmpadas e perdem a energia que transportam, voltando à bateria.
É importante perceber que no desenho temos o sentido da corrente elétrica do pólo positivo para o negativo, este é o sentido convencional da corrente elétrica e é diferente do sentido que os elétrons livres percorrem.
Para calcularmos o valor da corrente elétrica e da tensão para cada resistor no circuito elétrico devemos conhecer as leis de Kirchhoff. Estas leis foram formuladas em 1845 por Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887) e se baseiam no principio de conservação da energia e no principio de conservação da carga elétrica:
1ª Lei de Kirchhoff (Lei das Correntes ou Leis dos Nós)
Em um nó, a soma das correntes elétricas que entram é igual à soma das correntes que saem.
2ª Lei de Kirchhoff (Lei das Tensões ou Lei das Malhas)
A soma algébrica da d.d.p (Diferença de Potencial) em um percurso fechado é nula.
No nosso exemplo os resistores estão em série, logo todos são percorridos pela mesma corrente elétrica. Mas, pela 2ª lei de Kirchhoff, a tensão elétrica de 12 V se divide para os três resistores. Logo:
12 = U1 +U2+U3
Como os resistores são iguais as tensões em cada um deles também são iguais:
12 = U1 +U1 + U1
12 = 3.U1
3.U1 = 12
U1 = 12/3
U1 = 4V
Sendo assim, são 4V de tensão para cada resistor e com este valor podemos calcular a corrente elétrica:
U = R. i
i = U/R
i = 4/2
i = 2A
Logo, a corrente no circuito é igual a 2A.
Vamos analisar outro exemplo de circuito elétrico, um circuito com três resistores em umaassociação mista:
No circuito elétrico acima temos uma associação de resistores mista, e a corrente elétrica é dividida em duas para os resistores que estão em paralelo. Logo, pela 1ª lei de Kirchhoff:
i = i1 + i2
Para chegarmos no valor da corrente elétrica total temos que calcularmos a resistência equivalente do circuito. Reduzindo os resistores paralelos a um:
R = R /2
R = 2 / 2
R = 1Ω
Assim, a resistência equivalente é igual a soma dos resistores a cima:
Req = R1 + R2
Req = 2 + 1
Req = 3 Ω
Agora que temos a resistência equivalente do circuito podemos calcular a corrente elétrica total:
i = U/Ri = 12 / 3i = 4A
A corrente total se divide em i1 e i2, como os resistores são iguais a corrente elétrica se divide por igual:
i = i1 + i2i = 2 . i14 = 2 . i12 . i1 = 4i1 = 4 / 2
i1 = 2Ai2 = 2A
Sendo assim, a corrente elétrica de 4 A se divide no nó do circuito em duas partes iguais a 2 A. Com estes valores de corrente elétrica você pode calcular a tensão para cada resistor. Faça isso para treinar!
Os circuitos elétricos podem ser subdivididos em nós, ramos e malhas. Abaixo temos um exemplo de circuito elétrico.
Agora, Vamos analisar um circuito elétrico constituído por uma bateria e três lâmpadas ligadas em série, observe o desenho abaixo:
Percebemos uma fonte de 12 V alimenta o circuito e uma corrente elétrica i percorre as três lâmpadas de 2Ω cada uma, fechando o circuito. Sabemos que os elétrons livres percorrem o condutor do pólo negativo para o positivo. Neste percurso os elétrons passam pelos resistores das lâmpadas e perdem a energia que transportam, voltando à bateria.
É importante perceber que no desenho temos o sentido da corrente elétrica do pólo positivo para o negativo, este é o sentido convencional da corrente elétrica e é diferente do sentido que os elétrons livres percorrem.
Para calcularmos o valor da corrente elétrica e da tensão para cada resistor no circuito elétrico devemos conhecer as leis de Kirchhoff. Estas leis foram formuladas em 1845 por Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887) e se baseiam no principio de conservação da energia e no principio de conservação da carga elétrica:
1ª Lei de Kirchhoff (Lei das Correntes ou Leis dos Nós)
Em um nó, a soma das correntes elétricas que entram é igual à soma das correntes que saem.
2ª Lei de Kirchhoff (Lei das Tensões ou Lei das Malhas)
A soma algébrica da d.d.p (Diferença de Potencial) em um percurso fechado é nula.
No nosso exemplo os resistores estão em série, logo todos são percorridos pela mesma corrente elétrica. Mas, pela 2ª lei de Kirchhoff, a tensão elétrica de 12 V se divide para os três resistores. Logo:
12 = U1 +U2+U3
Como os resistores são iguais as tensões em cada um deles também são iguais:
12 = U1 +U1 + U1
12 = 3.U1
3.U1 = 12
U1 = 12/3
U1 = 4V
Sendo assim, são 4V de tensão para cada resistor e com este valor podemos calcular a corrente elétrica:
U = R. i
i = U/R
i = 4/2
i = 2A
Logo, a corrente no circuito é igual a 2A.
Vamos analisar outro exemplo de circuito elétrico, um circuito com três resistores em umaassociação mista:
No circuito elétrico acima temos uma associação de resistores mista, e a corrente elétrica é dividida em duas para os resistores que estão em paralelo. Logo, pela 1ª lei de Kirchhoff:
i = i1 + i2
Para chegarmos no valor da corrente elétrica total temos que calcularmos a resistência equivalente do circuito. Reduzindo os resistores paralelos a um:
R = R /2
R = 2 / 2
R = 1Ω
Assim, a resistência equivalente é igual a soma dos resistores a cima:
Req = R1 + R2
Req = 2 + 1
Req = 3 Ω
Agora que temos a resistência equivalente do circuito podemos calcular a corrente elétrica total:
i = U/Ri = 12 / 3i = 4A
A corrente total se divide em i1 e i2, como os resistores são iguais a corrente elétrica se divide por igual:
i = i1 + i2i = 2 . i14 = 2 . i12 . i1 = 4i1 = 4 / 2
i1 = 2Ai2 = 2A
Sendo assim, a corrente elétrica de 4 A se divide no nó do circuito em duas partes iguais a 2 A. Com estes valores de corrente elétrica você pode calcular a tensão para cada resistor. Faça isso para treinar!