CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS QUANTO À RESISTÊNCIA A
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22/3/2010 Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação RESISTÊNCIA ELÉTRICA Resistência é a oposição à passagem de corrente elétrica. É medida em ohms (Ω). Quanto maior a resistência, menor é a corrente que passa. Os resistores são elementos que apresentam resistência conhecida bem definida. Podem ter uma resistência fixa ou variável. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS QUANTO À RESISTÊNCIA A resistência própria de cada material (resistência específica) está associada ao número de elétrons na camada de valência. Quanto maior o número de elétrons de valência, maior a dificuldade de se obter portadores de carga (elétrons livres) e portanto maior a resistência (menor a condução de corrente). Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Supercondutores Condutores São os materiais que apresentam até 3 elétrons de valência e apresentam muitos elétrons livres à temperatura ambiente e, portanto, possuem baixa resistência elétrica. Isolantes São os materiais que apresentam muitos elétrons de valência, com esta camada praticamente completa e estável. Assim, apresentam poucos elétrons livres à temperatura ambiente e, portanto, possuem alta resistência elétrica. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva São os materiais que, sob determinadas condições como baixas temperaturas, apresentam resistência elétrica nula. Têm a grande vantagem de não apresentarem perdas térmicas na condução de corrente elétrica. O fenômeno da supercondutividade foi apresentado pela primeira vez em 1911 pelo físico holandês Kammerlingh Onnes. Ele utilizou mercúrio resfriado até a temperatura do gás Hélio líquido, ou seja, alguns graus acima do zero absoluto (-273,15ºC). Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva 1 22/3/2010 Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Semicondutores Alguns cristais, como o Silício, o Germânio, o Arseneto de Gálio, entre outros, possuem a característica de apresentarem alta resistência sob determinadas condições e baixa resistência em outras. As propriedades desses cristais são utilizadas para a fabricação de componentes eletrônicos como os diodos, os transistores, os circuitos integrados e os microprocessadores. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação POTÊNCIA ELÉTRICA De uma maneira geral, os aparelhos elétricos são dispositivos que transformam energia elétrica em outras formas de energia. Por exemplo: em um motor elétrico, a energia é transformada em energia mecânica de rotação do motor; em um aquecedor, a energia elétrica é transformada em calor; em uma lâmpada incandescente, a energia elétrica é transformada em energia luminosa, etc. Uma corrente elétrica realiza trabalho fazendo funcionar um motor, aquecendo um fio e de outras maneiras. É a quantidade de energia elétrica desenvolvida num intervalo de tempo por um dispositivo elétrico. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Observação: é importante lembrar que não existe nem isolante ideal nem condutor ideal em temperatura ambiente. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Ex: um grande motor elétrico tem mais potência do que um pequeno porque é capaz de converter quantidade maior de energia elétrica em energia mecânica no mesmo intervalo de tempo. Unidade Watt (w) Temos a potência de 1W quando a quantidade de 6,25x1018 elétrons, sob uma diferença de potencial de 1 volt, realiza um trabalho no tempo de 1 segundo. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva 2 22/3/2010 Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Tabela de Condutividades Elétricas Num circuito elétrico, a potência pode também ser definida como sendo a quantidade de carga elétrica Q que uma fonte de tensão V pode fornecer ao circuito num intervalo de tempo ∆t. P = V .Q ∆t Q = I ∆t ∴ P = V .I ∴ P = R.I 2 ∴ P = V 2 R Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Material Condutivida de (S.m/mm2) Prata 62,5 Cobre puro 61,7 Ouro 43,5 Alumínio 34,2 Tungstênio 18,18 Zinco 17,8 Bronze 14,9 Latão 14,9 Níquel 10,41 Ferro Puro Platina Estanho Manganina Constantan Mercúrio Nicromo Grafite 10,2 9,09 8,6 2,08 2 1,0044 0,909 0,07 Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Bipolo Gerador Bipolos elétricos Um bipolo elétrico é qualquer dispositivo elétrico que possui dois pólos ou terminais que, interligados a outros bipolos formarão um circuito elétrico. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva Um bipolo gerador é aquele capaz de transformar um tipo qualquer de energia em energia elétrica, estabelecendo e mantendo uma tensão e sendo capaz de fornecer corrente elétrica. É um elemento ativo de um circuito. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva 3 22/3/2010 Circuitos Elétricos 2º Ano Engenharia da Computação Bipolo Receptor Um bipolo receptor é aquele que transforma energia elétrica em outro tipo de energia, proporcionando uma queda de tensão (potencial) e absorvendo corrente elétrica. Centro Universitário do Norte Paulista – UNORP Prof. Daniel Cardoso da silva 4
