essa é a primeira aula a respeito de análise de circuitos elétricos dessa aula nós vamos analisar alguns conceitos lado da física de eletricidade que são importantes para a gente entender alguns padrões utilizados quando da análise de circuitos e quando da implementação de alguns métodos que serão estudados ao longo do nosso curso é nós vamos entender como alguns componentes eles funcionam operam em um circuito elétrico em circuitos elétricos é inicialmente o nosso foco vão ser resistores indutores e capacitores fontes de energia elétrica podem ser fontes de tensão ou corrente e nós vamos entender né como a
gente pode calcular alguns parâmetros relevantes né quando da análise de circuitos elétricos esses parâmetros podem ser tanto corrente quanto diferença de potencial elétrico atenção sobre determinados componentes ou a tensão entre as partes do nosso circo ido né como ocorrem como a gente pode interpretar as transferências de energia entre os vários componentes né e também né como a gente pode avaliar a taxa com a qual a energia está sendo produzida fornecida no circuíto né ou a taxa com a qual ela está sendo consumida no mall circuíto né é em que a gente tem é essa análise
através da de um parâmetro não é de uma grandeza denominada potência em cada uma das aulas nós vamos definir cada um desses componentes vamos entender como cada um dos componentes operam e nós vamos entender como analisar o círculo circuitos elétricos quando cada um desses componentes estiverem presentes a gente tem que lembrar da física que seu time a gente tiver um condutor né isolado num espaço sem que a gente não tenha presente em um campo elétrico os elétrons né dos condutores é eles bom está em um movimento caótico dentro da estrutura cristalina de si como eu
tô a gente tem que lembrar que um condutor possui lento 11 em sua última camada livres dessa última camada é a chamada camada de valência e eles podem migrar de um átomo pra outro átomo dentro dessa estrutura cristalina se não houver nenhum campo elétrico presente né ea gente traz alguma seção transversal nesse condutor nós vamos observar que no intervalo de tempo na média a quantidade de elétrons que atravessam um dado sentido vai ser igual à quantidade de elétrons que cruzam no sentido oposto isso já vai vencer é diferente é se a gente tiver através desse
condutor a existência de um campo elétrico esse campo elétrico ele pode ser gerado se nós aplicarmos uma dada a diferença de potencial elétrico entre os terminais desses condutores a associada a essa diferença de potencial elétrico nós vamos ter um campo elétrico que vai interagir com os portadores de carga existentes no interior dessa estrutura do condutor tá vai aparecer uma força de natureza elétrica que vai atuar sobre exportadores de cada de forma a produzir o movimento nessa segundo a orientação não é indicada pelo campo elétrico e à natureza um sinal dessas cargas elétricas por exemplo se
nesse material condutor os portadores de carga ou em positivos a esses portadores de carga tendem a se movimentar segundo a orientação desse campo elétrico se os portadores de carga for em elétrons os elétrons livres né eles vão se movimentar em sentido oposto ao campo elétrico lembrando que a direção do campo elétrico é sempre né do ponto em que nós temos maior potencial elétrico pro ponto que nós temos menor potencial elétrico muito bem a partir do momento em que a gente passar a é mensurar né num dado campo elétrico no interior do condutor os portadores de
carga livre vão seguir uma diquinha o movimento ordenado né devido à existência da interação entre o campo elétrico e esses portadores de carga então se a gente é definir aquela mesma seção transversal no condutor nós vamos observar agora um fluxo de portadores de carga mais uma direção do que na outra então esse movimento ordenado de cargas elétricas é o que a gente denomina corrente elétrica muito bem como que a gente pode calcular a corrente elétrica bem a gente tem duas possibilidades na verdade são uma só a bem é a corrente elétrica ela é definida como
a taxa de variação de carga em função do tempo o homem tentar entender isso que de novo nós vamos usar amanhã a nossa seção transversal se eu observar que a quantidade e carga por unidade de tempo que atravessa a sessão é constante o fluxo das cargas ele é constante então a gente vai entender que a corrente é constante e aí pra gente calcular com a corrente basta a gente vê o quanto de carga através da nossa seleção no intervalo de tempo a corrente vai ser essa quantidade de carga dividido pelo intervalo de tempo então corrente
a unidade vai circulando por segundo que recebe o nome especial de serra muito bem ora se a quantidade de carga que atravessa a cessão desse condutor variá com o tempo então a gente só pode calcular a corrente pela taxa de variação de carga em função do tempo ou corrente é a derivada da carga em função do tempo ou como varia a quantidade de carga através dessa sessão a quantidade de carga que atravessa essa exceção por unidade de tempo algum outro ponto é importante a gente destacar que é o chamado princípio de conservação de kaká isso
