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Como calcular corrente, voltagem, resistência e potência em um circuito série de corrente contínua usando Java

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Como calcular corrente, voltagem, resistência e potência em um círcuito série de corrente contínua usando Java

Nesta dica mostrarei como é possível usar operações básicas da linguagem Java 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 Java que calcula a corrente total, a tensão total, a resistência total e a potência total do circuito em série mostrado na imagem:

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
no WhatsApp +55 (62) 98553-6711 (Osmar)
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package estudos_java;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // Tensão total do circuito em série
    double eTotal = 90.0;
 
    // Resitência total
    double resist1 = 10.0;
    double resist2 = 20.0;
    double resist3 = 30.0;
    double rTotal = resist1 + resist2 + resist3;
    
    // Corrente elétrica total
    double iTotal = eTotal / rTotal;
    
    // Potência elétrica total
    double pTotal = eTotal * iTotal; 
    
    // mostra os valores
    System.out.println("Tensão total: " + eTotal);
    System.out.println("Resistência total: " + rTotal);
    System.out.println("Corrente total: " + iTotal);
    System.out.println("Potência total: " + pTotal);
    
    System.exit(0);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Tensão total: 90.0
Resistência total: 60.0
Corrente total: 1.5
Potência total: 135.0

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 Java que calcula a tensão elétrica nos três resistores (lembre-se: tensão é o produto da corrente pela resistência):

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Se precisar de ajuda com o código abaixo, pode me chamar
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package estudos_java;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // Tensão total do circuito em série
    double eTotal = 90.0;
 
    // Resitência total
    double resist1 = 10.0;
    double resist2 = 20.0;
    double resist3 = 30.0;
    double rTotal = resist1 + resist2 + resist3;
    
    // Corrente elétrica total
    double iTotal = eTotal / rTotal;
    
    // Potência elétrica total
    double pTotal = eTotal * iTotal; 
    
    // mostra os valores
    System.out.println("Tensão total: " + eTotal);
    System.out.println("Resistência total: " + rTotal);
    System.out.println("Corrente total: " + iTotal);
    System.out.println("Potência total: " + pTotal);
    
    // mostra as tensões nos resistores
    System.out.println("\nTensão nos resistores individuais:");
    double e1 = resist1 * iTotal;
    double e2 = resist2 * iTotal;
    double e3 = resist3 * iTotal;
    
    System.out.println("Tensão no Resistor 1: " + e1 + "V");
    System.out.println("Tensão no Resistor 2: " + e2 + "V");
    System.out.println("Tensão no Resistor 3: " + e3 + "V");
    
    System.exit(0);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Tensão total: 90.0
Resistência total: 60.0
Corrente total: 1.5
Potência total: 135.0

Tensão nos resistores individuais:
Tensão no Resistor 1: 15.0V
Tensão no Resistor 2: 30.0V
Tensão no Resistor 3: 45.0V

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:

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package estudos_java;

public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    // Tensão total do circuito em série
    double eTotal = 90.0;
 
    // Resitência total
    double resist1 = 10.0;
    double resist2 = 20.0;
    double resist3 = 30.0;
    double rTotal = resist1 + resist2 + resist3;
    
    // Corrente elétrica total
    double iTotal = eTotal / rTotal;
    
    // Potência elétrica total
    double pTotal = eTotal * iTotal; 
    
    // mostra os valores
    System.out.println("Tensão total: " + eTotal);
    System.out.println("Resistência total: " + rTotal);
    System.out.println("Corrente total: " + iTotal);
    System.out.println("Potência total: " + pTotal);
    
    // mostra as tensões nos resistores
    System.out.println("\nTensão nos resistores individuais:");
    double e1 = resist1 * iTotal;
    double e2 = resist2 * iTotal;
    double e3 = resist3 * iTotal;
    
    System.out.println("Tensão no Resistor 1: " + e1 + "V");
    System.out.println("Tensão no Resistor 2: " + e2 + "V");
    System.out.println("Tensão no Resistor 3: " + e3 + "V");
    
    // mostra as potências dissapadas nos resistores
    System.out.println("\nPotência dissipada nos resistores individuais:");
    double p1 = e1 * iTotal; // Potência = Tensão x Corrente
    double p2 = e2 * iTotal;
    double p3 = e3 * iTotal;
    
    System.out.println("Potência no Resistor 1: " + p1 + "W");
    System.out.println("Potência no Resistor 2: " + p2 + "W");
    System.out.println("Potência no Resistor 3: " + p3 + "W");
    
    System.exit(0);
  }
}

Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado:

Tensão total: 90.0
Resistência total: 60.0
Corrente total: 1.5
Potência total: 135.0

Tensão nos resistores individuais:
Tensão no Resistor 1: 15.0V
Tensão no Resistor 2: 30.0V
Tensão no Resistor 3: 45.0V

Potência dissipada nos resistores individuais:
Potência no Resistor 1: 22.5W
Potência no Resistor 2: 45.0W
Potência no Resistor 3: 67.5W

Java ::: Desafios e Lista de Exercícios Resolvidos ::: Laços de Repetição

Exercícios Resolvidos de Java - Usando um laço for para solicitar ao usuário que informe 10 valores inteiros e mostrar quantos valores negativos foram informados

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Pergunta/Tarefa:

Escreva um programa Java console que usa o laço for para solicitar que o usuário digite 10 valores inteiros. Em seguida seu programa deverá contar quantos valores negativos foram informados.

