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Engenharia elétrica
Curso: Engenharia elétrica > Unidade 2
Lição 3: Análise de circuito DC- Visão geral de análise de circuitos
- Lei das correntes de Kirchhoff
- Lei de Kirchhoff da tensão
- Leis de Kirchhoff
- Rotulação de tensões
- Aplicação das leis fundamentais (análise)
- Aplicação das leis fundamentais (solução)
- Aplicação das leis fundamentais
- Método das Tensões de Nó (passos 1-4)
- Método das Tensões de Nó (passo 5)
- Método das Tensões de Nó
- Método das Correntes de Malha (passos de 1 a 3)
- Método das Correntes de Malha (passo 4)
- Método das Correntes de Malha
- Método das Correntes de Malha
- Número de equações necessárias
- Linearidade
- Superposição
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Visão geral de análise de circuitos
A estratégia geral de análise de circuito é criar e resolver um sistema de equações independentes. Escrito por Willy McAllister.
A análise de um circuito, ou a solução de um circuito, significa descobrir quais as tensões e correntes em cada elemento. Temos aqui uma visão geral da análise de circuitos, com uma mostra das várias ferramentas e métodos que usamos para analisar circuitos.
As ferramentas
- Equações dos elementos (Lei de Ohm, etc.)
- Esquemas (fios, nós, ramos, malhas e malhas simples)
- Simplificação de resistores em paralelo e em série
- Leis de Kirchhoff para corrente e tensão
A estratégia geral
Após simplificar um circuito o máximo possível, todos os métodos de análise são uma versão da seguinte estratégia:
- Criar um conjunto de equações independentes, com base nos elementos e conexões do circuito.
- resolver o sistema de equações simultâneas para as variáveis independentes (tensões ou correntes). Isto envolve frequentemente o uso de técnicas de álgebra linear.
- Resolver as tensões e correntes individuais restantes.
Os métodos
Existem três métodos populares de análise de circuito. Todos os três produzem a mesma resposta.
- Aplicação direta das leis fundamentais (Lei de Ohm e Leis de Kirchhoff)
- Método das Tensões de Nó
- Método das Correntes de Malha Simples e seu parente próximo, o Método das Correntes de Malha
O primeiro método, aplicação direta das leis fundamentais, é rápido e funciona muito bem para circuitos simples. Não é particularmente eficiente em termos do volume total de trabalho necessário, o que se torna relevante quando os circuitos tornam-se mais complicados.
Os engenheiros desenvolveram duas maneiras elegantes de organizar e simplificar a análise de circuitos: o Método das Tensões no Nó e o Método da Correntes na Malha Simples. Estas são receitas passo a passo de uso geral para resolver um circuito. Ambos os métodos tentam minimizar o número de equações simultâneas. Esta eficiência tem um grande impacto conforme cresce a complexidade do circuito (mais nós e ramos). O Método da Corrente na Malha Simples é um parente próximo do Método da Malha, usado em certos casos especiais, conforme descrito naquele artigo.
Ao estudarmos os métodos de análise de circuito, nossos circuitos de exemplo são compostos somente de resistores e fontes ideais. Isso mantém a matemática relativamente simples, permitindo-nos concentrar nas estratégias para a resolução de um circuito.
Uma nota final: decompondo problemas
Análise de circuitos pode ser um processo envolvente para circuitos complicados. Uma habilidade importante da engenharia é aprender a dividir problemas complicados em partes mais simples. Decompor problemas pode parecer lento no começo, e você pode se sentir impaciente. No entanto, dividir problemas em partes menores é o coração da arte da engenharia. Os métodos de análise de circuito em várias etapas apresentados em seguida são bons exemplos da abordagem da engenharia para resolver problemas.
Epílogo - simulação de circuitos em computadores
O aplicativo de simulação de circuitos start text, S, P, I, C, E, end text e outros programas de simulação similares estão disponíveis para engenheiros profissionais e estudantes, e qualquer um que esteja interessado no assunto (termo de pesquisa: simulador de circuito). A simulação em computador é muitas vezes usada para resolver até mesmo circuitos modestamente complexos.
Se eu posso resolver um circuito com uma simulação, por que eu preciso aprender esses métodos de análise de circuito?
É importante aprender como analisar circuitos manualmente. Saber que estas técnicas diminuem o trabalho para circuitos simples. Melhor ainda, este conhecimento aprofunda a sua visão de como um circuito funciona, uma visão que você não adquire se você simplesmente pedir a um computador a resposta. Quando você aprende a análise de circuitos, você desenvolve sua capacidade de olhar para um esquema e "ver" o circuito trabalhando em sua mente.
O estudo da análise de circuitos também lhe ajudará a lidar com as limitações e peculiaridades dos programas de simulação.
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como saber quando é que devo aplicar a analise nodal e ou correntes de malhas para a resolução de circuitos?.(1 voto)