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Como calcular corrente, voltagem, resistência e potência em um círcuito série de corrente contínua usando CQuantidade de visualizações: 3531 vezes |
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Nesta dica mostrarei como é possível usar operações básicas da linguagem C para calcular a corrente, voltagem, resistência e potência em um circuito série de corrente contínua. É conhecido como um circuito série um circuito composto exclusivamente por componentes elétricos ou eletrônicos conectados em série (de conexão em série, que é o mesmo que associação em série ou ligação em série). A associação em série é uma das formas básicas de se conectarem componentes elétricos ou eletrônicos. A nomeação descreve o método como os componentes são conectados. Vanos começar analisando a seguinte imagem:  Esta imagem foi extraída do Simulador do PHET, no endereço https://phet.colorado.edu. Note que temos uma fonte de alimentação 90V, e três resistores (com resistências de 10Ω, 20Ω e 30Ω). Vamos começar relembrando os aspectos importantes dos circuitos em série: 1) A corrente elétrica I (medida em ampères (A), ou coulombs por segundo) é comum a todos os elementos do circuito. 2) A tensão elétrica V, (medida em volts (V), ou joules por coulomb) é dividida entre as cargas, ou seja, a soma das tensões nas cargas deve ser igual à tensão da fonte de alimentação. 3) A resistência elétrica R (medida em ohms (Ω)) total do circuito é igual à soma de todas as resistências das cargas. 4) A potência total P (medida em watts (W)) é igual à soma das potências das cargas que compõem o circuito. Vamos escrever um pouco de código então? Veja nosso primeiro código C que calcula a corrente total, a tensão total, a resistência total e a potência total do circuito em série mostrado na imagem:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <locale.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,""); // para acentos do português
// Tensão total do circuito em série
double e_total = 90.0;
// Resitência total
double resist1 = 10.0;
double resist2 = 20.0;
double resist3 = 30.0;
double r_total = resist1 + resist2 + resist3;
// Corrente elétrica total
double i_total = e_total / r_total;
// Potência elétrica total
double p_total = e_total * i_total;
// mostra os valores
printf("Tensão total: %.2f\n", e_total);
printf("Resistência total: %.2f\n", r_total);
printf("Corrente total: %.2f\n", i_total);
printf("Potência total: %.2f\n", p_total);
printf("\n\n");
system("pause");
return 0;
}
Ao executar este código C nós teremos o seguinte resultado: Tensão total: 90,00 Resistência total: 60,00 Corrente total: 1,50 Potência total: 135,00 Pronto! Agora que já sabemos o valor da corrente elétrica, e sabemos que a corrente é comum a todos os elementos do circuito em série, podemos calcular a tensão individual dos componentes. Assim, veja um trecho de código C que calcula a tensão elétrica nos três resistores (lembre-se: tensão é o produto da corrente pela resistência):
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <locale.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,""); // para acentos do português
// Tensão total do circuito em série
double e_total = 90.0;
// Resitência total
double resist1 = 10.0;
double resist2 = 20.0;
double resist3 = 30.0;
double r_total = resist1 + resist2 + resist3;
// Corrente elétrica total
double i_total = e_total / r_total;
// Potência elétrica total
double p_total = e_total * i_total;
// mostra os valores
printf("Tensão total: %.2f\n", e_total);
printf("Resistência total: %.2f\n", r_total);
printf("Corrente total: %.2f\n", i_total);
printf("Potência total: %.2f\n", p_total);
// mostra as tensões nos resistores
printf("\nTensão nos resistores individuais:\n");
double e1 = resist1 * i_total;
double e2 = resist2 * i_total;
double e3 = resist3 * i_total;
printf("Tensão no Resistor 1: %.2fV\n", e1);
printf("Tensão no Resistor 2: %.2fV\n", e2);
printf("Tensão no Resistor 3: %.2fV\n", e3);
printf("\n\n");
system("pause");
return 0;
}
Ao executar este código C nós teremos o seguinte resultado: Tensão total: 90,00 Resistência total: 60,00 Corrente total: 1,50 Potência total: 135,00 Tensão nos resistores individuais: Tensão no Resistor 1: 15,00V Tensão no Resistor 2: 30,00V Tensão no Resistor 3: 45,00V Para finalizar, vamos calcular a potência dissipada em cada um dos resistores de forma individual. Observe que a potência é o produto da tensão pela corrente (P = E.I). Eis o código:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <locale.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
setlocale(LC_ALL,""); // para acentos do português
// Tensão total do circuito em série
double e_total = 90.0;
// Resitência total
double resist1 = 10.0;
double resist2 = 20.0;
double resist3 = 30.0;
double r_total = resist1 + resist2 + resist3;
// Corrente elétrica total
double i_total = e_total / r_total;
// Potência elétrica total
double p_total = e_total * i_total;
// mostra os valores
printf("Tensão total: %.2f\n", e_total);
printf("Resistência total: %.2f\n", r_total);
printf("Corrente total: %.2f\n", i_total);
printf("Potência total: %.2f\n", p_total);
// mostra as tensões nos resistores
printf("\nTensão nos resistores individuais:\n");
double e1 = resist1 * i_total;
double e2 = resist2 * i_total;
double e3 = resist3 * i_total;
printf("Tensão no Resistor 1: %.2fV\n", e1);
printf("Tensão no Resistor 2: %.2fV\n", e2);
printf("Tensão no Resistor 3: %.2fV\n", e3);
// mostra as potências dissapadas nos resistores
printf("\nPotência dissipada nos resistores individuais:\n");
double p1 = e1 * i_total; // Potência = Tensão x Corrente
double p2 = e2 * i_total;
double p3 = e3 * i_total;
printf("Potência no Resistor 1: %.2fW\n", p1);
printf("Potência no Resistor 2: %.2fW\n", p2);
printf("Potência no Resistor 3: %.2fW\n", p3);
printf("\n\n");
system("pause");
return 0;
}
Ao executar este código C nós teremos o seguinte resultado: Tensão total: 90,00 Resistência total: 60,00 Corrente total: 1,50 Potência total: 135,00 Tensão nos resistores individuais: Tensão no Resistor 1: 15,00V Tensão no Resistor 2: 30,00V Tensão no Resistor 3: 45,00V Potência dissipada nos resistores individuais: Potência no Resistor 1: 22,50W Potência no Resistor 2: 45,00W Potência no Resistor 3: 67,50W |
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