Circuitos em Série

Circuito série

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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.

Como demonstração, consideremos um circuito simples consistindo de duas lâmpadas e uma bateria de 9 V. Na ligação série, um fio liga um terminal da bateria a um terminal de uma lâmpada, depois o outro terminal desta lâmpada se liga à outra lâmpada e esta se liga no outro terminal da fonte, sendo esta ligação diferente da ligação paralela.

As grandezas que podem ser medidas neste circuito são X , a resistência elétrica (medida em ohms (Ω)); I, a corrente elétrica (medida em Ampères (A), ou coulombs por segundo); eV, a tensão elétrica, (medida em volts (V), ou joules por coulomb).

No circuito série, a mesma corrente tem que passar através de todos os componentes em série. Um amperímetro colocado em série com quaisquer dos componentes deste circuito irá indicar a mesma corrente.

Índice

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Circuitos série com um só tipo de componente[editar]

Geralmente um circuitos formado por um só tipo de componente é montado para obter um componente equivalente com outro valor de grandeza, que não dispomos em um componente isolado.

a) Resistores conectados em série[editar]

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==== Resistência do resistor equivalente ====

Os resistores são combinadas em dois tipos de associação, são elas denominadas de série ou paralelo. Estes nomes são diferenciados pela forma da ligação entre eles. Qualquer que seja o tipo da associação esta sempre resultará numa única resistência total a qual é também designada por resistência equivalente - e sua forma abreviada de escrita é Req ou Rt.

As características seguintes definem uma associação em série para resistores:

As resistências são associados uma em seguida da outra, sendo percorridos pela mesma corrente.
A corrente que circula na associação em série é constante para todas as resistências.
A queda de tensão obtida na associação em série é a soma total das de cada resistência.
A resistência total obtida pela associação em série de resistências é igual à soma das resistências envolvidas.
A potência total dissipada é igual à soma da potencia dissipada em cada resistência.
O resistor de maior resistência será aquele que dissipa maior potência.

O resistor equivalente é calculado pela fórmula Rt= R1 + R2 + ... (esta formula só é válida para associação de resistências em série) ou, trocando em miúdos, o valor da resistência equivalente é a soma dos valores da resistência. Num circuito onde tenhamos duas resistências sendo R1 com valor de 100 Ohms e R2 com valor de 20 Ohms, portanto o valor da resistência total é de 120 Ohms, utilizando a formula teremos Rt= 100 + 20 Caso haja mais de dois resistores em série basta acrescentar os demais na fórmula e através de uma simples soma obtemos o valor da resistência equivalente:

$R_{eq} = R_1+R_2+...+R_n$

b) Indutores conectados em série[editar]

Indutância do indutor equivalente[editar]

$L_\mathrm{total} = L_1 + L_2 + \cdots + L_n$

c) Capacitores conectados em série[editar]

Capacitores conectados em série dividem a tensão sobre todos eles. A tensão total suportada pela associação de capacitores é equivalente a soma da tensão de isolação de cada um deles:

${V_\mathrm{total}} = {V}\mathrm{C_1} + {V}\mathrm{C_2} + \cdots + {V}\mathrm{C_n}$

Capacitância do capacitor equivalente[editar]

$\frac{1}{C_\mathrm{total}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \cdots + \frac{1}{C_n}$

Caso o valor dos capacitores sejam iguais, a capacitância equivalente é igual ao valor de um dos capacitores (C) dividido pelo número de capacitores utilizados.

$C_\mathrm{total} = C / N$

One N é o número de capacitores.

Ainda, no caso específico de um circuito capacitivo com dois capacitores de valores diferentes, a equação abaixo pode ser utilizada:

$C_\mathrm{total} = \frac {C_1.C_2}{C_1+C_2}$

Caso tenha mais de 3 capacitores, será necessário calcular equivalência entre o Primeiro Capacitor e o Segundo Capacitor, o resultado você irá multiplicar e dividir com o terceiro Capacitor:

$C_{total} = \frac {C_{1,2}.C_3}{C_{1,2}+C_3}$

Onde C1,2 é o resultado entre eles multiplicado e adicionado por C3

d) Pilhas conectadas em série[editar]

Pilhas conectadas em série formam uma bateria. A corrente é igual em todos os pontos de um circuito série, logo qualquer quantidade de corrente que haja em qualquer uma das pilhas conectadas em série deve ser a mesma para todas as outras também. Por essa razão, cada pilha deve ter o mesmo valor de ampère-hora (pilhas novas do mesmo tipo e marca devem ter a mesma carga), ou então algumas das pilhas se esgotarão mais cedo do que as outras, comprometendo a capacidade do conjunto.

Tensão entre os terminais da bateria[editar]

Se as pilhas forem conectadas em série, a tensão da bateria formada por elas será a soma das tensões individuais das pilhas. Por exemplo, uma bateria de carro, de 12 volts é formada por seis pilhas de 2 volts conectadas em série.

Circuitos série com mais de um tipo de componente[editar]

Um circuito composto exclusivamente por componentes conectados em série é conhecido como um circuito série.

a) Circuito RL série[editar]

Ver artigo principal: Circuito RL

Consiste de um resistor (R) e de um indutor (L) conectados em série.

b) Circuito RC série[editar]

Ver artigo principal: Circuito RC

Consiste de um resistor (R) e de um capacitor (C) conectados em série.

c) Circuito RLC série[editar]

Ver artigo principal: Circuito RLC

Consiste de um resistor (R), um indutor (L), e um capacitor (C), conectados em série.

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