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Escola Básica 2,3 de Valongo
Ciências Fisico-Quimicas
2010/2011
Sistemas Elétricos e Eletrónicos
Circuitos Elétricos
1. Componentes de um Circuito Elétrico
Os
circuitos
elétricos
são
constituídos
essencialmente
por
um
interruptor que tem a função de fechar ou abrir o circuito elétrico. Se o
interruptor estiver aberto não haverá passagem de corrente elétrica mas
quando o interruptor estiver fechado a corrente está estabelecida.
Exemplos:
Circuito Aberto
Circuito Fechado
Para que um circuito elétrico funcione é necessária uma fonte de
energia, normalmente uma pilha seca, um recetor de energia, normalmente
uma lâmpada de incandescência, os fios condutores que permitem ligar os
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diferentes componentes do circuito e por ultimo a transferência de energia
elétrica que neste caso iria ocorrer entre a lâmpada e a pilha seca fazendo
com que a lâmpada aquece-se e se acendesse.
Como é conduzida a corrente elétrica nos condutores metálicos?
A corrente, nos condutores metálicos, deve-se a um fluxo de eletrões
que transportam energia elétrica que recebem de uma fonte. A energia
elétrica é transferida para os diferentes componentes do circuito através
de ondas eletromagnéticas, que se propagam a uma velocidade próxima da
luz. Um circuito elétrico fechado e um caminho para a corrente elétrica.
Em que sentido circula a corrente num circuito elétrico fechado?
Sentido real da corrente  o fluxo dos eletrões nos condutores
metálicos. (pólo negativo para o pólo positivo);
Sentido convencional da corrente  do pólo positivo do gerador para
o pólo negativo;
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Como se representam os circuitos elétricos das correntes?
Circuito em série
Este circuito ocorre quando a corrente elétrica percorre uma única
via passando por todos os recetores.
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Circuito em paralelo
Neste circuito existe mais do que um caminho em que a passagem da
corrente elétrica se distribui por todos os recetores.
Exemplo 1:
Exemplo 2:
2. Diferença de Potencial Elétrico
Energia Química  Energia Elétrica
As cargas elétricas deslocam-se em circuito fechado conduzindo
consigo a energia elétrica. A seguir ocorre transferência de energia para os
componentes do circuito.
Diferença de Potencial Elétrico apresenta a quantidade de energia
elétrica transferida por unidade de carga elétrica para o componente do
circuito considerado. Quanto maior for a diferença de potencial nos
terminais de um gerador, maior é a quantidade de energia elétrica fornecida
a um recetor.
Simbologia da Diferença de Potencial Elétrico:
- U ou V
- Unidade do Sistema Internacional: V – Volt
Instrumentos utilizados para medir a diferença de potencial elétrico:
Voltímetros ou Multímetro.
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Nota:
Medição da diferença de potencial elétrico:
 A diferença de potencial elétrico é sempre medida entre dois pontos do
circuito elétrico.
 Os Voltímetros instalam-se sempre em paralelo com o componente do circuito
elétrico cuja diferença de potencial, entre os seus dois terminais, se pretende
medir.
Diferença de Potencial Elétrico com lâmpadas de incandescência
associadas em série:
A diferença de potencial nos terminais da associação em série de
duas ou mais lâmpadas de incandescência é igual á soma das diferenças de
potencial nos terminais de cada uma das lâmpadas.
U
associação em série
 U1 + U2 + …
Diferença de Potencial Elétrico em circuitos com lâmpadas de
incandescência associadas em paralelo:
A diferença de potencial nos terminais da associação em paralelo de
duas ou mais lâmpadas é igual à diferença de potencial nos terminais de
cada lâmpada e igual à diferença de potencial nos terminais da pilha seca.
U
associação em paralelo
 U1  U2  U
pilha
 …
3. Intensidade da Corrente
Intensidade da Corrente  grandeza física particular da corrente elétrica
Simbologia da Intensidade da Corrente:
A - Ampère
Amperímetro
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Intensidade da Corrente em circuitos com lâmpadas de incandescência
associadas em série:
Numa associação de recetores em série, a intensidade da corrente é
a mesma em qualquer ponto do circuito considerado.
Intensidade da Corrente em circuitos com lâmpadas de incandescência
associadas em paralelo:
Numa associação de recetores em paralelo, a intensidade da corrente
que atravessa o circuito principal é igual à soma das intensidades da
corrente que percorrem as diversas derivações.