Dica: Use um objeto da classe Scanner para obter a entrada do usuário.

Resposta/Solução:

A resolução deste exercício envolve a criação de uma variável auxiliar para contar a quantidade de valores negativos lidos, do tipo int, e que deverá ser inicializada com o valor 0. Veja:

int negativos = 0; // guardará a quantidade de valores negativos

Veja a resolução completa para o exercício, comentada linha a linha:

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public static void main(String[] args){
  // para este exercício você deverá importar a classe
  // Scanner. Ela está no pacote java.util.*;
    
  // vamos construir um objeto da classe Scanner para ler a
  // entrada do usuário
  Scanner entrada = new Scanner(System.in);

  int valor; // guarda o valor lido
  int negativos = 0; // guardará a quantidade de valores negativos

  // vamos pedir ao usuário que informe 10 valores inteiros
  for(int i = 0; i < 10; i++){
    System.out.print("Informe o " + (i + 1) + "º valor: ");
    valor = Integer.parseInt(entrada.nextLine());

    // vamos verificar se o valor informado é negativo
    if(valor < 0){
      negativos++;
    }
  }

  // vamos exibir a quantidade de números negativos lidos
  System.out.println("\nVocê informou " + negativos + " valores negativos.\n");
}

Java ::: Dicas & Truques ::: Arrays e Matrix (Vetores e Matrizes)

Como retornar o menor valor em um array de inteiros em Java

Quantidade de visualizações: 1625 vezes

Nesta dica eu mostro como obter o menor valor em um array (vetor) de inteiros. Veja o código completo para o exemplo:

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package arquivodecodigos;
 
public class Estudos{
  public static void main(String[] args){
    int[] valores = new int[5];
  
    // inicializa os elementos do array
    valores[0] = 23;
    valores[1] = 65;
    valores[2] = 2;
    valores[3] = 87;
    valores[4] = 34;
     
    // obtém o menor valor
    int menor = menor(valores);
     
    System.out.println("O menor valor é: " + menor);
   
    System.exit(0);
  }
 
  public static int menor(int[] a){
    int min = a[0];
    for(int i = 1; i < a.length; i++){
      if(a[i] < min){
        min = a[i];
      }
    }
     
    return min;
  }
}

Ao executarmos este código nós teremos o seguinte resultado:

O menor valor é: 2

Java ::: Dicas & Truques ::: Matemática e Estatística

Como calcular juros simples e composto - Calculando juros simples e montante na linguagem Java

Quantidade de visualizações: 14645 vezes

O regime de juros será simples quando o percentual de juros incidir apenas sobre o valor principal. Sobre os juros gerados a cada período não incidirão novos juros. Valor Principal, ou simplesmente principal, é o valor inicial emprestado ou aplicado, antes de somarmos os juros. Transformando em fórmula temos:

J = P . i . n

Onde:

J = juros
P = principal (capital)
i = taxa de juros
n = número de períodos

Imaginemos uma dívida de R$ 2.000,00 que deverá ser paga com juros de 5% a.m. pelo regime de juros simples e o prazo para o pagamento é de 2 meses. O cálculo em Java pode ser feito assim:

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public class Estudos{
  public static void main(String args[]){
    double principal = 2000.00;
    double taxa = 0.08;
    int meses = 2;
   
    double juros = principal * taxa * meses;
   
    System.out.println("O total de juros a ser pago é: " 
      + juros);
 
    System.exit(0);
  }
}

O montante da dívida pode ser obtido das seguintes formas:

a) Montante = Principal + Juros
b) Montante = Principal + (Principal x Taxa de juros x Número de períodos)

M = P . (1 + (i . n))

Veja o código:

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public class Estudos{
  public static void main(String args[]){
    double principal = 2000.00;
    double taxa = 0.08;
    int meses = 2;
   
    double juros = principal * taxa * meses;
    double montante = principal * (1 + (taxa * meses));  
 
    System.out.println("O total de juros a ser pago é: " 
      + juros);
    System.out.println("O montante a ser pago é: " 
      + montante);
 
    System.exit(0);
  }
}

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