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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ UNESA - CAMPUS MACAÉ - RJ INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS – CCE0225 APOSTILA GERAL – REVISÃO 6 UNIDADE 4 - CIRCUITOS ELÉTRICOS Circuito elétrico é uma ligação de elementos, como geradores, receptores, resistores e capacitores, interruptores, feita por meio de fios condutores, formando um caminho fechado que produz uma corrente elétrica. Os circuitos elétricos são utilizados para ligar dispositivos elétricos e eletrônicos de acordo com suas especificações de funcionamento, referentes à tensão elétrica de operação e à corrente elétrica suportada pelo dispositivo. Além disso, são usados para distribuição da energia elétrica em residências e indústrias, conectando diversos dispositivos elétricos por meio de fios condutores, conectores e tomadas. De acordo com seus componentes básicos, um circuito elétrico pode desempenhar diversas funções: eliminar picos de corrente elétrica, que são prejudiciais para alguns aparelhos mais sensíveis; aumentar a tensão elétrica de entrada ou, até mesmo, abaixá-la; transformar uma corrente alternada em uma corrente contínua; aquecer algo, entre outras. Um circuito elétrico funciona, quando se aplica uma diferença de potencial em um circuito elétrico usando, por exemplo, uma pilha, os elétrons passam a fluir nesse circuito até que essa pilha descarregue por completo. Parte da energia de cada um desses elétrons é, então, captada e utilizada pelos diferentes elementos do circuito, transformando-a em diferentes formas de energia, como luz, som, movimento, calor, etc. Os circuitos elétricos são representados por esquemas, que podem ser bastante complexos caso não saibamos identificar alguns de seus elementos básicos: ramos, malhas e nós. A Figura 11 mostra um circuito elétrico não muito simples, contendo um gerador, resistores e aparelhos de medida (um voltímetro e um amperímetro) ligados em um circuito formado por três malhas, dois nós e quatro ramos. Observe: Figura 11 - Esquema de Circuito Elétrico Entenda melhor o que são esses elementos. · Nós: pontos do circuito que ligam dois ou mais ramos. Nesses pontos, a corrente elétrica é sempre a mesma, antes e após sua passagem por eles. · Ramos: caminhos entre dois nós consecutivos. A corrente elétrica ao longo de um ramo é constante. · Malhas: caminhos fechados formados pelos ramos de um circuito, no qual pode haver malhas internas e externas. 4.1 – Elementos dos circuitos elétricos Os circuitos elétricos podem ser formados por diversos elementos de acordo com a função desejada, tais como: resistores, fonte, etc. 4.1.1 – Resistores Resistores são dispositivos elétricos com alta resistência elétrica, isto é, opõem-se fortemente à passagem de corrente elétrica. Quando esses elementos são percorridos por uma corrente elétrica, produzem uma queda no potencial elétrico do circuito, consumindo essa energia por meio do efeito Joule. Dessa forma, é provocado um grande aquecimento do circuito. Essa classe de dispositivo é comumente usada em ferros de passar, chuveiros elétricos, churrasqueiras elétricas, aquecedores, etc. A Figura 12 representa o símbolo usado nos esquemas de circuitos elé- Figura 12 - Simbologia dos resistores tricos para indicar a presença de um resistor, bem como, o equipamento é encontrado no mercado. 4.1.2 - Geradores Geradores são elementos responsáveis por fornecer energia para os circuitos elétricos. Quando ligamos os terminais de um gerador aos fios condutores de um circuito, forma-se uma diferença de potencial, que promove a movimentação dos elétrons. Quando a movimentação dos elétrons ocorre em um único sentido, dizemos que o circuito é percorrido por uma corrente direta; se o sentido da corrente variar periodicamente com o tempo, dizemos que ele é percorrido por uma corrente alternada. Alguns exemplos de geradores de corrente contínua são as pilhas e baterias. Já as tomadas residenciais são geradores de correntes alternadas. Os geradores ideais, são aqueles que não