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Análise de circuitos (Parte 1)

Este é um post de conceitos básicos destinado à estudantes e iniciantes na área. Esta é a primeira parte de como fazer análise de circuitos em corrente contínua apenas com resistores.

Leis de Kirchhoff

Antes de analisar circuitos, é necessário conhecer as leis de Kirchhoff. A lei de Kirchhoff para tensões afirma que a soma algébrica das elevações e quedas de tensão em uma malha fechada é zero. Esta lei pode ser expressa desta forma:

\sum V_{fontes}=\sum V_{cargas}

Ou desta forma:

\sum V=0

A soma das tensões em uma malha de circuito sempre será zero.

A lei de Kirchhoff para as correntes diz que a soma algébrica das correntes que entram e saem de uma região, sistema ou nó é igual a zero. Esta lei pode ser expressa desta forma.

\sum I_{i}=\sum I_{o}

A corrente total que entra em um nó é igual a corrente total que sai deste mesmo nó.

Fontes em série e paralelo

Fontes de tensão de valores diferentes não podem ficar em paralelo, apenas em série.

O que acontece se você colocar duas fontes de valores diferentes em paralelo? Fontes reais têm uma pequena resistência em série, colocando fontes de tensão de valores diferentes em paralelo vai produzir uma alta corrente devido a pequena resistência e as fontes podem ser danificadas. Não se deve colocar fontes de corrente de valores diferentes em série.

O motivo é que fontes de corrente reais possuem uma alta resistência em paralelo, portanto colocar fontes de corrente de valores diferentes em série vai gerar uma tensão muito alta e pode danificar as fontes. A não ser que as fontes tenham um sistema de proteção, que ficará para um futuro post.

Convertendo fontes

As fontes reais, ou seja, com resistência interna, podem ser convertidas para facilitar a análise de circuitos. As duas fontes abaixo são equivalentes.

A conversão de fontes segue a lei de Ohm e o valor da resistência interna permanece o mesmo.

U=I\cdot R

Fontes controladas

Na análise de circuitos, é comum encontrar fontes controladas, que são fontes dependentes de tensão ou corrente de alguma parte do circuito. No esquemático são representadas como mostra a figura abaixo.

Ligação delta-estrela

Além de série e paralelo, os resistores podem estar posicionados nas configurações estrela (Y) ou delta (Δ), também chamadas de T ou π.

Como converter de uma forma para outra? Estas três equações abaixo são para converter de Δ para Y.

R_3=\frac{R_{A}R_{B}}{R_{A}+R_{B}+R_{C}}

R_1=\frac{R_{B}R_{C}}{R_{A}+R_{B}+R_{C}}

R_2=\frac{R_{A}R_{C}}{R_{A}+R_{B}+R_{C}}

E estas três para converter de Y para Δ.

R_{C}=\frac{R_{1}R_{2}+R_{1}R_{3}+R_{2}R_{3}}{R_{3}}

R_{A}=\frac{R_{1}R_{2}+R_{1}R_{3}+R_{2}R_{3}}{R_{1}}

R_{B}=\frac{R_{1}R_{2}+R_{1}R_{3}+R_{2}R_{3}}{R_{2}}

 

 

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