4. Resistência Elétrica
A resistência que alguns instrumentos diferentes como pilhas secas
ou baterias, à corrente designa-se por Resistência Elétrica.
Quando os amperímetros ou os fios de ligação estão instalados num
circuito fechado diz-se que existe Pequena Resistência Elétrica. Mas
quando as lâmpadas de incandescência ou os voltímetros estiverem
instalados num circuito elétrico aberto diz-se que existe Grande
Resistência Elétrica.
Nota:
Resistência Elétrica  propriedade dos condutores elétricos
Grandeza Física característica de cada condutor a uma dada temperatura.
Simbologia na Unidade de Sistema Internacional:
-  (ohm)
Dispositivos
que
regularizam
a
intensidade
da
corrente nos circuitos: Resistores.
Resistor
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Nota:
Resistências Variáveis  Exemplo: Reóstato: dispositivo muito utilizado e
conhecido nas escolas;
Reóstato
Nos circuitos eletrónicos é possível encontrar outros elementos com
resistência variável. A esses elementos ou componentes dá-se o nome de
potenciómetros.
Os potenciómetros têm um semicírculo de carbono, no qual se desloca um
cursor móvel como se pode observar na figura apresentada.
Potenciómetro
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Medição da Resistência Elétrica de vários condutores
A resistência de um condutor elétrico diretamente com um instrumento
chamado ohmímetro.
Num circuito elétrico, a intensidade da corrente diminui quando a
resistência elétrica para a mesma diferença de potencial.
Como calcular a resistência elétrica?
R  Resistência Elétrica
U  Diferença de Potencial
Elétrico
I  Intensidade da corrente
5. Lei de Ohm
Lei de Ohm  A diferença de potencial nos terminais de um condutor
metálico homogéneo e filiforme a temperatura constante, é diretamente
proporcional à intensidade da corrente que o percorre.
Expressão matemática que traduz a relação entre essas duas grandezas:
Os condutores elétricos que obedecem à Lei de Ohm designam-se por
condutores óhmicos ou lineares como os condutores metálicos a uma
temperatura constante.
Os condutores não óhmicos são aqueles que não obedecem à Lei de Ohm
como as substâncias no estado gasoso, os LDR os termístores e os díodos.
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6. Potência Elétrica
Unidade de medida da potência elétrica  Watt (W)
A Potência de um motor elétrico é definida como a energia elétrica
consumida em cada unidade de tempo enquanto está em funcionamento.
Chama-se potência elétrica à energia elétrica fornecida por gerador
elétrico ou consumida pelo recetor elétrico em cada unidade de tempo.
 Esta expressão matemática só é utilizada para a potência
fornecida por gerador e para a potência consumida por um recetor. Em cada
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caso, deve-se substituir U pela diferença de potencial entre os pólos de um
gerador ou entre os terminais de um recetor.
Lei de Joule  A potência dissipada num motor ou em qualquer condutor
óhmico de resistência R é diretamente proporcional ao valor da resistência
e ao quadrado da intensidade da corrente que o percorre.
A potência útil é calculada através da diferença da potência total com a
potência dissipada  Pu = P - Pd
Em casa:
Nas nossas casas, utilizam-se vários eletrodomésticos que são
instalados num circuito em paralelo. Neste caso, a potência contratada está
relacionada
com
os
eletrodomésticos
que
estão
a
ser
utilizados
simultaneamente. A potência total consumida num circuito é igual à soma das
potências respetivas de todos os eletrodomésticos em funcionamento.
7. Os Efeitos da Corrente Elétrica
Efeitos mais comuns da corrente elétrica:
a) Efeito químico
b) Efeito térmico
c) Efeito magnético
Efeito químico da corrente
Consiste nas reações químicas que ocorrem devido à passagem da corrente
através de soluções aquosas condutoras ou substancias fundidas.
Exemplo: Electrólise
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Efeito térmico da corrente
Consiste na libertação de energia num condutor, devido à passagem da
corrente, verificando-se uma elevação de temperatura do condutor. A este
processo dá-se o nome de Efeito Joule.
Energia dissipada  Edissipada = R x I2 x t
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Efeito magnético da corrente
Exemplo:
O efeito magnético da corrente consiste na produção de fenómenos
magnéticos devidos à passagem da corrente elétrica.
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