ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA SEM ESPINHAS

A Lei de Coulomb é uma lei da física que descreve a interação eletrostática entre partículas electricamente  carregadas . Foi formulada e publicada pela primeira vez em 1783 pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb e foi essencial para o desenvolvimento do estudo da Eletricidade.  Esta lei estabelece que o módulo da força entre duas cargas eléctricas puntiformes (q1 e q2) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre elas. Esta força pode ser atractiva ou repulsiva dependendo do sinal das cargas. É atractiva se as cargas tiverem sinais opostos. É repulsiva se as cargas tiverem o mesmo sinal. Após várias medições, utilizando uma balança de torção, Coulomb concluiu que esta força é completamente descrita pela seguinte equação: em que: F → é a força, em Newtons (N); ε0 ≈ 8.854×10^−12 é a constante elétrica; r é a distância entre as duas cargas pontuai...

O transformador é uma máquina elétrica estática, isto é, sem partes móveis. É constituído por um circuito elétrico primário, um circuito magnético e um ou mais circuitos elétricos secundários. O circuito elétrico primário, é conhecido simplesmente por primário do transformador, ou mais frequentemente só primário. Da mesma forma, o ou os circuitos elétricos secundários, são normalmente conhecidos como secundários do transformador, ou simplesmente secundários. Cada secundário tem um enrolamento ou bobine independente sendo galvanicamente isolados entre si e também do primário.  Os transformadores permitem obter nos secundários, tensões muito variadas a partir de uma tensão primária. Com vários secundários, temos a possibilidade de ter várias alimentações com tensões diferentes, a partir de um único enrolamento primário ao qual é aplicada uma tensão primária. Podemos também enviar um sinal ou impulso para vários recetores simultaneamente.  Em termos energéticos, o transf...

Num circuito, qualquer tensão (ou corrente) pode ser calculada como o resultado da soma algébrica das diversas tensões (ou correntes) produzidas individualmente por cada fonte independente do circuito, quando todas as outras fontes independentes existentes no circuito são colocadas em repouso. Uma fonte de tensão está em repouso se está curto-circuitada (0 volts ) e uma fonte de corrente está em repouso se está em circuito aberto ( 0 amperes). Este teorema apenas se aplica a fontes independentes; as fontes dependentes não são colocadas em repouso. É sobretudo útil em corrente alternada, onde por vezes é o único método possível de resolução dos problemas. Exemplo: Determinar a corrente I pelo método da sobreposição Fig.1 Passo 1 :Conforme mostrado na figura 2, abre-se a fonte de corrente e calcula-se I1 que neste caso atravessa as duas resistências. I= 18/6=3A. Fig.2 Abre-se a fonte de corrente Passo 2 : Conforme mostra a figura 3, curto circuita-se a fonte...

É necessário com frequência, ligar um circuito a uma carga de modo a que a carga receba do circuito a máxima potência. Por exemplo, o caso do amplificador e das colunas de audio, ou do emissor e da antena, etc... Todos ouvimos dizer que a máxima transferência de potência ocorre quando a impedância da carga é igual à impedância da fonte . É verdade e vamos aqui demonstrá-lo: Vamos começar por representar o circuito em estudo usando o seu equivalente de Thèvenin.  A resistência de Thévenin aqui representa a impedância da fonte. Então, pode provar-se que se escolher a resistência da carga ( R ) igual à resistência equivalente de Thèvenin (RTh ), o circuito transfere para a carga a máxima potência. Fig.1 - Circuito equivalente de Thévenin A potência transmitida à carga é igual a R*I 2 ; é essa potência que se pretende seja máxima. Fazendo R = RTh, obtém-se a potência máxima em R.  Gráfico 1 Para o provar usamos uma calculadora...

O teorema de Norton e o teorema de Thévenin , são amplamente utilizados para simplificar a análise de circuitos. Ao contrário do Teorema de Thévenin, o Teorema de Norton usa uma fonte de corrente em vez de uma fonte de tensão. Diz o Teorema de Norton que, qualquer circuito elétrico linear, com fontes de tensão, fontes de corrente e resistências, pode ser substituído nos terminais A  B por uma fonte de corrente equivalente (Corrente de Norton ou INo) ligada em paralelo com uma resistência equivalente (Resistência de Norton ou RNo). A corrente equivalente de Norton (Ino) é a corrente obtida nos terminais A-B da rede com os terminais A-B em curto-circuito. A resistência equivalente de Norton (Rno) é a resistência obtida nos terminais A-B da rede com todas as suas fontes de tensão em curto-circuito e todas as suas fontes de corrente em circuito aberto. Suponha-se que, dado um circuito qualquer, se pretende calcular apenas a corrente IAB que passa na resistência RAB . Então pod...

