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Letra é caixa

A habilidade número 1 da faculdade é mexer com letra sem medo. A letra não é um bicho: é uma caixa fechada com um número dentro que você ainda não sabe.

começar ↓

A conta toda é só um jeito de abrir a caixa. E quem trava em Cálculo 1 quase nunca trava no cálculo: trava na álgebra básica, em isolar letra, fração e potência.

O que te espera na faculdade

matériao que usa
Cálculo 1letra, função, gráfico, depois derivada e integral
Geometria Analítica e Álgebra Linearvetores, matrizes, sistemas de equações
Física 1movimento e força, tudo com fórmula de letra
Programação e Algoritmoslógica, que você já faz no site e no ESP32
Circuitos ElétricosLei de Ohm, Kirchhoff, potência

Se a base da álgebra estiver firme, o resto vira aprender coisa nova, em vez de lutar com coisa velha.

A trilha até lá

aulamatemáticaeletrônica que usa
1letra é caixa, isolarLei de Ohm · esta aula
2as oito jogadasresistores em série e paralelo
3potência de 10mA, kΩ, µF
4proporçãodivisor de tensão
5função e gráficocurva do LED
6exponencial e logaritmocapacitor carregando
7seno e cossenocorrente alternada, o 220 V
8derivada e integralcorrente no capacitor, energia

1 · A letra é uma caixa

Olha estas duas contas:

+ 3 = 10      x + 3 = 10

São a mesma conta. Na primeira a caixa está desenhada; na segunda ela se chama x. Só isso. Qual número dentro da caixa, somado com 3, dá 10? É o 7. Você já faz isso de cabeça. Agora vamos aprender a fazer quando a conta for difícil demais para a cabeça.

2 · A balança

O sinal de = é uma balança equilibrada: o lado esquerdo pesa igual ao direito.

x + 3 10 os dois lados pesam igual
a regra de ouro: o que você fizer de um lado, faz do outro
x + 3 = 10
tira 3 dos dois lados: x + 3 − 3 = 10 − 3
x = 7

3 · O atalho: quem sai troca de sinal

Tirar dos dois lados toda vez cansa. O atalho: o número grudado na letra passa para o outro lado fazendo a operação contrária.

do lado da letrapassa para o outro lado como
+ soma− subtração
− subtração+ soma
× vezes÷ dividido
÷ dividido× vezes
x + 3 = 10 → x = 10 − 3 → x = 7
x − 4 = 6 → x = 6 + 4 → x = 10
4 · x = 20 → x = 20 ÷ 4 → x = 5
x ÷ 2 = 6 → x = 6 × 2 → x = 12

Sempre confere colocando o número de volta na caixa: 4 × 5 = 20 ✓

Quando tem duas coisas grudadas

2 · x + 3 = 11
2 · x = 11 − 3 → 2 · x = 8 → x = 8 ÷ 2 → x = 4
confere: 2 × 4 + 3 = 11 ✓
o erro comum

2 · x + 3 = 11 → x = 11 ÷ 2 − 3

o certo

A ordem importa. O +3 sai primeiro, porque está mais longe da letra (o 2 está abraçado no x). É como tirar a roupa: primeiro o casaco, depois a camisa.

4 · Letra com letra: a Lei de Ohm

V = R · I
letranomeunidade
Vtensão, a “pressão” da eletricidadevolt (V)
Rresistência, o quanto segura a correnteohm (Ω)
Icorrente, quanta eletricidade passaampère (A)

O ponto no meio quer dizer vezes. Em engenharia quase nunca se escreve o × entre letras, porque ele parece a letra x.

o R está multiplicando a caixa, então passa dividindo: I = V ÷ R
o I está multiplicando, passa dividindo: R = V ÷ I

toca na letra que você quer achar

V R I
toca no V, no R ou no I

5 · Usando de verdade

conta 1 · a corrente num resistor

Uma bateria de 12 V num resistor de 4 Ω:

I = V ÷ R = 12 ÷ 4 = 3 A
conta 2 · o resistor do LED

Um LED vermelho precisa de uns 2 V e 20 mA (0,020 A). A fonte é de 5 V. Ligar direto queima o LED, porque o resistor é quem “come” a tensão que sobra:

sobra pro resistor: 5 − 2 = 3 V
R = 3 ÷ 0,020 = 150 Ω

Se não achar de 150, usa o próximo maior (180 ou 220 Ω): o LED brilha um pouco menos, mas não queima. Menor, nunca.

conta 3 · o chuveiro

Um chuveiro de 5.500 W em 220 V:

I = P ÷ V = 5.500 ÷ 220 = 25 A
R = V ÷ I = 220 ÷ 25 = 8,8 Ω

25 A é bastante, e por isso chuveiro tem disjuntor e fio próprios, mais grossos.

6 · O truque de engenheiro: trocar uma caixa por outra

Você sabe duas coisas: P = V · I e V = R · I. Se V é igual a R · I, dá para tirar o V da caixa e botar R · I no lugar:

P = V · I → P = (R · I) · I → P = R · I²

I² quer dizer I · I. Isso se chama substituição, e você vai fazer toda semana na faculdade.

chuveiro: P = 8,8 × 25² = 8,8 × 625 = 5.500 W ✓

Bateu com a potência do chuveiro. Duas contas diferentes, mesmo resultado: sinal de que está tudo certo.

Bancada · a Lei de Ohm nos quatro sentidos

escolhe o que você sabe, mexe nos dois valores, e ela devolve os outros dois · inclusive o resistor do LED

pra treinar

Isolar a letra:

  1. x + 8 = 15
  2. x − 5 = 12
  3. 6 · x = 42
  4. x ÷ 3 = 7
  5. 3 · x + 4 = 19
  6. 5 · x − 2 = 23

Com a Lei de Ohm:

  1. 9 V num resistor de 3 Ω: qual a corrente?
  2. 110 Ω com 2 A: qual a tensão?
  3. 127 V com 0,5 A: qual a resistência?
  4. LED azul de 3 V e 20 mA numa fonte de 5 V: qual o resistor?
  5. Usando P = R · I²: resistor de 10 Ω com 2 A. Qual a potência?
ver as respostas 1. x = 15 − 8 = 7 · 2. x = 12 + 5 = 17 · 3. x = 42 ÷ 6 = 7 · 4. x = 7 × 3 = 21 · 5. 3x = 15, x = 5 · 6. 5x = 25, x = 5 · 7. I = 9 ÷ 3 = 3 A · 8. V = 110 × 2 = 220 V · 9. R = 127 ÷ 0,5 = 254 Ω · 10. R = (5 − 3) ÷ 0,020 = 100 Ω · 11. P = 10 × 2² = 40 W
pra levar

Letra é caixa, e o = é uma balança. Quem está grudado na letra passa para o outro lado fazendo o contrário, e sai primeiro quem está mais longe. V = R · I, e o triângulo lembra as outras duas. Trocar uma caixa por outra, a substituição, é o truque que a engenharia usa o tempo todo.

Na bancada: monta o LED com o resistor de 150 Ω (ou 220) no 5 V da sua protoboard e mede com o multímetro a tensão no LED e no resistor. Os dois somados têm que dar uns 5 V. Dá para simular antes na bancada de circuitos do site.

Preparação pra engenharia · Núcleo Neon · aula 1 de 8 · caderno do João; as contas foram conferidas uma a uma na arrumação pro site