(FEI-SP) Qual a Resistência equivalente da associação a seguir?
Resolvendo os resistores em paralelo:
Agora que temos a resistência paralela equivalente, devemos calcular a resistência paralela em série, que é:
Sendo a resposta correta, letra d)
Assim, temos três resistências em série de
Resolvendo:
Simplificando redes de resistores por Khan Academy licenciado sob CC BY-NC-SA 3.0
Transformação
Transformação
Permite trocar três resistores num formato
Circuito do exemplo após passar por uma transformação
Agora é possível calcular sua resistência equivalente!
Transformação
Transformação
Para ocorrer a transformação, a resistência entre cada par de terminais deve ser igual, antes e depois.
Considerando os terminais
Transformação
Aplicando os mesmos princípios para todos os terminais:
Transformação
Aplicando manipulações algébricas nas equações anteriores, que vocês deverão desenvolver, temos na transformação
E ao transformar
Transformação
Continuando as manipulações algébricas nas equações anteriores, que vocês deverão desenvolver, temos na transformação
E ao transformar
Resolução do Exemplo por
Resolução do Exemplo por
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Resolução do Exemplo por
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Resolução do Exemplo por
Substituindo o circuito
Agora que conseguimos distinguir quais resistores estão em paralelo e quais resistores estão em série, o circuito pode ser simplificado para calcular a resistência equivalente.
Resolução do Exemplo por
Somando os resistores do ramo esquerdo e do ramo direito temos:
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Calculando a resistência equivalente dos resistores paralelos:
Somando com a resistência de
Portanto, a resistência equivalente do segmento de circuito é de
Divisão da Tensão
Tecnologias distintas de circuitos integrados (CIs) - TTL e CMOS - trabalham em níveis de tensão diferentes. Os circuitos construídos sobre a tecnologia TTL trabalham com níveis de tensão de 0V até +5V. Já os construídos com CMOS trabalham com níveis de tensão entre 0V e +3.3V.
Não obstante serem tecnologias distintas, frequentemente é necessário que CIs TTL e CMOS trabalhem juntos.
É conhecido que a presença de sobretensão (Tensões acima de +3.3V) em circuitos CMOS pode danificá-los.
Assim, considerando que em muitas situações circuitos TTL e CMOS precisam interagir, como mitigar a sobretensão causada pela tensão superior dos circuitos TTL?
Por meio da sua diminuição! Se houver uma forma de diminuir 5V para 3.3V os circuitos CMOS ficam protegidos contra eventuais danos de sobretensão.
Como diminuir esta tensão? Através da Divisão da Tensão!
Pela conservação da energia, sabemos que:
Se
Porém, nem sempre conhecemos os valores de corrente, as fontes de tensão não necessariamente mantém valores estáveis para corrente, desta forma, precisamos de outros artifícios matemáticos para calcularmos de maneira independente da corrente as tensões
Sabemos que a tensão
Substituindo
Assim, alcançamos a forma geral do princípio da divisão de tensão que elucida que em um circuito com
Retomando nosso exemplo para mitigar a sobretensão de +5V oriundas de CIs TTL na interação com CIs CMOS.
Queremos criar uma configuração resistiva em que um resistor, preferencialmente o primeiro resistor do circuito
Considerando que
Definindo
A Importância da Divisão de Correntes
As tomadas em nossas casas são conectadas a fios que possuem um limite físico do máximo de corrente que pode fluir neles. Normalmente, estes fios suportam até
Agora, em circuitos elétricos, frequentemente temos várias cargas ou componentes ligados de forma que a corrente se divide entre eles. Para garantir que cada componente ou caminho do circuito receba uma quantidade segura de corrente, precisamos entender exatamente como essa divisão ocorre. É aqui que entra o princípio da divisão de correntes.
Com a habilidade de calcular a divisão de correntes, podemos assegurar que os circuitos operem de maneira segura pelo correto balanceamento de cargas para prevnir a ocorrência de sobrecargas e consequentemente, curtos-circuitos e/ou incêndios.
Para estudarmos a divisão da corrente, facilita nosso entendimento elucidarmos um princípio a ser amplamente desenvolvido nas próximas aulas: A lei de Kirchoff para Corrente (LKC).
Esta lei preconiza que a soma das correntes que entra em um nó de um circuito tem de ser igual a soma das correntes que saem dele. Considerando o nó abaixo, temos as correntes
Assim,
Para qualquer nó pertencente a um circuito, a LKC pode ser generalizada para as
Como a corrente é uma variável em função do diferencial da carga e do tempo, logo, a LKC também estabelece que as cargas que entram em um nó são iguais às que saem dele:
Considere o circuito abaixo:
Temos uma corrente
Continuando a avaliação do circuito, pelos três resistores em paralelo, temos que a resistência equivalente do circuito é dada por:
Pela Lei de Ohm, sabemos que
Como os três resitores estão em paralelo, logo a tensão entre os terminais deles é igual. Assim:
Portanto, com as devidas manipulações algébricas, a corrente
Considerando em função das condutâncias,
Como
Que implica que a corrente se distribui de maneira proporcional às condutâncias, atingindo maiores valores nos ramos de maior condutância (e menor resistividade).
Em um terminal elétrico estão ligados em paralelo: Um microcomputador com uma fonte de
Para o circuito do exercício anterior:
Começamos a resolver o exemplo a partir do exercício 2 e desenhamos inicialmente o diagrama do circuito para viabilizar nossa resolução:
Sabemos que todos os equipamentos trabalham na tensão de
Agora, sabemos a corrente do monitor
Começando pelo som, pela lei de Ohm, temos que
Avançando para o computador, sabemos da potência elétrica que
Sabemos pela LKC que
Considerando que mais um monitor em paralelo acrescentaria uma carga de
Continuando a resolução, cientes das correntes
Considerando que o Monitor possui uma corrente de
E sua potência é de
Sabe-se que a corrente
Conferindo a resistência equivalente do circuito pela equação:
Livro: ISBN 978-85-4301-812-6
a) 3.4(a):
3.4(b):
3.4(c):
3.4(d):
b) 3.4(a):
3.4(b):
3.4(c):
3.4(d):
3.12:
3.13:
3.16:
3.18:
3.30:
Pessoal, antes de mais nada, vamos direto ao ponto de interesse para facilitar nosso entendimento.
Porque usamos transformações Delta Y, Y Delta, para que elas existem? Para podermos simplificar circuitos e calcular suas resistências equivalentes! Por isso as usamos, pois, como veremos, existem casos onde não conseguimos determinar quem está em série e quem está em paralelo