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ELETRÔNICA AUTOMOTIVA Autor: Newton C. Braga São Pauo ! Bra"# ! 2$1% Paa&ra"!'(a&e: Eetr)n#'a ! Engen(ar#a Eetr)n#'a ! Co*+onente" , Re+ara-ão , Ser&#'e
Co!"rig#t b" INTITUTO NEWTON C BRAGA.
$% e&i'(o To&o) o) &ireito) re)er*a&o). +roibi&a a re!ro&,'(o total o, !arcial- !or ,al,er meio o, !roce))o- e)!ecialmente !or )i)tema) gr/0ico)- micro01lmico)- 0otogr/0ico)- re!rogr/0ico)- 0onogr/0ico)*i&eogr/0ico)- at,almente e2i)tente) o, ,e *en#am a )er in*enta&o). Ve&a&a a memori3a'(o e4o, a rec,!era'(o total o, !arcial em ,al,er !arte &a obra em ,al,er !rograma 5,)cibern6tico at,almente em ,)o o, ,e *en#a a )er &e)en*ol*i&o o, im!lanta&o no 0,t,ro. E))a) !roibi'7e) a!licam8)e tamb6m 9) caracter1)tica) gr/0ica) &a obra e 9 ),a e&itora'(o. A *iola'(o &o) &ireito) a,torai) 6 !,n1*el como crime :art. $;< e !ar/gra0o)- &o C=&igo +enal- c0. Lei n> ?.;@&e $4$4;D com !ena &e !ri)(o e m,lta- con5,ntamente com b,)ca e a!reen)(o e in&eni3a'(o &i*er)a) :artigo) $- $F- $<- $? &a Lei n> .@;;- &e $<4$4F- Lei &o) ireito) A,torai). Diretor responsável: Newton C. Braga Diagraa!"o e Coor#ena!"o: Renato +aiotti
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Índice 1 - Revisão dos Conceitos Básicos de Eletrônica ….................................................... 13 C#r'u#to etr#'o/ 'orrente/ ten"ão e re"#"t0n'#a...................................................................1% C#r'u#to etr#'o....................................................................................................................1 Pot0n'#a etr#'a................................................................................................................ ..1 Pot0n'#a 345 6 ten"ão 3V5 7 'orrente 3A5............................................................................18 S#"te*a 9e 2 V..................................................................................................................2$ ;onte" 9e energ#a etr#'a 3gera9ore"5...............................................................................2< Cua" Se'un9=r#a"............................................................................................................%$ Cua" 9e N>?ue C=9*#o...................................................................................................% Re'#'an9o Energ#a.............................................................................................................% A+er@e#-oa*ento"..........................................................................................................% Cua 9e E9#"on ou #9r7#9o 9e N>?ue!;erro..................................................................%8 >na*o" e aterna9ore"......................................................................................................%8 CODUE ELTRICO .........................................................................................................%F So'orro +ara A'#9enta9o" +or C(o?ue" Etr#'o".........................................................2 Ga#oa 9e ;ara9aH...............................................................................................................2 Ter*o" e* Ing0"................................................................................................................ Due"t#on=r#o:.......................................................................................................................< 2 - Os Componentes Eletrônicos Básicos - Passivos ….............................................. ! O" Co*+onente" Eetr)n#'o" B="#'o" ! Pa""#&o"...............................................................8 Re"#"tore"............................................................................................................................8 Ca+a'#tore".........................................................................................................................$ In9utore"..............................................................................................................................2 Tran"@or*a9ore".................................................................................................................% ;u">&e#"............................................................................................................................... ;u">&e#" Para U"o Auto*ot#&o............................................................................................ Interru+tore" e C(a&e"........................................................................................................<$ L*+a9a" e LE"...............................................................................................................<2 LE" Na" A+#'a-Je" Auto*ot#&a".....................................................................................< Outro" 'o*+onente"...........................................................................................................$ Co*+onente" Eetr)n#'o" B="#'o" ! At#&o".........................................................................1 #o9o"............................................................................................................................1 Tran"#"tore"...................................................................................................................2 SCR".............................................................................................................................. Outro" t#r#"tore".............................................................................................................. C#r'u#to" #ntegra9o" 3CI"5..............................................................................................<
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M#'ro'ontroa9ore"........................................................................................................ SP"..............................................................................................................................8 Ter*o" e* Ing0"................................................................................................................F Co*+onentKou e&#'eK.................................................................................................F Due"t#on=r#o........................................................................................................................82
