AULA 2 - CIRCUITOS ELÉTRICOS I (Material Didático EEL ITJ)
REVISÃO DOS CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE
O conteúdo desta aula pode ser encontrado nas seguintes referências:
- BOYLESTAD: Cap.1 Unidade de Medida; Cap.2 Corrente e Tensão; Cap.3 Resistência; Cap 4.Lei de Ohm, Potencia e Energia.
- SADIKU: Cap.1 Conceitos Básicos.
- NILSSON/RIEDEL: Cap.1 Variáveis de Circuitos.
- HAYT: Cap.1 Introdução; Cap.2 Componentes Básicos.
- DORF: Cap.1 Variáveis de circuitos; Cap.2 Componentes de Circuitos.
Principais Grandezas Elétricas (Definições e Unidades):
De maneira geral, a aula abordou os principais conceitos de grandezas elétricas, e as suas relações temporais (integral e derivadas). Quanto às definições de conceitos, pode-se destacar:
Tensão: A Tensão (ou d.d.p) VAB é a energia (ou trabalho) necessário para deslocar uma carga unitária entre os pontos A e B. Unidade no S.I.: Volt (V) – Existe 1 V entre dois pontos quando 1 Joule de energia é gasto para deslocar uma carga de 1 C entre os dois pontos.
Corrente: Corrente elétrica é o fluxo líquido de cargas elétricas que atravessam uma seção transversal de um condutor por unidade de tempo. Unidade no S.I.: Ampère (A) - Define-se 1 A como o deslocamento de 1 Coulumb por segundo em uma secção transversal.
Potência: Potência é a velocidade com que se consome (ou absorve) energia, expressa na forma de uma derivada da energia por unidade de tempo. Unidade no S.I.: Como a energia é medida em Joule e tempo em segundos, a unidade de potência é o Joule por segundo (J/s). Obs.: Em eletricidade recebeu o nome especial de Watt (W) (1 J/s = 1 W)
Energia: É a capacidade de um sistema realizar trabalho (transformação de energia de uma forma em outra). Produto da potência pelo tempo. Unidade no S.I.: Joule (J) – Equivalente a potência (J/s) vezes tempo (s). [J = N·m]. Obs.: Em sistemas elétricos é comum o uso de Watt-segundo (W·s).
Resistência: Resistência Elétrica é a capacidade de um determinado material ser opor a passagem de corrente elétrica através de sua estrutura. Unidade no S.I.: ohm (Ω)
Assista os vídeos abaixo para uma explicação introdutória sobre as principais grandezas elétricas:
- Corrente e Tensão (FONTE: souEngenheiro)
- Potência e Energia (FONTE: souEngenheiro)
Assista o vídeo abaixo para uma explicação introdutória de lei de ohm:
- Introdução ao curso e Lei de Ohm (FONTE: CRC Me Salva)
Discussão Temática: Descontinuidade de Cargas Elétricas
Partindo da definição de corrente elétrica, é possível existir a ação de correntes impulsivas em alguma situações típicas de circuitos elétricos, onde existe descontinuidade de cargas elétricas (função q(t) em degrau).
Funções impulsivas podem ocorrer em alguns casos típicos observados na área da engenharia elétrica:
- Descargas elétricas (rupturas dielétricas);
- Circuitos RLC;
- Curto-circuitos;
- Manobras de chaveamento
Este tipo de fenômeno por ser modelado pela função impulso (Função delta de dirac - δ), tida como a derivada da função degrau unitário.
Assista os vídeos abaixo para uma explicação introdutória sobre a função impulso:
- Função Impulso (Introdução) (Parte 1)(FONTE: CRC Me Salva)
- Função Impulso (Demonstrações e exemplos) (Parte 2)(FONTE: CRC Me Salva)
Assista o vídeo abaixo para uma explicação detalhada das definições e demonstração da função impulso:
- Função Impulso (Videoaula) (Disciplina de Cálculo - UNICAMP)
DESENVOLVIMENTO PEDAGÓGICO
Registro dos tópicos abordados nesta aula:
Demonstração das principais grandezas elétricas com o Gerador de Van-de-Graaff (Princípios de Eletrização, Cargas Elétricas, Campo Elétrico, Tensão (d.d.p), Corrente, Resistência, Ruptura da Rigidez Dielétrica); Garrafa de Leyden. (Discussão Prática de Circutos Elétricos). Revisão dos conceitos de tensão (diferença de potencial), corrente elétrica, potência e energia; Discussão do efeito Joule; Exemplos e exercícios de fixação;
- Discussão Temática: Descontinuidade de cargas elétricas; Função Impulso; Impulso de Corrente.
Resistência Elétrica (condutância); Revisão da Lei de Ohm; Lei de Ohm na forma pontual/ vetorial; 2ª Lei de Ohm. 1ª Lista de Exercícios Básicos
MATERIAL DE AULA
Os slides utilizados na aula de "Revisão dos Conceitos Básicos de Eletricidade" podem ser baixados nesta seção. Eles podem ser utilizados como introdução aos temas apresentados em aula, mas não devem ser utilizados como única fonte de estudos. Estude pelos livros!
- Apresentação de Slides: Principais Grandezas Elétricas
- 1ª Lista de Exercícios Básicos (Carga Elétrica, Tensão, Corrente, Potência, Energia, Resistência)
Bom estudo a todos!
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