quer dizer o quê se a gente tomar um dado o condutor elétrico no interior desse condutor a gente não tem como fazer aparecer um sumir a carga do nada tá na prática isso é bom estar associado é com né o fato de que nem sempre a quantidade de carga que entra por um lado do condutor obrigatoriamente têm de ser hall a quantidade de carga que sai do outro lado e independente de variações nas dimensões transversais desse condutor é mais ou menos o que acontece numa tubulação de água né a quantidade de água que entra domado
do tubo tem que ser a quantidade de água que sai do outro lado então esse é o chamado princípio de conservação de carga quando a gente está analisando cargas elétricas fluindo através de um condutor e isso né e vai diretamente associado à nossa é definição que a corrente que fui né em várias seções através de um condutor sempre vai ser a mesma tá então se a agente é congelar a esse condutor percorrido por cargas elétricas né num tempo específico tá ea gente olha a quantidade de carga que atravessa várias sessões transversais diárias diferentes desse condutor
né em todos eles nós vamos ter a mesma quantidade de carga atravessando essas sessões ou seja em qualquer ponto em qualquer seção do nosso condutor a quantidade de corrente que entra é a quantidade de corrente que sai dessa sessão é corrente elétrica fome a gente já mencionou é um movimento coordenado de cargas elétricas tá quando a gente promove esse movimento através de um caminho fechado a gente tem o que a gente denomina circuito elétrico um circuito elétrico é uma forma em que basicamente nós estruturamos para podermos transferir energia de determinados componentes do circuito pra outro
então um circuito é um caminho fechado criado pra gente transferir energia elétrica é conforme nós falamos a corrente que atravessa qualquer cessão do condutor sempre vai ser constante a mesma está num dado instante de tempo é o que a gente chama de princípio de conservação da carga e esse princípio nós vamos utilizar para poder estruturar a implementar alguns métodos chamariz e de circuitos elétricos é se a gente pegar né e voltar lá na física a gente sabe que se a gente tiver um campo elétrico no interior do condutor né assumindo condutores metálicos em que os
portadores de carga são elétrons livres o que vai acontecer nós vamos ter uma força de natureza elétrica atuando sobre os elétrons né e teoricamente eles teriam que ganhar aceleração na prática o que a gente observa é que os elétrons ele se deslocam através da estrutura cristalina é do condutor quando existe né um campo elétrico aplicado em seu interior com uma velocidade basicamente constante ao entorno e de de 10 a menos quatro metros por segundo tá isso ocorre porque a energia fornecida pelo campo elétrico ela vai sendo perdida nas várias colisões entre os elétrons ea estrutura
tá essas colisões elas acabam promovendo vibrações do interior da estrutura cristalina que em muitos casos é voltar associadas à emissão né é perda de energia é sobre a forma de calor né quando a gente analisa por exemplo um resistor né é o que a gente fala de é perda por efeito já o lyon perda por aquecimento que a transferência né de energia na forma de calor gerada por essas condições e vibrações da estrutura cristalina cru mundo exterior né o ambiente no entorno daquele condutor um resistor percorrido por corrente elétrica é outro detalhe importante é que
microscopicamente a gente pode ter materiais em que os portadores de carga que efetivamente têm liberdade e se movimentar são elétrons está e é bem materiais em que nós temos e uns positivos como portadores de carga com capacidade de se movimentar quando a gente está analisando macroscopicamente é esse movimento o ordenado de cargas elétricas é conforme é visto lá na física pra nós é indiferente se que o que está em movimento são portadores de carga positiva ou portadores de carga negativa quando a gente está analisando corrente elétrica o efeito macroscópico é um a smo então o
convenção e simplicidade a gente normalmente assume que a corrente elétrica né vai ter um sentido percorrido por portadores de carga positiva mesmo que é microscopicamente o que efetivamente estejam em movimento sejam os elétrons livres então quando a gente fala de corrente elétrica a gente assume que os portadores de carga são sempre positivos bem porque isso é importante é e aí nós vamos lembrar é de é de alguns conceitos da física que vão justificar algumas convenções que nós vamos adotar os métodos de análise para fazer essas considerações é nos analisar um componente qualquer de um circuíto