3 - Componentes eletrônicos "ásicos # sensores e at$adores ….............................. !3 Co*+onente" eetr)n#'o" ="#'o" , "en"ore" e atua9ore"................................................8% Sen"ore" re"#"t#&o"........................................................................................................8% Sen"ore" In9ut#&o"........................................................................................................8 Sen"ore" Ca+a'#t#&o"....................................................................................................88 Sen"ore" a.................................................................................................................8F Sen"ore" Me'n#'o" .....................................................................................................F2 Sen"ore" t#+o Ree9 Sw#t'(e"........................................................................................F< Sen"ore" 9e Pre""ão.....................................................................................................F8 Sen"ore" Magneto Re"#"t#&o".....................................................................................1$$ Sen"ore" 9e Ga"e".....................................................................................................1$2 Atua9ore"..........................................................................................................................1$< C(a&e" 9e 'ontroe......................................................................................................1$< Re"............................................................................................................................1$ Soen#9e".........................................................................................................................11 T#+o" 9e Soen#9e"....................................................................................................11 Motore"..............................................................................................................................118 COMO ;UNCIONAM OS MOTORES..........................................................................11F Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................12 Due"t#on=r#o:.....................................................................................................................12 - O %$lt&metro no '$tom(vel …................................................................................ 12) Por?ue +re'#"a*o" 9e u* *ut>*etro...............................................................................12< Co*o ;un'#ona o Mut>*etro............................................................................................1%2 O In"tru*ento 9e Bo#na M&e..................................................................................1%2 #&er"a" E"'aa" ........................................................................................................1% O Mut>*etro #g#ta...........................................................................................................1%8 O *ut>*etro Auto*ot#&o...................................................................................................1$ Anag#'o ou #g#ta , Dua o Me(or Mut>*etro .............................................................12 #g#ta 7 Anag#'o.............................................................................................................1% A" Cara'ter>"t#'a" 9o" Mut>*etro"...................................................................................18 Due Mut>*etro Co*+rar...................................................................................................1% Ca""#@#'an9o o" Mut>*etro".............................................................................................1 Co*o U"ar Correta*ente o Mut>*etro............................................................................1F
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O Mut>*etro Anag#'o B="#'o.........................................................................................1F O Mut>*etro 9#g#ta...........................................................................................................1<8 Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................12 Due"t#on=r#o......................................................................................................................1%
* - %otor e +istema de ,nião …................................................................................. 1/* O Co*u"t>&e...................................................................................................................1 O +ro'e""o 9e ?ue#*a......................................................................................................1< Carro a g="..................................................................................................................18% 'oo Co*u"t>&e e ;e7 , Não no a9e..............................................................18 Vantagen" 9o 'oo....................................................................................................18 e"&antage* 9o ='oo...............................................................................................18< O" Motore" 9e Co*u"tão Interna ou Motore" E7+o"ão..............................................18< O Motor #e"e...................................................................................................................1F O "#"te*a 9e Ign#-ão.........................................................................................................1F A o#na 9e #gn#-ão...........................................................................................................1F8 O C#r'u#to Co*+eto..........................................................................................................2$2 Ana#"an9o o C#r'u#to...................................................................................................2$2 EMI...............................................................................................................................2$ O ;#* 9a" Vea" 9e Ign#-ão.........................................................................................2$F O CARRO COM COMBUSTO MAGNTICA..................................................................211 PORDUE OS CAMPOS MAGNTICOS IN;LUEM NA COMBUSTO......................212 Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................21< Due"t#on=r#o......................................................................................................................21< ) - ,nião Eletrônica .................................................................................................... 