Circuitos Elétricos DC/AC — Aula 01: Fundamentos

Base sólida: grandezas, Lei de Ohm, potência, série/paralelo e primeiros conceitos de AC (senoide e RMS).

DC AC Lei de Ohm RMS
Tema: Escuro

1) Objetivo da trilha

Vamos construir conhecimento em camadas: primeiro o DC (mais simples), depois o AC e, em seguida, componentes reativos (capacitor e indutor) e impedância.

Como estudar
Teoria curta + exemplo + exercícios.
Como resolver
Unidades → fórmula → substituição → checagem.
Meta
Entender, calcular e interpretar resultados.
Dica prática

Sempre escreva as unidades: V (volts), A (ampères), Ω (ohms), W (watts), Hz. Isso reduz erros e te mostra se a conta “fecha”.

2) Grandezas elétricas

As 4 grandezas-base que você vai usar o tempo todo:

Tensão (V)
“Empurra” as cargas. Diferença de potencial.
Corrente (I)
Fluxo de carga. Medida em ampère (A).
Resistência (R)
Oposição ao fluxo. Medida em ohm (Ω).
Potência (P) e Energia (E)
Potência é “taxa” de energia. Energia é “acumulado”.
P = V·I (W) | E = P·t (J ou Wh)
1 Wh = 3600 J
Segurança

Em instalações reais, AC da rede pode ser perigosa. Aqui o foco é teoria e cálculo. Para prática em bancada, sempre com orientação e equipamentos apropriados.

3) DC (Corrente Contínua)

Em DC, tensão e corrente têm sentido fixo (idealmente constantes). Ex.: bateria, fonte DC, barramento DC de eletrônica.

Lei de Ohm (a regra nº 1)

V = R·I | I = V/R | R = V/I

Potência em DC

P = V·I | P = I²·R | P = V²/R
Checagem rápida (sanidade)
  • Se R aumenta e V é fixa → I diminui.
  • Se V dobra e R é fixa → I dobra e P quadruplica (P = V²/R).

4) Série e paralelo (resistores)

Resistores em série

A corrente é a mesma em todos; tensões se dividem.

R_eq(série) = R1 + R2 + ...

Resistores em paralelo

A tensão é a mesma em todos; correntes se dividem.

1/R_eq(paralelo) = 1/R1 + 1/R2 + ...

Divisor de tensão (série)

V_out = V_in · (R2 / (R1 + R2))

Divisor de corrente (paralelo, 2 resistores)

I_R1 = I_total · (R2 / (R1 + R2))

Repare: a corrente “prefere” o resistor menor.

5) AC (Corrente Alternada)

Em AC, a tensão e a corrente variam no tempo, geralmente em forma de senoide. Ex.: rede elétrica, transformadores, motores AC.

Senoide: amplitude, frequência e período

v(t) = Vp · sen(2π·f·t) | f (Hz) = ciclos/s | T = 1/f
Termos essenciais
  • Vp = valor de pico (amplitude).
  • Vpp = pico-a-pico (Vpp = 2·Vp).
  • f = frequência (Hz). T = período (s).

6) RMS e potência em AC (no básico)

Em AC, para comparar “efeito de aquecimento” com DC, usamos o valor eficaz (RMS).

RMS de senoide

V_rms = Vp / √2 | I_rms = Ip / √2

Potência em carga resistiva (simplificado)

P ≈ V_rms · I_rms | (para carga puramente resistiva)
Importante

Quando entra capacitor/indutor, aparece defasagem e fator de potência. Vamos tratar isso nas próximas aulas (impedância e potência em AC).

7) Exemplos resolvidos

Exemplo 1 (DC):

Uma fonte de 12 V alimenta um resistor de 6 Ω. Calcule a corrente e a potência.

I = V/R = 12/6 = 2 A P = V·I = 12·2 = 24 W
Exemplo 2 (Série):

R1=2 Ω e R2=4 Ω em série com 12 V. Corrente total e tensão em R2?

R_eq = 2 + 4 = 6 Ω I = 12/6 = 2 A V_R2 = I·R2 = 2·4 = 8 V
Exemplo 3 (AC):

Uma senoide tem Vp = 311 V. Qual é V_rms?

V_rms = Vp/√2 = 311/1,414 ≈ 220 V

Isso explica por que “220 V” normalmente é valor RMS.

8) Exercícios (treino)

1)

Um resistor de 10 Ω ligado em 5 V. Calcule I e P.

2)

R1=100 Ω e R2=200 Ω em série com 12 V. Calcule V em R2 (divisor de tensão).

3)

Dois resistores 6 Ω e 3 Ω em paralelo. Calcule R_eq.

4)

Uma senoide tem Vp = 170 V. Calcule V_rms.

Gabarito (clique para ver)
1) I = 5/10 = 0,5 A | P = 5·0,5 = 2,5 W 2) V_R2 = 12 · (200/(100+200)) = 12 · (200/300) = 8 V 3) 1/R_eq = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 => R_eq = 2 Ω 4) V_rms = 170/√2 ≈ 120 V

9) Glossário rápido

  • Fonte DC: fornece tensão/corrente contínua.
  • Senoide: forma de onda senoidal (AC “padrão”).
  • RMS: valor eficaz (equivalente DC para potência em resistência).
  • Hz: ciclos por segundo (frequência).
  • Período (T): tempo de um ciclo (T = 1/f).

Próxima aula (Aula 02)

Vamos avançar para: capacitores e indutores, reatância, impedância (Z), fasores (visão prática), e potência em AC com fator de potência.

Para eu ajustar o ritmo

Se você me disser seu objetivo principal (prova, prática industrial, eletrônica/ESP32, ou elétrica predial), eu adapto os exemplos e exercícios já na Aula 02.