esse componente pode ser uma fonte pode ser um resistor pode ser um capacitor o indutor cada um deles nós vamos analisar o seu comportamento em outras aulas que vão estar disponibilizados aqui nesse canal as equações que interesses são né a corrente que é o fluxo de cargas e a equação para cálculo de diferença de potencial entre dois pontos então é a gente viu lá na física que se a gente tomar dois pontos quaisquer né no espaço a diferença de potencial elétrico entre esses dois pontos pode ser calculada através de uma integral né de linha em
que a gente analisa a cada um é percurso infinitesimal o campo elétrico ea direção do campo elétrico com relação à direção que nós estamos realizando usando esse percurso então ao pra calcular a diferença de potencial entre dois pontos nós realizamos um percurso entre esses dois pontos e efetuamos né o cálculo né do produto escalar entre o vetor campo elétrico em cada posição infinitesimal e e com o vetor deslocamento infinitesimal tem gente não quer aqui tratar em minúcias como agente efetua essa operação de integração mas o que é importante para a gente definir é o seguinte
toda vez que eu quero calcular a diferença de potencial é ela é tricô eu tenho que definir um percurso um caminho novo tenho que seguir um caminho durante esse percurso e esse caminho eu vou ter que ir realizando alguns cálculos o importante é preciso realizar um percurso muito bem na física também nós vimos que a diferença de potencial elétrico ela é calculada como a razão entre o trabalho necessário para deslocar uma carga elétrica de um ponto a outro do espaço e o valor dessa carga elétrica a gente sabe que trabalho tem a ver com energia
se a gente realiza trabalho para realizar o trabalho a gente precisa ter energia e ao realizar trabalho nós podemos estar fornecendo energia ou retirando energia de algum outro elemento de um sistema muito bem então vamos analisar essa figura por hora nós vamos ter é um retângulo é um componente qualquer à medida que a gente for analisando cada um dos componentes de circuito nós vamos é analisando especificamente caso a caso o comportamento de cada um mas por ora o nosso objetivo é uma análise genérica então o que nós temos nós temos 11 ramo qualquer de um
circuito elétrico nesse rumo nós temos um componente não nos interessa por hora saber que componente é esse esse componente tem dois terminais que que eu tô definindo como terminal b ea a gente sabe que eventualmente entre esses dois terminais nós vamos ter uma diferença de potencial elétrico tá e aí nós vamos assumir que é corrente elétrica tá ela tem um sentido indicado por essa seta vermelha aqui então pra esse elemento que nós estamos analisando aqui agora a gente sabe que a corrente elétrica o que as cargas elétricas estão lindo do ponto b o ponto a
do terminal b desse componente por terminal a ea gente sabe que a corrente elétrica né como é o sentido percorrido por cargas positivas nessa corrente elétrica tem esse sentido isso quer dizer que o o terminal b desse componente está associado ao nível de potencial elétrico mais alto que nós estamos assumindo como positivo e o terminal a vai tá do lado né do é é é da região nem que nós temos o potencial elétrico mais baixo a gente sabe que corrente elétrica sempre flui do terminal mais alto para o terminal embaixo muito bem a gente sabe
que né se a corrente elétrica em essa direção os portadores de cargas são positivos porque nós estamos falando de corrente elétrica obrigatoriamente nós estão assumindo o campo elétrico como é com essa direção ou seja o mesmo sentido da corrente elétrica muito bem então corrente elétrica portador de carga positiva vamos assumir que nós temos uma carga positiva nesse terminal b aqui se eu tiver que realizar trabalho para levar e mdb pra no sentido de bebê pra calcular de frente potencial nós temos que definir um percurso nós vamos sair de uma posição em que o potencial é
mais alto o nível de energia é mais alto dá uma posição e que o potencial elétrico é mais baixo menos energia ou seja a nossa carga num caminho de bbb bra vai ter que perder energia muito bem se a carga elétrica perde energia essa energia vai ter que ser transferida para algum lugar porque a gente não pode simplesmente pelo princípio de conservação de energia a gente não pode é criar a energia e nem consumir energia do nada então a energia vai está sendo fornecida para o nosso componente no circuíto ou seja a nossa carga elétrica
vai tá perdendo energia e ela vai está sendo transferida para o elemento né do nosso circuito então o nosso elemento né a nossa carga elétrica ela vai perder energia então nós vamos ter uma queda de potencial é elétrico nos terminais deste componente lembrando que a queda de potencial elétrico tá associado com perda de energia muito bem e se a gente tivesse fazendo um caminho contrário ou seja se eu tivesse operando com essa integração aqui é levando a minha carga de a para b ou seja eu ia pegar uma carga numa região com menos energia estaria