21! O" +r#*e#ro" "#"te*a".......................................................................................................218 Su"t#tu#n9o o Pat#na9o....................................................................................................22% O E;EITO ALL................................................................................................................22 OS SENSORES NA PRTICA..........................................................................................22 IGNIQO POR ESCARGA CAPACITIVA.......................................................................2%$ A Ign#-ão +or 9e"'arga Ca+a'#t#&a....................................................................................2% To+oog#a".........................................................................................................................2$ M#'ro'ontroa9ore"............................................................................................................2 Manuten-ão.......................................................................................................................28 A LU E PONTO.......................................................................................................2F O CIRCUITO A LU E PONTO....................................................................................22 USANO A LU E PONTO............................................................................................2< Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................2 Due"t#on=r#o......................................................................................................................28 <
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7 - Baterias e Alternadores ….................................. 260
A" Bater#a"........................................................................................................................2<$ Cua" Pr#*=r#a"..............................................................................................................2< A 'ua 9e Le'an'(..................................................................................................2<< ;un'#ona*ento..................................................................................................................2*etro............................................................................................281 Cua" 9e N>?ue C=9*#o.................................................................................................282 A+er@e#-oa*ento"..............................................................................................................28 Cua 9e E9#"on ou #9r7#9o 9e N>?ue!;erro................................................................28 Con'u"ão..........................................................................................................................28 O" Aterna9ore".................................................................................................................28 O NAMO E O ALTERNAOR........................................................................................288 O Aterna9or +or 9entro.....................................................................................................2F% SERVICE...........................................................................................................................2FF Re+ara-ão 9e Aterna9ore" , Te"te 9e Aterna9ore".......................................................%$% Duan9o u*a @a"e @ata......................................................................................................%$ O Me9#9or 9e R#++e 9e Aterna9or...................................................................................%$ Montage*....................................................................................................................%$< Ca#ra-ão....................................................................................................................%$8 O"'#o"'+#o.................................................................................................................%11 Re'u+eran9o Bater#a" Su@ata9a".....................................................................................%12 COMO ;UNCIONA......................................................................................................%1 Montage*....................................................................................................................%1 PROVA E USO...........................................................................................................%18 Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................%2$ Due"t#on=r#o......................................................................................................................%2$
! - %otor de Partida e ,n0eão Eletrônica …................................................................. 322 O Motor 9e Part#9a............................................................................................................%2% Ine-ão Eetr)n#'a........................................................................................................... ...%2F Pr#n'>+#o 9e @un'#ona*ento.........................................................................................%%1 Co*ate Pou#-ão Co* a Eetr)n#'a na Ign#-ão e Ine-ão ......................................% Par*etro" ?ue In@ue* na E*#""ão 9e Pouente".....................................................%8 O Controe +ea eetr)n#'a...........................................................................................% O" Con&er"ore" Cata>t#'o".........................................................................................%F A Son9a L*9a.........................................................................................................%<
