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Como calcular corrente, voltagem, resistência e potência em um circuito série de corrente contínua usando JavaQuantidade de visualizações: 1774 vezes |
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Como calcular corrente, voltagem, resistência e potência em um círcuito série de corrente contínua usando Java Nesta dica mostrarei como é possível usar operações básicas da linguagem Java para calcular a corrente, voltagem, resistência e potência em um circuito série de corrente contínua. 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. Vanos começar analisando a seguinte imagem:  Esta imagem foi extraída do Simulador do PHET, no endereço https://phet.colorado.edu. Note que temos uma fonte de alimentação 90V, e três resistores (com resistências de 10Ω, 20Ω e 30Ω). Vamos começar relembrando os aspectos importantes dos circuitos em série: 1) A corrente elétrica I (medida em ampères (A), ou coulombs por segundo) é comum a todos os elementos do circuito. 2) A tensão elétrica V, (medida em volts (V), ou joules por coulomb) é dividida entre as cargas, ou seja, a soma das tensões nas cargas deve ser igual à tensão da fonte de alimentação. 3) A resistência elétrica R (medida em ohms (Ω)) total do circuito é igual à soma de todas as resistências das cargas. 4) A potência total P (medida em watts (W)) é igual à soma das potências das cargas que compõem o circuito. Vamos escrever um pouco de código então? Veja nosso primeiro código Java que calcula a corrente total, a tensão total, a resistência total e a potência total do circuito em série mostrado na imagem:
package estudos_java;
public class Estudos{
public static void main(String[] args){
// Tensão total do circuito em série
double eTotal = 90.0;
// Resitência total
double resist1 = 10.0;
double resist2 = 20.0;
double resist3 = 30.0;
double rTotal = resist1 + resist2 + resist3;
// Corrente elétrica total
double iTotal = eTotal / rTotal;
// Potência elétrica total
double pTotal = eTotal * iTotal;
// mostra os valores
System.out.println("Tensão total: " + eTotal);
Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado: Tensão total: 90.0 Resistência total: 60.0 Corrente total: 1.5 Potência total: 135.0 Pronto! Agora que já sabemos o valor da corrente elétrica, e sabemos que a corrente é comum a todos os elementos do circuito em série, podemos calcular a tensão individual dos componentes. Assim, veja um trecho de código Java que calcula a tensão elétrica nos três resistores (lembre-se: tensão é o produto da corrente pela resistência):
package estudos_java;
public class Estudos{
public static void main(String[] args){
// Tensão total do circuito em série
double eTotal = 90.0;
// Resitência total
double resist1 = 10.0;
double resist2 = 20.0;
double resist3 = 30.0;
double rTotal = resist1 + resist2 + resist3;
// Corrente elétrica total
double iTotal = eTotal / rTotal;
// Potência elétrica total
double pTotal = eTotal * iTotal;
// mostra os valores
System.out.println("Tensão total: " + eTotal);
System.out.println("Resistência total: " + rTotal);
System.out.println("Corrente total: " + iTotal);
System.out.println("Potência total: " + pTotal);
// mostra as tensões nos resistores
System.out.println("\nTensão nos resistores individuais:");
Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado: Tensão total: 90.0 Resistência total: 60.0 Corrente total: 1.5 Potência total: 135.0 Tensão nos resistores individuais: Tensão no Resistor 1: 15.0V Tensão no Resistor 2: 30.0V Tensão no Resistor 3: 45.0V Para finalizar, vamos calcular a potência dissipada em cada um dos resistores de forma individual. Observe que a potência é o produto da tensão pela corrente (P = E.I). Eis o código:
package estudos_java;
public class Estudos{
public static void main(String[] args){
// Tensão total do circuito em série
double eTotal = 90.0;
// Resitência total
double resist1 = 10.0;
double resist2 = 20.0;
double resist3 = 30.0;
double rTotal = resist1 + resist2 + resist3;
// Corrente elétrica total
double iTotal = eTotal / rTotal;
// Potência elétrica total
double pTotal = eTotal * iTotal;
// mostra os valores
System.out.println("Tensão total: " + eTotal);
System.out.println("Resistência total: " + rTotal);
System.out.println("Corrente total: " + iTotal);
System.out.println("Potência total: " + pTotal);
// mostra as tensões nos resistores
System.out.println("\nTensão nos resistores individuais:");
double e1 = resist1 * iTotal;
double e2 = resist2 * iTotal;
double e3 = resist3 * iTotal;
System.out.println("Tensão no Resistor 1: " + e1 + "V");
System.out.println("Tensão no Resistor 2: " + e2 + "V");
System.out.println("Tensão no Resistor 3: " + e3 + "V");
Ao executar este código Java nós teremos o seguinte resultado: Tensão total: 90.0 Resistência total: 60.0 Corrente total: 1.5 Potência total: 135.0 Tensão nos resistores individuais: Tensão no Resistor 1: 15.0V Tensão no Resistor 2: 30.0V Tensão no Resistor 3: 45.0V Potência dissipada nos resistores individuais: Potência no Resistor 1: 22.5W Potência no Resistor 2: 45.0W Potência no Resistor 3: 67.5W |
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