segunda-feira, 27 de abril de 2020

Circuitos elétricos

Chamamos de circuito elétrico em física uma ligação ("associação") de componentes ("elementos") por meio de condutores. Vejamos isso de uma forma mais simplificada.

Imagine que temos 3 componentes: uma pilha, uma lâmpada e um pedaço de fio condutor.

Fig. 1 - Componentes de um circuito isolados.

Isolados, são apenas componentes elétricos. Mas quando os ligamos

Fig 2 - Circuito elétrico simples.

Uma corrente elétrica passa a circular por esses componentes e dizemos que temos um circuito elétrico.

Então, basicamente, podemos definir que um circuito elétrico é caracterizado por componentes elétricos e/ou eletrônicos que, ligados por condutores, são percorridos por correntes elétricas.


Entre os elementos que podemos encontrar em circuitos elétricos ais simples temos:

  • Fontes ou Geradores: fornecem energia aos circuitos.
  • Receptores: consomem energia.
  • Resistores: transformam a energia elétrica do circuito em energia térmica por meio do efeito Joule.
  • Capacitores: armazenam cargas elétricas para fornecer maiores tensões em determinados trechos de um circuito.
  • Motores: transformam a energia elétrica do circuito em energia cinética, gerando movimento em seus componentes.
  • Interruptores: usados para permitir ou não a passagem de corrente elétrica por todo o circuito ou por um trecho específico.
Vamos então analisar alguns circuitos.

Fig 3 - Exemplo de circuito simples.

Neste primeiro exemplo podemos ver uma lâmpada, um gerador (pilha química), um interruptor e dois condutores (um vermelho e um preto).

Fig 4 - Exemplo de circuito simples com lâmpadas em série.


Já neste segundo exemplo vemos duas lâmpadas ligadas de forma sequencial, ou seja, um condutor sai de uma das lâmpadas indo exclusivamente até a outra lâmpada, fechando assim o circuito após passar por ela.
Nesse tipo de circuito dizemos que as lâmpadas estão ligadas EM SÉRIE.

Fig 5 - Exemplo de circuito simples com lâmpadas em paralelo.

Neste próximo circuito mostrado acima também temos duas lâmpadas, mas elas não estão ligadas por um condutor exclusivo entre elas. Repare que os condutores que ligam as lâmpadas estão também ligados à pilha e ao interruptor.
Neste tipo de ligação dizemos que as lâmpadas estão ligadas EM PARALELO.

Mas o que muda nesses dois casos?

Em TRECHOS EM SÉRIE, a mesma corrente elétrica que passa por um componente passa por todos que estiverem em série ligados a ele. Então, se na imagem 4 passar uma corrente de 0,2 A pela primeira lâmpada, essa mesma corrente passará pela segunda.

Já em TRECHOS EM PARALELO, a corrente não necessariamente é a mesma. Ela pode ou não ser igual e isso vai depender de uma série de fatores. Para facilitar, imaginemos que na figura 4 as lâmpadas não sejam idênticas, ou seja, uma seja de 20W e a outra de 40W. A corrente necessária para que elas trabalhem corretamente não são iguais. Assim, passará correntes diferentes em cada uma.

Nesta próxima imagem podemos ver componentes diferentes.

Fig 6 - Circuito elétrico misto com resistores.

30 V indica uma fonte ou um gerador.

A e V são componentes de medição, falaremos deles em outra oportunidade.

Os 3 elementos em vermelho são resistores.

Como pode-se ver, eles estão ligados de forma diferente. Não há como a corrente chegar aos dois resistores de 20 Ω sem passar pelo resistor de 10 Ω. Assim, dizemos que o trecho onde se encontra o resistor de 10 Ω é um trecho em série, mas o trecho onde encontram-se os resistores de 20 Ω são independentes, sendo então trechos em paralelo.
Por este motivo, ter trechos diferentes, este circuito é chamado de circuito misto.


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