Análise de Circuitos em Corrente Contínua - Circuitos Elétricos I Engenheiros Elétricos
Introdução
A análise de circuitos em corrente contínua é o estudo da corrente elétrica e da tensão elétrica em circuitos elétricos onde a corrente é constante com o tempo.
Elementos de um circuito elétrico em corrente contínua
Os elementos básicos de um circuito elétrico em corrente contínua são:
- Resistor: Um resistor é um elemento que dissipa potência elétrica na forma de calor. A tensão e a corrente através de um resistor são relacionadas pela lei de Ohm:
V = IR
Onde:
V é a tensão
I é a corrente
R é a resistência
Fonte de tensão: Uma fonte de tensão é um elemento que fornece tensão elétrica a um circuito. A tensão fornecida por uma fonte de tensão é constante.
Fonte de corrente: Uma fonte de corrente é um elemento que fornece corrente elétrica a um circuito. A corrente fornecida por uma fonte de corrente é constante.
Capacitor: Um capacitor é um elemento que armazena energia elétrica na forma de campo elétrico. A tensão e a corrente através de um capacitor são relacionadas pela equação da carga do capacitor:
Q = CV
Onde:
Q é a carga
C é a capacitância
V é a tensão
Indutor: Um indutor é um elemento que armazena energia elétrica na forma de campo magnético. A tensão e a corrente através de um indutor são relacionadas pela equação da indutância:
L = V/I
Onde:
- L é a indutância
- V é a tensão
- I é a corrente
Métodos de análise de circuitos em corrente contínua
Existem dois métodos básicos de análise de circuitos em corrente contínua:
Método das malhas: O método das malhas usa as leis de Kirchhoff dos nós para escrever equações para a corrente elétrica em cada malha de um circuito.
Método dos nós: O método dos nós usa as leis de Kirchhoff dos nós para escrever equações para a tensão elétrica em cada nó de um circuito.
Exemplos de problemas de análise de circuitos em corrente contínua
Aqui estão alguns exemplos específicos de como os métodos de análise de circuitos em corrente contínua podem ser usados para resolver problemas:
Determinação da corrente elétrica em um circuito simples
Considere o circuito a seguir:
R1 = 10 Ω
R2 = 20 Ω
V = 12 V
Para determinar a corrente elétrica no resistor R1, podemos usar o método das malhas. Escrevamos uma equação para a malha que contém R1 e R2:
I1 + I2 = I
Onde:
- I1 é a corrente no resistor R1
- I2 é a corrente no resistor R2
- I é a corrente que entra na malha
Substituindo os valores conhecidos, obtemos:
I1 + 2I1 = 12 V
Resolvendo a equação, obtemos:
I1 = 3 V
Determinação da tensão elétrica em um circuito com capacitor
Considere o circuito a seguir:
C = 10 μF
V = 12 V
Para determinar a tensão elétrica no capacitor, podemos usar o método dos nós. Escrevamos uma equação para o nó A:
V - Vc = 0
Onde:
- V é a tensão da fonte
- Vc é a tensão no capacitor
Substituindo os valores conhecidos, obtemos:
12 V - Vc = 0
Resolvendo a equação, obtemos:
Vc = 12 V
Conclusão
A análise de circuitos em corrente contínua é uma ferramenta essencial para qualquer engenheiro elétrico que queira projetar ou analisar circuitos elétricos.