levando ela contra corrente para uma região de mais energia então eu vou ter que fornecer energia para mim acaba elétrica então o que acontece se eu estou externamente fornecendo energia para carga beleza ela vai ter que receber energia de mim vai poder ir de a para b contra a corrente agora se eu não pudesse fornecer energia para essa carga e mesmo assim ela estivesse em um dia pra b então o que ia acontecer quem estaria fornecendo energia para a carga seria o nosso elemento desconhecido aqui então o que acontece toda vez que a gente tem
uma carga elétrica né percorrendo o circuito na mesma direção da corrente né ela vai sempre sair de uma posição com mais energia para uma posição de menos energia ou seja ela vai transferir a energia para o componente do circuito se eu tiver percorrendo um caminho em sentido oposto à corrente elétrica esse componente vai ter que agir como fonte ele vai ter que fornecer energia da carga para que ela saia de uma posição - energética para uma posição mais energética tá ou seja ela estaria tendo um aumento de potencial elétrico ou a gente teria uma diferença
de potencial positiva nos terminais desse componente muito bem nós ao ver a medida que a gente for analisando fontes resistores e capacitores indutores no circuíto que a análise para saber se o elemento está fornecendo retirando energia vai seguir sempre esse raciocínio por isso que é importante nesse momento a gente lembrar né que algumas convenções que a gente vai utilizar elas têm fundamentação lá a física nela na electricidade né e é que a gente estudou anteriormente lembrando né nós temos um circuito elétrico né e se a gente usar os condutores né normalmente utilizados nem alumínio cobre
por exemplo os portadores de carga são elétrons está os elétrons é eles sempre vão seguir uma orientação oposta o campo elétrico tá então se a gente analisar e circuito aqui nós temos uma forte que pode ser por exemplo uma pilha né em que numa pilha o que a gente tem a gente utiliza a energia química né do interior dela para sempre te é excesso de elétrons em um dos seus lados ou seja nós vamos ter sempre pm eletróns né de um lado porque lá dentro né por meio de é é ações químicas nós vamos está
efetuando esse deslocamento de elétrons no interior da pilha então a placa negativa é de uma pilha sempre vai ter sesso de elétrons porque é lá no seu interior é estará sendo realizado o trabalho para que a gente sempre tem esse excesso de elétrons naquele terminal que a gente chama de negativo por outro lado o outro terminal o terminal positivo ele positivo o que a gente sempre vai ter falta de elétrons então o que acontece sempre que a gente conectar com um condutor terminal positivo de uma pilha última bateria ou de uma fonte né com o
terminal negativo os elétrons dons e atraídos pelo terminal positivo ou seja nós vamos fechar um circuíto e os elétrons mon né sair do terminal negativo onde nós temos excesso de elétrons e vão migrar para o terminal positivo onde nós temos falta de elétrons tá quimicamente ou desculpa de quimicamente né é é nós vamos ter elétrons sendo arrancados dessa placa positiva e transferidos para a placa negativa utilizando a energia química e é dentro da nossa pilha é então o fluxo de elétrons sempre vai ser do terminal negativo para o positivo a corrente elétrica sempre vai ter
nesses casos o sentido oposto corrente elétrica é um sentido que cargas positivas percorreriam uma carga positiva é ela vai ser repelida por outras cargas positivas e atraídas pela negativa então nesse nosso circuito né a corrente elétrica ela ae é ocorrer em sentido oposto ao fluxo real dos elétrons bem o que acontece na lâmpada ou seja a energia o nes ida para os elétrons das cargas né lá na fonte ela vai sendo perdida através de colisões através do condutor então o elétron recebe energia vai perdendo essa energia o mundo da trajetória dos condutores e componentes no
circuito até chegar no terminal positivo muito bem o que acontece não pode a lâmpada é uma é é um elemento no nosso circuito em que né nós temos perda de calor na faixa de luz visível então a energia perdida por calor nem por radiação a liberação né dos choques de elétrons na estrutura cristalina ela vai sendo 10 é produzindo efeitos na faixa de luz visível ea gente acaba neper cb no com os olhos nessa é emissão né de energia não é é transferida da fonte para a roupa dá né no nosso circuito elétrico ou na
nossa matéria nós vamos é detalhando um pouco melhor o que nós genericamente estamos tratando é nessa primeira aula nessa primeira parte por hora né nós vamos encerrar essa aula é a próxima é a das outras aulas disponíveis nós vamos tratar de cada um dos componentes e de métodos de análise de circuitos né mais uma vez obrigado é qualquer dúvida qualquer observação sempre é bem vindo a gente tentar melhorar a qualidade desse material
