Elétrica Básica
Autor: Professor Júlio | Publicado: 2011-10-12T05:54:00-07:00

Eletricidade

Eletricidade é uma manifestação de uma forma de energia associada a cargas elétricas, paradas ou em movimento. O que possui cargas elétricas são os elétrons, partículas minúsculas que giram em volta do núcleo dos átomos que formam as substâncias.
Ocorre que certos materiais perdem cargas elétricas quando atritados com outros (ou, dependendo do material atritado, ganham cargas elétricas em vez de perdê-las).Quando ganham, dizemos que ficam carregados negativamente, pois convencionou-se dizer que os elétrons possuem cargas negativas. Quando perdem elétrons, ficam carregados positivamente. Estando eletricamente carregado, o material é capaz de atrair corpos eletricamente neutros e cargas com sinais opostos.Este fato pode ser verificado facilmente. Por exemplo, um pente depois de ser atritado várias vezes contra o cabelo atrai pedaços pequenos de papel picado.Esta forma de eletricidade chama-se eletrostática.Carga Elétrica&nbsp;Um corpo tem carga negativa se nele há um excesso de elétrons e positiva se há falta de elétrons em relação ao número de prótons. A quantidade de carga elétrica de um corpo é determinada pela diferença entre o número de prótons e o número de elétrons que um corpo contém. O símbolo da carga elétrica de um corpo é Q, expresso pela unidade coulomb (C). A carga de um coulomb negativo significa que o corpo contém uma carga de 6,25 x 1018 mais elétrons do que prótons.
Tensão elétrica
Tensão elétrica é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. Sua unidade de medida é o volt, o nome é homenagem ao físico italiano Alessandro Volta. Observe que a palavra "voltagem" não é o termo técnico correto; é um erro usá-la na língua portuguesa. Use sempre o termo tensão elétrica. Para facilitar o entendimento do que seja a tensão elétrica pode-se fazer um paralelo desta com a pressão hidráulica. Quanto maior a diferença de pressão hidráulica entre dois pontos, maior será o fluxo, caso haja comunicação entre estes dois pontos. O fluxo (que em eletrodinâmica seria a corrente elétrica) será assim uma função da pressão hidráulica (tensão elétrica) e da oposição à passagem do fluido (resistência elétrica). Este é o fundamento da lei de Ohm, na sua forma para corrente contínua:V = R . Ionde: ·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; R = Resistência (Ω - ohms);·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; I = Corrente (A - ampères);·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; U = Tensão (V - volts) 

Quando existem dois materiais, um com carga positiva (falta de elétrons)e outro com carga negativa(excesso de elétrons), dizemos que existe entre eles uma diferença de potencial(D.D.P) ou tensão elétrica. Geralmente os átomos procuram ter o mesmo número de elétrons e prótons e neste materias vai existir uma força atuando para que esses átomos se equilibrem. Esta força é que vai produzir luz, calor, movimento, etc...Resumindo, tensão é a força que produz os efeitos elétricos.&nbsp;Corrente&nbsp;Corrente (I) é simplesmente o fluxo de elétrons. Essa corrente é produzida pelo deslocamento de elétrons através de uma d.d.p.(diferença de potencial) em um condutor. A unidade fundamental de corrente é o ampère (A). 1 A é o deslocamento de 1 C através de um ponto qualquer de um condutor durante 1 s. 
I = Q / t &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ou seja: Corrente = deslocamento / tempo
O fluxo real de elétrons é do potencial negativo para o positivo. No entanto, é convenção representar a corrente como indo do positivo para o negativo. Formula para calculo de corrente: I = U / R
Resistência elétrica&nbsp;Resistência é a oposição à passagem de corrente elétrica. É medida em ohms (Ω). Quanto maior a resistência, menor é a corrente que passa. Os resistores são elementos que apresentam resistência conhecida bem definida. Podem ter uma resistência fixa ou variável. Esta pode ser maior ou menor dependendo do material do qual é feito o condutor.Formula de Resistor&nbsp; R = U / I
Lei de Ohm&nbsp;Um circuito elétrico consta de, na prática, pelo menos quatro partes: fonte de f.e.m. (força eletromotriz), condutores, carga e instrumentos de controle. A lei de OHM diz respeito à relação entre corrente, tensão e resistência, na figura abaixo, observem como fica o circuito quando fechamos o interruptor:


A tensão sobre o resistor de 1k Ω (ou 1000Ω) é de 12V (conforme é mostrado pelo voltímetro). De acordo com a lei de OHM, a corrente deve ser 12/1000 = 0.012A ou 12mA. De fato, é essa a corrente indicada pelo amperímetro. &nbsp;
   Formula   de corrente:&nbsp;&nbsp; I = U / R&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Formula de   Tensão:&nbsp;&nbsp;&nbsp; U = R . I
Formula   de Resistor:&nbsp; R = U / I   &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;  




Potência W (watt)
É o trabalho realizado pelos elétrons na unidade de tempo. A unidade fundamental da potência é o WATT, temos 1 watt quando a quantidade de 0,0625· 10²º elétrons, sob uma tensão de 1 volt , realizar um trabalho no tempo de 1 segundo.O múltiplo do watt é o Quilowatt (KW) , sendo que um KW equivale a 1000 watts.Existem ainda duas outras unidades de potência: ·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CAVALO – VAPOR (cv.) , onde 1 cv = 736W ·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; HORSE POWER (H.P.), onde 1HP = 746W Obs.: HP E cv como nós acabamos de ver são unidade diferentes, onde 1 HP = 1,0135 cv aproximadamente.P = U x I&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Onde: P= potência em Watts;U= tensão em Volts;I = Corrente elétrica em Amper.
Resumo
   

Formula   de Potencia:&nbsp;&nbsp; P = U x I&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;   Formula de   Tensão:&nbsp;&nbsp;&nbsp; U = P / I
Formula   de Corrente: &nbsp;&nbsp;I = P / U
   &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;  





Circuito elétrico:
Os circuitos elétricos, de um modo geral, dividem-se em três tipos. Conforme as suas ligações, eles podem ser:
• Série
• Paralelo
• Misto
Circuito série: é aquele cujos elementos são ligados um após outro, sendo que um elemento depende do outro e constitui uma malha elétrica. Esse circuito recebe o nome de dependente, porque se um dos elementos for interrompido os demais deixarão de funcionar; isto porque ele se compõe de um só ramo, ou seja, um só caminho para a passagem da corrente.


