MAPA – Circuitos Elétricos – 54/2026

MAPA – CIRCUITOS ELÉTRICOS – 54/2026

Analisando a ponte:
O circuito é formado por 4 resistências e alimentado por uma fonte de tensão cc entre os nós a e b. O valor de tensão medido entre os pontos c e d será utilizado para calcular o valor da resistência do extensômetro.
Atividade 1.1) Considerando que:
R1=2 kΩ
R2=15 kΩ
R3=3 kΩ
RSG=9 kΩ
Onde RSG é a resistência do strain gauge e V=12 V, calcule a tensão entre os pontos c e d aplicando:
1.1.a) Divisores de tensão.
1.1.b) Divisores de corrente.
1.1.c) Análise Nodal, considerando como GND o nó b.

Atividade 1.2) Considere uma segunda situação em que iremos aplicar o strain gauge para medir a força aplicada a uma célula de carga de uma balança. Neste caso, a resistência do Strain Gauge é desconhecida e a partir do cálculo de seu valor, será possível determinar a força aplicada. A Figura 4 mostra a configuração da ponte de Wheatstone com RSG entre os pontos a e b da ponte e 4 resistores com valores conhecidos, R1 a R4.

A variação da resistência elétrica do strain gauge é proporcional à variação da força aplicada na célula de carga. Logo, como vimos na Atividade 1.1 deste MAPA, uma vez que a resistência RSG sobre variação, todo o equacionamento deve ser refeito para encontrar o seu valor.
Uma forma de simplificar um novo cálculo da resistência RSG a cada variação de força é utilizar o Teorema de Thévenin. Aplicando o Teorema de Thévenin, teremos um circuito simples associado à resistência de interesse, formado por uma fonte de tensão VTh e uma resistência equivalente RTh. Este circuito é mostrado na Figura 5. Desta forma, é possível calcular o novo valor de RSG de forma mais simples a cada novo valor de força aplicada.

Agora, aplique o Teorema de Thévenin para simplificar o cálculo da força para o circuito com o strain gauge.

1.2.a) Calcule o valor da Resistência equivalente de Thévenin entre os pontos a e b no circuito da Figura 4 considerando:
R1=2 kΩ, R2=15 kΩ, R3=3 kΩ, R4=10 kΩ.

1.2.b) Calcule o valor da tensão equivalente de Thévenin entre os pontos a e b para o circuito da Figura 4 considerando os valores de resistência do item 1.2a.
1.2.c) Qual seria o valor da resistência RSG se o valor da corrente medida entre os pontos a e b fosse de 0,2 mA?
FATOR DE POTÊNCIA DE UMA INSTALAÇÃO ELÉTRICA INDUSTRIAL
A energia necessária para o funcionamento de equipamentos como motores, transformadores, fornos é formada a partir das componentes: ativa (medida em kWh) e reativa (medida em kVArh). A energia ativa é aquela que realmente executa o trabalho, responsável pelo movimento, aquecimento, iluminação. A energia reativa é a componente que não realiza trabalho, porém é consumida pelos equipamentos com a finalidade de formar os campos eletromagnéticos que também são necessários para o funcionamento.

Alguns equipamentos como motores, transformadores, reatores de iluminação são as principais cargas de uma instalação elétrica responsáveis por consumir energia reativa. A relação entre a potência ativa, que é convertida em trabalho, e a potência total absorvida (potência aparente, em kVA) é chamado de Fator de Potência (FP). Este fator indica o quão eficaz o consumo de energia por parte da instalação ou de um equipamento em específico, sendo 1 o seu valor máximo, quando toda energia drenada da fonte é transformada em trabalho.
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) regulamenta que o Fator de Potência de uma instalação elétrica deve ser mantido o mais próximo possível do valor unitário, mas permite que o valor mínimo seja de 0,92. Se o FP estiver abaixo do valor mínimo, a conta de energia sofrerá um ajuste em reais. Além do ajuste na conta de energia, o baixo fator de potência cria outras situações indesejadas:
– Queda na capacidade dos alimentadores do sistema elétrica.
– Desgaste prematuro dos dispositivos da instalação elétrica.
– Aumento das perdas elétricas nas linhas de transmissão.
– Quedas de tensão nos circuitos de distribuição.
– Necessidade de superdimensionamento dos condutores e dispositivos de proteção.
– Mau funcionamento dos dispositivos de proteção.
– Aumento do consumo de energia.
As causas do baixo fator de potência também podem ser apontadas como:
– Motores trabalhando em vazio (sem carga).
– Motores superdimensionados.
– Fornos de indução.
– Reatores de baixo FP na instalação.
– Máquinas de solda.
– Transformadores operando a vazio.

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