Circuito elétrico fechado

Explicamos o que é um circuito elétrico fechado, suas características, componentes, símbolos e damos vários exemplos

Circuito fechado simples, consistindo em uma fonte (baterias), duas resistências em lâmpadas e um interruptor fechado que permite o fluxo de corrente em todo o circuito

O que é um circuito elétrico fechado?

A Circuito elétrico fechado É aquele em que a corrente tem uma rota contínua para fluir. Esta é uma condição necessária para um fluxo de corrente, uma vez que um fio quebrado ou cortado impede que os elétrons circulem por todos os elementos do circuito.

Em um circuito simples como o que liga uma lâmpada usando uma bateria, a corrente circula através da lâmpada somente quando o circuito é fechado, caso contrário, a corrente não circula e simplesmente não liga a luz.

Para controlar o fluxo de corrente através do circuito, é usado um interruptor, com o qual a corrente é interrompida ou desviada. Existem vários tipos, o mais simples consiste em dois contatos de metal, unidos ou separados em conveniência através de um elemento móvel. Quando os contatos são separados, a corrente é interrompida e quando unidos, os fluxos de corrente.

Toda vez que as luzes são iluminadas em casa, no carro ou um dispositivo que funciona com eletricidade é aceso, numerosos circuitos são fechados para que a corrente flua e faça o trabalho correspondente para alcançar o efeito desejado.

Características de um circuito fechado

-A operação do circuito depende de uma fonte de energia, conhecida como Fem (força eletromotiva), que pode ser direta ou alternativa.

-O circuito fechado deve fornecer aos elétrons um caminho completo, sem interrupções, para que possam circular por cada um dos elementos do circuito.

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-Os fios que conectam os diferentes elementos do circuito são idealizados, portanto, eles não têm resistência.

-Em um circuito de corrente direta, o significado disso é extrovertido para o poste positivo da bateria.

-Os valores da corrente e a tensão em cada um dos elementos do circuito são especificados através da lei de Ohm, quando o circuito é resistivo, em conjunto com as leis de Kirchoff, quando se trata de redes mais complexas.

Tipos de elementos de um circuito

Eles podem ter dois tipos:

1. Ativos
2. Passivos

O elementos ativos Eles contribuem com energia, fazendo o trabalho necessário para que a carga elétrica seja acionada. Eles são os geradores, que por sua vez podem ser de dois tipos: fontes de tensão ou fontes de corrente.

Então há elementos passivos, através da qual a corrente elétrica circula. Esses elementos consomem corrente e, em troca, produzem um efeito, como uma lâmpada com um filamento que liga.

Também existem elementos passivos que armazenam eletricidade, como capacitores ou capacitores.

Componentes de um circuito fechado

Em geral, um circuito elétrico consiste nos seguintes componentes:

Gerador

É responsável por produzir e manter a corrente elétrica pelo circuito, sendo capaz de ser direto para o alternativo.

O gerador direto é uma bateria ou bateria simples, enquanto os alternados são chamados de alternadores.

Motoristas

São fios de metal muito baixa resistência, geralmente feitos de cobre revestidos com plástico isolante. Através deles, a corrente elétrica se move, passando de um elemento para outro no circuito.

Receptores

Eles são responsáveis ​​por transformar a energia elétrica que vem da fonte em outro tipo de energia, por exemplo, luz, calor ou movimento. Exemplos de receptores são resistência, lâmpadas, filamentos, capacitores, diodos, bobinas e muito mais.

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Elementos de controle

Como o nome indica, eles permitem interromper ou redirecionar o fluxo de corrente pelo circuito. Eles são interruptores ou interruptores.

Elementos de proteção

Aos circuitos podem ser adicionados protetores que interrompem a passagem da corrente quando atinge uma certa intensidade, por exemplo, os fusíveis. Dessa maneira, o circuito está aberto, protegendo assim o dispositivo e os usuários.

Esquemas e símbolos

Para facilitar a análise dos circuitos elétricos, esquemas e símbolos, eles oferecem uma representação simplificada de cada um dos componentes do circuito.

Existem muitos símbolos, um para cada tipo de elemento, na imagem a seguir, há uma pequena amostra com a mais usada:

Os símbolos mais comuns usados ​​em circuitos elétricos. Fonte: f. Zapata.

Através de símbolos, qualquer circuito pode ser esquematizado, mesmo o mais complexo. No circuito da figura que aparece no início, as duas lâmpadas conectadas em série são representadas por duas resistências e o esquema permanece assim:

Circuito de tipo resistivo fechado, consistindo de uma bateria, duas resistências em série e um interruptor fechado. Fonte: f. Zapata.

Como é um elétrico fechado?

A operação do circuito fechado depende dos elementos que o compõem, por exemplo, no circuito resistivo mostrado acima, a lâmpada é ligada assim que fecha.

Por outro lado, se uma das resistências for substituída por um capacitor baixado, o circuito se tornará um RC e o capacitor será carregado na tensão de origem.

Quando estiver completamente carregado, permanecerá um circuito aberto. Desconectando o interruptor e a fonte e fechando o circuito novamente, o condensador produz temporariamente uma corrente, pois ele havia armazenado a carga anteriormente.

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De qualquer forma, a corrente sempre retira o terminal positivo, como explicado anteriormente (veja a figura acima).

A fonte é responsável por aumentar o potencial de cada carga que está nesse ponto, portanto, sua energia potencial aumenta em uma quantidade dada por qε, onde ε é a tensão fornecida pela bateria.

Em seguida, a carga que viaja os fios de conexão, que são ideais, ou seja, sem resistência, até atingir um elemento de circuito. Se for uma resistência, como no circuito da figura, a carga sofre uma queda potencial igual a I ∙ r₁, Onde eu é a intensidade da corrente.

Então passa por outra queda em potencial ao passar pela segunda resistência, desta vez de I ∙ r₂ Até você atingir o terminal negativo e a partir daí para positivo novamente, dessa maneira, a carga fez um passeio completo pelo circuito.

Como a energia é preservada, é verdade que:

ε - i ∙ r₁ - Eu ∙ r₂ = 0

Exemplo resolvido

No circuito da figura acima, os valores de cada elemento estão:

R₁ = 430 Ω; R₂ = 128 Ω; ε = 9 V

• a) Qual é a intensidade atual através do circuito?
• b) Que corrente passa por cada resistência?
• c) Encontre a queda de tensão em cada resistência.

Responda para

A corrente total é a que sai da bateria. Para encontrar, é necessário reduzir o circuito para uma única resistência. Como r₁ e r₂ Eles estão conectados em série, a resistência equivalente r_Eq é sua soma:

R_Eq = R₁ + R₂ = 430 Ω + 128 Ω = 558 Ω

Da lei de Ohm:

ε = i ∙ r_Eq → i = 9 v / 558 Ω = 0.01613 a

Resposta b

Como as resistências estão em série, a corrente é a mesma para ambos e igual a 0.01613 a.

Resposta c

Aplicando a lei de Ohm novamente:

V₁ = I ∙ r₁ = 0.01613 A ∙ 430 Ω = 6.935 v

Então v₁ = 9V− 6.935 V = 2.065 v