Prof. Cesário 1 – DIFERENÇA DE POTENCIAL ENTRE DOIS PONTOS DE UM CIRCUITO Se a corrente percorre do ponto A ao ponto B (sempre nesse sentido), usando o princípio da conservação da energia, e lembrando que: 1 – os resistores transformam energia elétrica em calor, e assim, a carga perde energia elétrica; 2 –os geradores transformam um tipo de energia em energia elétrica que é fornecida à carga que passa por ele; 3 – os receptores transformam energia elétrica em outro tipo qualquer, ao considerarmos a energia de cada coulomb que percorre o trecho AB teremos: energia quando a carga passa pelo tinha ganhou perdeu sobrou VA ponto A + energia recebida nos geradores + VA + - ’ – Ri = VB – energia elétrica transformada em - ’ outro tipo nos receptores VA – VB = Ri - + ’ – energia elétrica transformada em - Ri calor nos resistores = energia da carga ao chegar no = VB ponto B. Se entre A e B existem vários resistores, vários geradores e vários receptores, a expressão anterior pode ser escrita na forma VAB = Ri - VA – VB = R resistências internas dos geradores e receptores e resistências externas Sendo Positivo para geradores e negativo para receptores Corrente de A para B. Exemplo: Calcular a ddp VMN no trecho de circuito abaixo: 140 V 90 V M 120 1 58 1 i=2A 100 N Como a corrente é de N para M, apesar de ter sido pedido VMN devemos calcular VNM. VNM = (100 + 1 + 58 + 1 + 120).2 – (140 – 90) = 290 – 50 = 240 V Mas VNM = VN – VM e VMN = VM – VN . Portanto: VMN = - VNM = - 240 V. OBS. Em um circuito em malha, entre os pontos A e B podemos ter um ou mais nós onde a corrente pode mudar de sentido e/ou de intensidade. Neste caso devemos calcular a ddp entre dois pontos que pertencem a um trecho onde a corrente não muda de sentido. Exemplo: Calcular VAB para o circuito i=3A A 140 V 90 V i=2A C 120 58 1 As duas correntes no ponto C se somam desviando para D no ramo CD. 1 100 B 5A De A até C temos um sentido para a corrente e de B até C outro sentido. Assim, devemos calcular separadamente VAC e VCB. D Teremos então: VAB = VA – VB = (VA – VC) + (VC – VB) = VA – VC + VC – VB = VAC + VCB = VAC - VBC. VAC = (120 + 1).3 – 90 = 273 V VBC = (58 + 1 + 100).2 – 140 = 278 V VAB = 273 - 278 = - 5 V Exercícios: Para cada um dos trechos de circuito, calcular VAB (a) i=3A 0,01 0,16 A 1,5 V i=2A 1,5 V 0,01 0,01 0,01 1,8 50 V 30 V 1 1 2 14,5 V (c) A 1 1A 20 18 V, 1 B 1,5 V Resposta: - 724 V (b) B 200 Resposta: 2 V 200 4A 10 10 V A 1 100 50 B 50 V Resposta: 564 V 5A 2 – APARELHOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS (i) Amperímetro Usado para medida de intensidades de correntes elétricas. Deve-se ligar em série ao circuito onde se quer medir a corrente. R O amperímetro fornece a leitura da corrente que passa no resistor R. Para evitar que o amperímetro não interfira no circuito ele deve ter uma resistência muito baixa. (ii) - Voltímetro Utilizado para medir a ddp entre dois pontos de um circuito. Deve ser ligado em paralelo ao elemento cuja ddp se quer determinar. R Medindo a ddp no resistor R O voltímetro deve ter uma grande resistência para não desviar consideravelmente a corrente, provocando erro na leitura. (iii) Ponte de Wheatstone É um dispositivo usado para medida de resistências elétricas. Esquematizando pode-se representar por: R1 Rx Rx é a resistência a ser determinada. Modifica-se o valor do resistor R1 até que a corrente (ou a ddp) no galvanômetro G seja nula. Nesse caso a ponte é dita em equilíbrio e em conseqüência: G R2 R3 Rx = Rx.R2 = R1.R3 R A Rx C R1.R3 R2 Outra forma de apresentar a ponte de Wheatstone está apresentada na figura ao lado. B Como a resistência de um resistor é proporcional ao seu comprimento, obtém-se: CB Rx = R. AC EXERCÍCIOS 01 – No circuito abaixo identificar os amperímetros e os voltimetros. resistor 1 Resposta: 1 – amperímetro 2 - voltimetro 2 R1 02 - Rx G R2 R3 A corrente no galvanômetro G é nula. Se R1 = 10 , R2 = 120 e R3 = 180 , Qual é o valor da resistência Rx? Resposta: 15 3 – Para que a fonte de 27 V seja um receptor, qual deve ser o valor da resistência R, sem 0,5 A a corrente nesse resistor? 27 V 1 28 V 1 Resposta: 0,5 R 4 – O amperímetro A indica 3 A, qual é o valor da resistência R? 70 V R 40 V i 1 i 20 Resposta: 10 i A