Quanto tempo já gastou a decorar as fórmulas do ganho de tensão das várias montagens possíveis com Ampops? Já imaginou donde vêm essas fórmulas? Fig.1 Montagem Inversora Sabendo as características dos AMPOPs  ideais   não é difícil chegar às fórmulas do ganho de tensão. Vamos então relembrar as características dos amplificadores operacionais ideais: Ganho infinito em malha aberta; Largura de banda infinita; Impedância de entrada infinita; Impedância de saída nula; Ausência de ruído; Offset = zero (exactamente 0 V na saída quando as duas entradas forem exactamente iguais); Sem dependência térmica. Tomando como exemplo a montagem inversora representada na fig 1, vemos que ao abrigo das características ideais dos OPAMPs não existe corrente de entrada, pois a sua impedância é infinita. Logo: A corrente que circula em R1 é igual à corrente que circula em R2; A diferença de potencial entre a entrada positiva e negativa é ~= 0, pelo...

O amplificador operacional ideal tem como características : Ganho infinito em malha aberta; Largura de banda infinita; Impedância de entrada infinita; Impedância de saída nula; Ausência de ruído; Offset = zero (exactamente 0 V na saída quando as duas entradas forem exactamente iguais); Sem dependência térmica.  Os circuitos integrados OPAMPS utilizando  MOSFETs  são os que mais se aproximam destes valores ideais.

O desafio de hoje é ca lcular o VCE do  transístor, no circuito mostrado na fig.1. O Beta do transístor é 200 e o VBE de 0.7V. O VCC é de 12V conforme mostrado no esquema da figura 1 e o transístor está a funcionar na zona activa directa (não está ao corte nem à saturação). Fig.1 - Circuito a analisar Vamos então ver como chegar ao valor de VCE. Sabemos que VCE=VC-VE. No entanto para conhecer os valores de VC e VE temos de calcular as quedas de tensão em R1 e R4, o que só é possível se conhecermos IC e IE. IC e IE dependem de IB e do Beta do transístor que neste caso é 200. IC=Beta * IB e IE=(Beta+1) * IB. Como temos o Beta, falta-nos então conhecer o valor de IB para poder determinar o valor de IE e IC, que por sua vez nos permitem calcular as tensões no colector e emissor do transístor. Fig.2 Cálculo da tensão de Thevenin Vth Para calcular o IB, vamo-nos socorrer do teorema de Thévenin , que simplifica muito o circuito. Começamos por abrir o ci...

Um transístor bipolar pode funcionar em 3 zonas de operação:  Zona Ativa Directa - verifica-se quando:  IC=ß*IB IE=(ß+1)*IB VBE=VBEon≅0.7V  VCE>VCEsat    Zona de Corte – verifica-se quando:  IC=IB=IE=0  VBE < VBEon (0.7V)    Zona de Saturação – verifica-se quando:  IC<(β*IB)  VBE=VBEon=0.7V VCE=VCEsat=0.2V Na figura 1, mostra-se a polarização de cada uma das junções, em cada um dos estados Fig.1 Polarização das junções nos vários estados de funcionamento de um Transístor Na figura 2 mostra-se um fluxograma que permite determinar facilmente em que zona de operação se encontra um transístor. Fig.2 Como determinar o modo de operação

O teorema de Thévenin permite simplificar um circuito, reduzindo-o a uma fonte de tensão com uma resistência (ou impedância) em série. A este circuito resultante chamamos circuito equivalente de Thèvenin, em homenagem a Leon Charles Thévenin. É um teorema muito útil, pois permite reduzir circuitos grandes e complexos a um circuito equivalente com apenas dois elementos: Uma fonte de tensão e uma resistência em série. À fonte de tensão chama-se tensão de Thévenin (Vth ou Eth, dependendo dos autores) e à resistência em série com a fonte de tensão, chama-se resistência de Thévenin (Rth). Esta simplificação permite  facilmente  calcular tensões, correntes, ou potências num determinado ponto do circuito. O circuito equivalente de Thévenin constrói-se em duas etapas: Abre-se o circuito nos pontos a analisar (A , B ) e calcula-se a tensão nesse ponto (sem a carga). Essa é a tensão de Thèvenin (Vth). Determina-se a resistência ou impedância de Thévenin. Para esse efeito: Curto...