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O" A'#ona9ore"...........................................................................................................%<8 Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................%% Due"t#on=r#o......................................................................................................................%
- ireão Eltrica4 +$spensão 'tiva e 'B+ ….......................................................... 3/) #re-ão Etr#'a.................................................................................................................%< Su"+en"ão Eetr)n#'a........................................................................................................%81 Su"+en"ão At#&a..........................................................................................................%82 O S#"te*a 9e ;re#o" ABS..................................................................................................%88 O ABS..........................................................................................................................%F% A#rag................................................................................................................................$2 Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................$ Due"t#on=r#o......................................................................................................................$8 15 - 6rio Eltrico4 +e$rana4 7P+ ….......................................................................... 15 Tr#o Etr#'o.......................................................................................................................1$ Aar*e".............................................................................................................................11 Aar*e 9e Intru"ão Utra"")n#'o .................................................................................1 #t" Tr#o Etr#'o................................................................................................................1 Tra&a"................................................................................................................................1F V#9ro" Etr#'o"............................................................................................................22 I*o##a9or..................................................................................................................2< Tran"+on9er"....................................................................................................................2F Por entro 9o C#r'u#to.................................................................................................% Le#tura e Gra&a-ão......................................................................................................%< Controe Re*oto...............................................................................................................%8 GPS , GLOBAL POSITIONING SWSTEM........................................................................1 O GPS..........................................................................................................................% USOS PARA O GPS.........................................................................................................< COMO ;UNCIONA O GPS..........................................................................................8 Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................<$ Due"t#on=r#o......................................................................................................................<1 11 - ,nstr$mentos4 Painel e +om................................................................................... )3 Cu"ter...............................................................................................................................< O &eo'>*etro....................................................................................................................<8 O ta')*etro.......................................................................................................................2 In9#'a9ore" 9e @un-Je"..................................................................................................... Outro" In9#'a9ore"............................................................................................................8 So*/ R=9#o e To'a C"....................................................................................................88 8
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O" T#+o" 9e Antena...........................................................................................................$% A E"'o(a 9a Antena......................................................................................... ..........$8 In"taa-ão.....................................................................................................................$F So* Potente .....................................................................................................................1$ A "ou-ão 'a+a'#t#&a..........................................................................................................12 Utra Ca+a'#tore"...............................................................................................................1% Re+ara-ão 9e Auto!R=9#o" e So* Auto*ot#&o.................................................................1 U"an9o u* a*+#@#'a9or e7terno.......................................................................................1< Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................1F Due"t#on=r#o......................................................................................................................2$