promovem nenhuma perda de energia durante seu funcionamento, são representados nos circuitos por meio do símbolo apresentado na Figura 13. Figura 13 - Simbologia de fontes geradoras Os geradores que utilizamos em nosso dia a dia são considerados geradores reais, uma vez que todos eles acabam dissipando uma parte da energia elétrica durante seu funcionamento. A principal característica desses geradores é a presença de uma resistência interna, responsável pela perda de energia em forma de calor em decorrência do efeito Joule. Os geradores reais são representados pelo símbolo apresentado na Figura 14. Figura 14 - Simbologia dos geradores reais A corrente elétrica que atravessa um circuito sempre percorrerá os geradores no sentido do polo negativo para o polo positivo, que representam os níveis de energia baixo e alto, respectivamente. Portanto, quando passar por um gerador, a corrente elétrica deve ganhar energia e não perdê-la. É por isso que ela sempre percorrerá os geradores pelo terminal de menor potencial em direção ao terminal de maior potencial. Por fim, a quantidade de energia que um gerador consegue fornecer a um circuito recebe, por razões históricas, o nome de força eletromotriz. 4.1.3 – Chaves ou Interruptores Chaves ou interruptores são dispositivos de segurança que servem para “abrir” ou “fechar” um circuito, podendo permitir ou interromper o fluxo de corrente elétrica. Esses elementos são fundamentais para quaisquer circuitos elétricos e são representados pelo símbolo apresentado na Figura 15. Mesmo vindo em diferentes formatos, todos os interruptores exercem a mesma função: interromper a passagem de corrente elétrica. Figura 15 - Chaves e Interruptores 4.1.4 - Fusíveis Fusíveis são dispositivos de segurança que interrompem a passagem de corrente elétrica nos circuitos caso exceda uma margem de segurança. Os fusíveis mais comuns são produzidos com uma liga metálica de baixo ponto de fusão. Quando atravessadas por grandes correntes elétricas, essas ligas metálicas derretem, interrompendo o circuito. O símbolo desses fusíveis nos circuitos elétricos é mostrado na Figura 16 Figura 16 - Simbologia de Fusíveis 4.1.5 - Capacitores Capacitores ou condensadores são utilizados para o armazenamento de cargas elétricas em um circuito. Esses dispositivos são capazes de reter grandes quantidades de cargas elétricas, liberando-as rapidamente quando solicitados. Por isso, são muito utilizados em circuitos que necessitam de grandes correntes elétricas para operarem corretamente. Os capacitores são representados com duas barras paralelas de mesmo tamanho, como mostra a Figura 17. Figura 17 - Simbologia dos Capacitores Além de sua finalidade primária, os capacitores também podem ser utilizados para atenuar variações de corrente elétrica em um circuito, uma vez que esses dispositivos só permitem a passagem de corrente elétrica para o interior de um circuito após estarem completamente carregados. 4.1.6 - Receptores Receptores são dispositivos que transformam a energia elétrica presente em um circuito em outras formas de energia, como a energia cinética. O que difere um receptor de um resistor é que este transforma a energia elétrica exclusivamente em calor. Televisores, computadores, lâmpadas e caixas de som são exemplos de receptores. Podemos representar os receptores ideais (aqueles que não apresentam resistência interna) ligados em um circuito por meio do símbolo apresentado na Figura 18. Figura 18 - Receptores Apesar de parecidos com geradores, os receptores são percorridos por correntes que vão do terminal negativo para o positivo. A única coisa que difere os receptores dos geradores nos esquemas dos circuitos elétricos é o sentido da corrente: ao passar por um receptor, a corrente elétrica está perdendo parte de sua energia, a qual entra pelo terminal positivo, de maior potencial, e sai do receptor pelo terminal negativo, de menor potencial. A maioria dos receptores consomem parte de sua energia em decorrência do Efeito Joule e são, por isso,
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