Circuito paralelo: é aquele em que seus elementos são colocados um independente do outro. Isto quer dizer que, se um elemento qualquer deixar de funcionar, não perturbará o funcionamento dos demais.
Associação de resistores
Circuito série:
EXPERIÊNCIA:
Meios: Fonte de tensão U = 10 V; e resistores R1=18, R2=18 R3=68, voltímentros, amperímetros, ohmímetros, fios.


Medir os valores de U, R e I e conferir na tabela abaixo os valores encontrados.
Observação


Conclusão:
A resistência total num circuito série é igual á soma de todas as resistências oferecidas pelos resistores desse circuito.

Rt = R1  + R2  + R3  + Rn

A intensidade de corrente num circuito série é igual em todas as partes do circuito.

It = I1 = I2 = I3 = In

A intensidade de corrente num circuito série é igual em todas as partes do circuito.

OBS. : Para encontrar-mos um valor desconhecido de I, U ou R em qualquer circuito, primeiro empregamos as leis de Kirchhoff e depois a lei de Ohm.
Exemplo: Determine no circuito abaixo a resistência Rt, a corrente total I e as tensões parciais U1, U2 e U3. Dado: R1 = 50  ; R2 = 100  ; R3 = 70  e Ut = 220 V.
Exercício 1: No circuito abaixo mede-se os seguintes valores: R1= 20; Rt = 100; U= 24 V e U1= 4,8 V.
Determine: U2 e I



Circuito paralelo:
EXPERIÊNCIA
Meios: Fonte de tensão U = 10 V, 3 resistores, R1 = 10, R2 = 20 , R3 = 68 , voltímetro, fios, ohmímetros.


Execusão:
Meça os valores de U, I e R conforme indicado no circuito ao lado e configura os valores na tabela.








Conclusão:
A tensão no circuito paralelo é a mesma em todas as partes do circuito.
Ut = U1 = U2 = U3 = ... = Un
A corrente que chega a um pnto no circuito é igual á soma das correntes que dele saem, ou vice-versa. É definido pela 1ª lei de Kirchhoff.
It = I1 + I2 + I3 + ... + In
A resistência total Rt de um circuito elétrico ligado em paralelo é menor do que a resistência oferecida pelo menor resistor do circuito. Para se calcular a resistência total Rt de um circuito paralelo, aplicamos as fórmulas da lei de Ohm. Sabendo-se que a f´rmula para calcular It do circuito paralelo é: It = I1+ I2 + I3 + . . . + In


Cálculo da resistência total Rt na experiência anterior.


Cálculo de circuitos em paralelo
EXEMPLOS: Dois resistores, R1 = 30   e R2 = 60   são ligados paralelamente. A tensão é de U = 12V. 
Calcule a resistência Rt , a corrente It e as correntes I1 e I2.

Conclusão: Também nos circuitos em paralelo, as correntes são inversamente proporcionais ás resistências.
EXERCÍCIO
Calcular os valores Rt , I1 , I2 e I3 do exemplo anterior, se for ligado um terceiro resistor R3 = 20  paralelamente:


Resumo da Lei de Kirchhoff
t
Para circuito paralelo, a tensão é a mesma para cada resistor e a corrente é se divide.

Para circuito série, a tensão é a se divide para cada resistor e a corrente é mesma.
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Lista de exercícios de eletricidade básica

1 - &nbsp;Calcule o resistor equivalente entre os pontos A e B do circuito abaixo.r. 6ohm

2 - Ache a resistência equivalente entre os pontos P e Q da associação da figura abaixo.r. 4ohm
3 - Qual é a resistência equivalente entre os pontos A e B da associação de resistores esquematizada? R.22ohm
4 - Nos circuitos indicados, todos os resistores são iguais, com resistência de 1 ohm cada um. Determine em cada caso a resistência equivalente entre A e B:
a)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; r. 3/5 ohmb)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3/2 ohm
5 - No esquema indicado há cinco resistores de resistências iguais a R. Calcule a resistência equivalente entre A e B. r.R/2
6 - Calcule a leitura do amperímetro ideal indicado na figura.r. 0,5 A
7 - No circuito da figura, calcule a leitura do voltímetro ideal.r. 20V
8 - No circuito elétrico da figura, determine:a) a leitura do amperímetro ideal. R. 0,8 Ab) a leitura do voltímetro ideal. R. 6V

9 - Calcule a diferença de potencial entre os pontos X e Y, mostrados no circuito abaixo. R. 10V
10 - No circuito da figura, determine a corrente no amperímetro A e a tensão no voltímetro V. R. 2 A e 3V
11 - Calcule a corrente no resistor d 10 ohm indicado figura abaixo. R. 0,4 A.
12 - Quais as leituras dos amperímetros no circuito abaixo?r. 12 A, 6 A, 4 A
13 - No circuito indicado, F1, F2 e F3 são fusíveis, todos de 3 A, isto é, suportam intensidades de corrente até 3 A. Ligando-se os pontos A e B a uma fonte de tensão de 25V, quais fusíveis queimarão?r. somente F1.