12 - Central de Controle 8EC9:4 Redes '$tomotivas e Carro Eltrico....................... 2/2 M#'ro'ontroa9ore"............................................................................................................22 A Centra Eetr)n#'a..........................................................................................................2 Re9e CAN.........................................................................................................................%8 EMI....................................................................................................................................2 S#"te*a 9e 2 V................................................................................................................ O Carro Etr#'o.................................................................................................................8 Bater#a" Re9o7 , Carga e* *#nuto" +ea tro'a 9o eetr#to............................................ Co*o ;un'#ona............................................................................................................< Cua" a Co*u"t>&e.......................................................................................................F O ?ue "ão a" 'ua" a 'o*u"t>&e............................................................................<$ Outro" t#+o" 9e Cua"................................................................................................<< A+#'a-Je" Aternat#&a"................................................................................................<8 O" Motore" 9o" Carro" Etr#'o".......................................................................................1 Ru*o ao Carro "e* Manuten-ão.....................................................................................2 Co*o #""o +o9e "er @e#to.............................................................................................% Ter*o" e* Ing0"..............................................................................................................< Due"t#on=r#o......................................................................................................................< ';E
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'PRE+E;6'=>O ,rante no))a carreira e)cre*emo) m,ito) artigo) tratan&o &e a!lica'7e) eletrHnica) no) a,tom=*ei)- al6m &e &armo) ,m c,r)o intro&,t=rio ,e a!arece, n(o )= em !,blica'7e) im!re))a) como tamb6m em no))o )ite. O tema 6 0a)cinante e a to&o o momento no*a) tecnologia) e)t(o a!arecen&o no) *e1c,lo) ,e ca&a *e3 incor!oram mai) eletrHnica. M,ito) tm !e&i&o a elabora'(o &e ,m c,r)o com!leto )obre o a)),nto o ,e 6 ,ma i&eia ,e no) 0a)cino, e ,e agora )e torna reali&a&e. No entanto- o tema 6 m,ito am!lo- o ,e )igni0ica ,e me)mo com ,m enorme conteJ&o- ain&a n(o con)eg,imo) abor&ar t,&o. A))im- !ara o) ,e &e)e5am con#ecimento) mai) ime&iato) re)ol*emo) !re!arar e)te li*ro ,e 6 a intro&,'(o 9 eletrHnica &o a,tom=*el- &e ,ma 0orma )im!le)- !ara ,em &e)e5a trabal#ar n,ma o0icina- in)talar e,i!amento) e ace))=rio) em carro)- o, )im!le)mente con#ecer ,m !o,co mai) &e )e, !r=!rio carro. +ara e)te c,r)o- a e2igncia ,e temo) 6 ,e o leitor con#e'a o) 0,n&amento) &a eletrHnica- o, )e5a- con#e'a com!onente) e circ,ito) b/)ico) al6m &e ,m !o,co &e in)tr,menta'(o- como o ,)o &o m,lt1metro e o te)te &o) com!onente). A))im- !ara o) ,e n(o ten#am con#ecimento alg,m &e eletrHnica ),gerimo) ,e- ante) &e)te li*ro- leiam o no))o C,r)o &e EletrHnica 8 EletrHnica B/)ica K *ol,me $- C,r)o &e EletrHnica K EletrHnica Anal=gica K Vol,me e a )6rie Como Te)tar Com!onente) 8 Vol,me $ a <. Tamb6m 6 intere))ante ter o li*ro Con)erte T,&o ,e &/ m,ita) &ica) )obre re!ara'(o. En0im- trata8)e &e ,m li*ro &e inicia'(o e conceito) b/)ico) ,e )er/ &e gran&e ,tili&a&e !ara ,em &e)e5a a!ren&er ,m !o,co )obre o 0,ncionamento &o) )i)tema) eletrHnico) &o) a,tom=*ei). Lembramo) ,e e)te li*ro 0oi elabora&o em D$ e ,e con)tantemente no*a) tecnologia) e)tar(o a!arecen&o no) *e1c,lo). Artigo) )obre e)ta) tecnologia) e)tar(o con)tantemente a!arecen&o no )ite &o a,tor ,e ent(o 6 in&ica&o !ara a at,ali3a'(o &e ,em go)ta &o a)),nto. Tamb6m lembramo) ,e- como )e trata &e E8 boo- o a,tor !o&er/ 0a3er at,ali3a'7e) con)tante) )em!re ,e 0or nece))/rio e me)mo a,ele) ,e 5/ ten#am com!ra&o o li*ro ter(o 1$
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a,tomaticamente e))a) at,ali3a'7e)- )em a nece))i&a&e &e com!rar a) no*a) *er)7e).
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,;6RO9=>O O )i)tema )im!le) &e igni'(o &o) carro) mai) antigo)- ,e n(o tin#a na&a &e eletrHnico a n(o )er ,m tran)0orma&or :bobina &e igni'(o- e*ol,i, !ara o) )i)tema) com!le2o) controla&o) !or micro!roce))a&ore) e microcontrola&ore) com ,ma eletrHnica )o0i)tica&a ,e e2ige t6cnica) e e,i!amento) e)!eciai). E)te) li*ro) n(o !reten&e en)inar t,&o )obre o) )i)tema) eletrHnico) &o) a,tom=*ei)- !oi) e2i)tem alg,n) !onto) m,ito a*an'a&o) ,e )omente o) engen#eiro) ,e trabal#am com )e, !ro5eto na) 0/brica) !reci)am con#ecer. O ,e &aremo) ne)te li*ro )(o o) conceito) b/)ico) )obre o 0,ncionamento &e &i*er)a) !arte) &o circ,ito eletrHnico &o carro ,e !o&em )er man,)ea&a) o, re!ara&a) &e 0orma )im!le) o, !elo meno) ter )e,) &e0eito) &iagno)tica&o) com 0acili&a&e !or alg,6m ,e n(o )e5am ,m e)!eciali)ta. Com o con#ecimento b/)ico &e)te) &oi) *ol,me)- o) intere))a&o) em abrir ,ma o0icina !o&em !artir !ara ,ma e)!eciali3a'(o em em!re)a) ,e 0a3em o treinamento &e !ro0i))ionai) e en)inam a ,)ar 0erramenta) a*an'a&a) &e &iagn=)tico. No entanto- o ,)o &e))a) 0erramenta) )em!re )er/ 0acilita&o )e o leitor con#ecer ,m !o,co mai) )obre o 0,ncionamento &o) )i)tema) eletrHnico) &o carro e 6 e))a 5,)tamente a 0inali&a&e &e)te) li*ro). Trataremo) &o) )i)tema) &e igni'(o &e to&o) o) ti!o)- &a in5e'(o eletrHnica- carga &e bateria&o) )i)tema) &e 0renagem AB- )i)tema) &e con0orto e !ain6i) al6m &e ace))=rio) como )om- alarme)- etc. En0im- trata8)e &e ,ma obra &e inicia'(o m,ito Jtil !ara ,em 5/ con#ece ,m !o,co &e eletrHnica e &e)e5a ir ,m !o,co al6m.
