Eletrônica de potência - Elementos de circuito linear

Elementos de circuito linear referem-se aos componentes em um circuito elétrico que exibem uma relação linear entre a entrada de corrente e a saída de tensão. Exemplos de elementos com circuitos lineares incluem -

Resistors
Capacitors
Inductors
Transformers

Para obter uma melhor compreensão dos elementos do circuito linear, é necessária uma análise dos elementos do resistor.

Resistores

Um resistor é um dispositivo no qual o fluxo de uma corrente elétrica é restrito, resultando em uma conversão de energia. Por exemplo, quando a eletricidade flui através de uma lâmpada, a eletricidade é convertida em uma forma diferente de energia, como calor e / ou luz. A resistência de um elemento é medida em ohms (Ω).

A medida de resistência em um determinado circuito é dada por -

$$ R = \ rho \ frac {L} {A} $$

Onde R - resistência; ρ - resistividade; L- comprimento do fio; eA - área da seção transversal do fio

Símbolo de vários resistores

Resistor
Um resistor variável
Um potenciômetro

Capacitores

Um capacitor se refere a um dispositivo elétrico que possui dois materiais condutores (também conhecidos como placas) separados por um isolador conhecido como dielétrico. Ele usa campo elétrico para armazenar energia elétrica. O campo elétrico é desenvolvido quando o capacitor é conectado a uma bateria, fazendo com que cargas elétricas positivas se acumulem em uma placa e cargas elétricas negativas na outra.

Quando a energia é armazenada no campo elétrico de um capacitor, o processo é chamado de carregamento e, quando a energia é removida, o processo é chamado de descarga. O nível de energia elétrica armazenado em um capacitor é chamado de capacitância e é medido em farads (F). Um farad é o mesmo que um coulomb por unidade de volt dado por 1 C / V.

A diferença entre um capacitor e uma bateria é que um capacitor armazena energia elétrica enquanto uma bateria armazena energia química e libera a energia em uma taxa lenta.

Símbolo de vários capacitores

Os vários símbolos de um capacitor são fornecidos na tabela abaixo.

Capacitor Fixo
Capacitor Variável
Capacitor polarizado

Indutores

Indutores são dispositivos eletrônicos que usam campo magnético para armazenar energia elétrica. A forma mais simples de um indutor é uma bobina ou um fio em forma de loop, onde a indutância é diretamente proporcional ao número de loops no fio. Além disso, a indutância depende do tipo de material do fio e do raio do loop.

Dado um certo número de voltas e tamanho do raio, apenas o núcleo de ar pode resultar na menor indutância. Os materiais dielétricos, que têm a mesma finalidade do ar, incluem madeira, vidro e plástico. Esses materiais auxiliam no processo de enrolamento do indutor. A forma dos enrolamentos (formato de rosca), bem como as substâncias ferromagnéticas, por exemplo, o ferro aumentam a indutância total.

A quantidade de energia que um indutor pode armazenar é conhecida como indutância. É medido em Henry (H).

Símbolo de vários indutores

Indutor fixo
Indutor variável

Transformadores

Isso se refere a um dispositivo que altera a energia de um nível para outro por meio de um processo conhecido como indução eletromagnética. Geralmente é usado para aumentar ou diminuir as tensões CA em aplicações que utilizam energia elétrica.

Quando a corrente no lado primário do transformador é variada, um fluxo magnético variado é criado em seu núcleo, que se espalha para os enrolamentos secundários do transformador na forma de campos magnéticos.

O princípio de operação de um transformador se baseia na lei de indução eletromagnética de Faraday. A lei estabelece que a taxa de variação da ligação do fluxo com relação ao tempo está diretamente relacionada ao EMF induzido em um condutor.

Um transformador tem três partes principais -

Primeira frase
Núcleo magnético
Enrolamento secundário

Símbolo de um transformador

Dispositivos Adicionais

Dispositivos Eletromagnéticos

O conceito de eletromagnetismo é amplamente utilizado em tecnologia e é aplicado em motores, geradores e sinos elétricos. Por exemplo, em uma campainha, o componente eletromagnético atrai um badalo que toca a campainha e faz com que ela toque.

Controladores

Controladores são dispositivos que recebem sinais eletrônicos transferidos de uma variável medida em um processo e comparam o valor obtido com um set point de controle. Ele utiliza algoritmos digitais para correlacionar e comparar funções.

Sensores

Os sensores são usados para determinar a corrente, que varia constantemente para fornecer feedback para fins de controle. A detecção de corrente torna possível alcançar uma função de conversor suave e precisa. Os sensores de corrente são críticos em conversores de forma que as informações em conversores paralelos ou multifásicos sejam facilmente compartilhadas.

Filtros

Filtros eletrônicos também são usados para realizar o processamento de sinais para remover frequências indesejadas. Eles são circuitos analógicos e existem no estado ativo ou passivo.