Convenção de sinais para elementos passivos e fontes - Parte 5

Convenção de sinais para elementos passivos e fontes - Parte 5

Na maioria dos casos, a corrente flui para fora do terminal positivo de uma fonte de tensão. Se você aplicar a convenção de sinais para componentes passivos à fonte de tensão, na maioria dos casos a corrente termina com um sinal negativo. Essa direção da seta de corrente pode parecer "errada", ou você pode achá-la irritante, mas ela não é tecnicamente um erro. Só significa que a corrente tem um sinal 

$-$

$-$

minus

 , o que não é um problema.

Minha preferência para definir fontes de tensão é a primeira opção: nenhuma convenção. Muitos livros didáticos ensinam todas as versões dessa convenção de sinais. Seja tolerante com quem aprendeu em um livro diferente. Todo mundo chega na resposta certa no final.

A definição não precisa corresponder à tensão real

A definição em uma fonte de tensão é geralmente orientada com a seta de polaridade indo na mesma direção da tensão real gerada pela fonte (1a.), mas não há nenhuma regra que diga tem que ser assim. Os sinais pretos 

$+$

$+$

plus

 e 

$-$minus

dentro do círculo mostram a orientação real da fonte de tensão. É aceitável definir uma fonte de tensão com a polaridade oposta da fonte em si (1b.). Pode parecer estranho, mas não está errado.

Uma fonte de tensão com duas definições alternativas,

1. A mesma fonte de tensão rotulada de dois modos, ambos válidos:

1a. O rótulo usual. 

$v_{s1} = \text V$v, start subscript, s, 1, end subscript, equals, V

.

1b. A mesma fonte de tensão, com o mesmo rótulo de voltagem invertido. A seta de corrente está invertida também. Isso significa 

$v_{s2} = -\text V$v, start subscript, s, 2, end subscript, equals, minus, V

 e 

$i_{s2} = -i_{s1}$i, start subscript, s, 2, end subscript, equals, minus, i, start subscript, s, 1, end subscript

.

Para um símbolo de bateria, a linha preta mais longa indica o terminal positivo da bateria. Uma bateria com duas definições alternativas,

2. A mesma bateria rotulada de duas maneiras, ambas válidas:

2a. O rótulo usual. 

$v_{B1} = 1.5\,\text V$v, start subscript, B, 1, end subscript, equals, 1, point, 5, space, V

2b. A mesma bateria com o rótulo invertido. A seta da corrente também está invertida. Isso significa 

$v_{B2} = -1.5\,\text V$v, start subscript, B, 2, end subscript, equals, minus, 1, point, 5, space, V

 e 

$i_{B2} = -i_{B1}$i, start subscript, B, 2, end subscript, equals, minus, i, start subscript, B, 1, end subscript

.

Quando você pode querer definir a tensão "no sentido inverso"? Quando estudamos isso Lei de Kirchhoff das Tensões, às vezes é útil apontar todas as setas de tensão na mesma direção ao redor de uma malha (para facilitar a obtenção dos sinais corretos na equação). Se um dos elementos na malha é uma bateria ou uma fonte de tensão, a seta da tensão pode apontar no sentido oposto à polaridade da tensão real.

Lembre-se, as definições de tensão são apenas definições, elas estão lá para estabelecer uma referência de direção para uma tensão no contexto do circuito total. As definições não determinam as propriedades internas da fonte de tensão ou bateria; essa é a função do símbolo preto.

De certa forma, uma definição de tensão é similar a um vetor de força em mecânica. Se você atribui um vetor subindo e então executa a matemática e descobre que sua resposta é negativa, isso significa que na verdade ele está descendo. A direção é para que você tenha uma ideia clara de onde as coisas estão realmente se movendo quando tudo está dito e feito.

Fontes de referências, estudos e pesquisa: https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/circuit-elements/a/ee-sign-convention,