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Cap&t$lo 1 Revisão dos Conceitos Básicos de Eletrônica +ara enten&er o 0,ncionamento &o a,tom=*el mo&erno n(o ba)ta o con#ecimento &a mecnica. !reci)o con#ecer eletrici&a&e b/)ica e a !artir &ela o) 0,n&amento) &a eletrHnica. e bem ,e ten#amo) recomen&a&o ao) leitore) ,e n(o ten#am ,ma boa 0orma'(o em eletrHnica a leit,ra &e no))o) li*ro) C,r)o &e EletrHnica K Vol $ K EletrHnica B/)ica- C,r)o &e EletrHnica K Vol K EletrHnica Anal=gica e al6m &i))o a) e&i'7e) Como Te)tar Com!onente) em < Vol,me e o li*ro Con)erte T,&o- &i)!on1*ei) no 0ormato &igital- &amo) a )eg,ir ,ma !e,ena re*i)(o &e conceito) ,e !o&e )er m,ito im!ortante !ara reciclar con#ecimento) e !ara a*i*ar a mem=ria &o) ,e )a1ram &e ,ma e)cola t6cnica #/ m,ito tem!o. (o 5,)tamente o) 0,n&amento) ,e &aremo) a !artir &e agora inician&o !ela re*i)(o &o) conceito) b/)ico) &e eletrici&a&e ,e )er(o ,tili3a&o) na) e2!lica'7e) &a maioria &o) e,i!amento) eletrHnico) &o a,tom=*el abor&a&o) ne)te li*ro.
Cir$uito el%tri$o& $orrente& tens"o e resist'n$ia
Uma corrente el6trica con)i)te n,m 0l,2o &e carga) ,e circ,la atra*6) &e ,m 0io con&,tor. E)ta) carga) )(o o) el6tron) ,e encontram liber&a&e &e mo*imento em materiai) como o) metai)con0orme mo)tra a 0ig,ra $. E)te) materiai) )(o &enomina&o) con&,tore) &e corrente el6trica.
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Figura 1 – A corrente elétrica
Lembre-se: Num condutor elétrico a corrente consiste num fluxo ordenado de cargas.
No entanto- o) con&,tore) n(o )(o !er0eito). O) el6tron) ,e 0ormam ,ma corrente encontram certa &i0ic,l&a&e !ara !a))ar atra*6) &o) 0io). E))a &i0ic,l&a&e 6 &enomina&a re)i)tncia e 6 con)tante. A re)i)tncia &e ,m 0io 6 me&i&a em o#m) :P. e a!licarmo) a ,m con&,tor- ,e a!re)enta certa re)i)tncia,ma ten)(o- a corrente )er/ &etermina&a !ela re)i)tncia &e))e con&,tor. A re)i)tncia limita- !ortanto a inten)i&a&e &a corrente n,m 0io. Maior re)i)tncia- menor corrente com a me)ma ten)(o. Curiosidade – Por que os elétrons são negativos? Quando Benjamim Franklin precisou explicar o sentido do movimento das cargas elétricas nos seus trabalos de pes!uisa com objetos eletri"ados ele acou !ue o movimento dos elétrons ocorria de um peda#o de l$ para um peda#o de cera eletri"ado !uando na realidade
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ocorria ao contr%rio. Assim& ao se enganar !uanto ao sentido da corrente ele assumiu !ue os elétrons eram negativos e assim ficou...
Cir$uito el%tri$o O) el6tron) n(o !o&em )er cria&o). Uma bateria 0ornece el6tron) !ara ,ma lm!a&a- ma) ela !reci)a e)tar con)tantemente re!on&o e)te) el6tron) ,e )aem &ela. A))im- )= 6 !o))1*el obter ,ma corrente 0a3en&o circ,lar o) el6tron) no ,e &enominamo) circ,ito- con0orme mo)tra a 0ig,ra F.
Figura ' – (ma corrente circulando por uma l)mpada
+ara acen&er ,ma lm!a&a :,e &enominamo) rece!tor &e energia- !or e2em!lo- !reci)amo) &e ,ma 0onte &e energia :,e &enominamo) gera&or. No ca)o &o carro- o gera&or 6 a bateria. A ,anti&a&e &e energia ,e !o&emo) tran)0erir !ara a lm!a&a n(o &e!en&e a!ena) &a ten)(o ,e a!licamo) nela- ma) tamb6m &a corrente. E))a tran)0erncia- con0orme mo)tramo) na 0ig,ra F- )e 0a3 atra*6) &e ,m 0io ,e le*a a corrente e o,tro ,e a tra3 &e *olta !ara 1
