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ETERJ Eletricidade – Pág. 1 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Capítulo 1 Revisão de Potência com base 10 Vamos observar algumas operações com potência de expoentes inteiros e base 10. 1ª Propriedade Multiplicação de Potências de mesma base A propriedade que na multiplicação de potências de mesma base, conservam-se as bases e somam-se os expoentes. 𝒂𝒎 × 𝒂𝒏 = 𝒂𝒎+𝒏 Ex: 75252 10101010 2ª Propriedade Divisão de Potências de mesma base A propriedade que na divisão de potências de mesma base, conservam-se as bases e subtrai os expoentes. 𝒂𝒎 ÷ 𝒂𝒏 = 𝒂𝒎−𝒏 Ex: 53838 101010:10 3ª Propriedade Potência de Potência A propriedade que na potência de potência, conservam-se a base e multiplica os expoentes. (𝒂𝒎)𝒏 = 𝒂𝒎×𝒏 Exercícios Calcule as expressões abaixo: a) 95 1010 b) 126 1010 c) 36 1010 = d) 69 10:10 e) 156 10:10 f) 105 10:10 g) 48 10:10 h) 37 1010 Capítulo 2 Notação Científica A notação científica é uma forma concisa de representar números, em especial muito grandes (100000000000) ou muito pequenos (0,00000000001). É baseado no uso de potências de 10 (os casos acima, em notação científica, ficariam: 1 · 10 11 e 1 · 10 -11 , respectivamente). Introdução Observe os números abaixo: 600 000; 30 000 000; 500 000 000 000 000; 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000; 0,0004; 0,00000001; 0,0000000000000006; 0,00000000000000000000000000000000 00000000000000008; A representação desses números na forma convencional torna-se difícil. O principal fator de http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero http://pt.wikipedia.org/wiki/Exponencia%C3%A7%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Dez ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 2 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho dificuldade é a quantidade de zeros extremamente alta para a velocidade normal de leitura dos números. Pode-se pensar que esses valores são pouco relevantes e de uso quase inexistente na vida cotidiana. Mas em áreas como a Física e a Química esses valores são frequentes. Por exemplo, a maior distância observável do universo mede cerca de 740 000 000 000 000 000 000 000 000 metros, e a massa de um próton é aproximadamente 0,00000000000000000000000000167 gramas. Para valores como esses, a notação científica é mais compacta. Outra vantagem da notação científica é que ela sempre pode representar adequadamente a quantidade de algarismos significativos. Por exemplo, a distância observável do universo, do modo que está escrito, sugere a precisão de 30 algarismos significativos. Mas isso não é verdade (seria coinscidência demais 25 zeros seguidos numa aferição). Descrição Um número escrito em notação científica segue o seguinte modelo: m · 10 e O número m é denominado mantissa e e a ordem de grandeza. Notação científica padronizada A definição básica de notação científica permite uma infinidade de representações para cada valor. Mas a notação científica padronizada inclui uma restrição: a mantissa(coeficiente) deve ser maior ou igual a 1 e menor que 10. Desse modo cada número é representado de uma única maneira. Como transformar Para transformar um número qualquer para a notação científica padronizada devemos deslocar a vírgula obedecendo o princípio de equilíbrio. Vejamos o exemplo abaixo: 253 756,42 A notação científica padronizada exige que a mantissa(coeficiente) esteja entre 1 e 10. Nessa situação, o valor adequado seria 2,5375642 (observe que a sequência de algarismos é a mesma, somente foi alterada a posição da vírgula). Para o exponente, vale o princípio de equilíbrio: "Cada casa decimal que diminui o valor da mantissa aumenta o expoente em uma unidade, e vice-versa". Nesse caso, o expoente é 5. Observe a transformação passo a passo: 253 756,42 = 25 375,642 · 10 1 = 2 537,5642 · 10² = 253,75642 · 10³ = 25,375642 · 10 4 = 2,5375642 · 10 5 Um outro exemplo, com valor menor que 1: 0,0000000475 = 0,000000475 · 10 -1 = 0,00000475 · 10 -2 = 0,0000475 · 10 -3 = 0,000475 · 10 -4 = 0,00475 · 10 -5 = 0,0475 · 10 -6 = 0,475 · 10 -7 = 4,75 · 10 -8 Desse modo, os exemplos acima ficarão: 6 x 10 5 3 x 10 7 5 x 10 14 7 x 10 33 4 x 10 -4 1 x 10 -8 6 x 10 -16 8 x 10 -49 http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica http://pt.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica http://pt.wikipedia.org/wiki/Universo http://pt.wikipedia.org/wiki/Metro http://pt.wikipedia.org/wiki/Massa http://pt.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3ton http://pt.wikipedia.org/wiki/Grama http://pt.wikipedia.org/wiki/Algarismo_significativo http://pt.wikipedia.org/wiki/Mantissa http://pt.wikipedia.org/wiki/Um http://pt.wikipedia.org/wiki/Dez http://pt.wikipedia.org/wiki/Casa_decimal http://pt.wikipedia.org/wiki/Expoente ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 3 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Operações Adição e subtração Para somar ou subtrair dois números em notação científica, é necessário que o expoente seja o mesmo. Ou seja, um dos valores deve ser transformado para que seu expoente seja igual ao do outro. A transformação segue o mesmo princípio de equilíbrio. O resultado possivelmente não estará na forma padronizada, sendo convertido posteriormente. Exemplos: 4,2 · 10 7 + 3,5 · 10 5 = 4,2 · 10 7 + 0,035 · 10 7 = 4,235 · 10 7 6,32 · 10 9 - 6,25 · 10 9 = 0,07 · 10 9 (não padronizado) = 7 · 10 7 (padronizado) Multiplicação Multiplicamos as mantissas e somamos os expoentes de cada valor. O resultado possivelmente não será padronizado, mas pode ser convertido: Exemplos: (6,5 · 10 8 ) · (3,2 · 10 5 ) = (6,5 · 3,2) · 10 8+5 = 20,8 · 10 13 (não padronizado) = 2,08 · 10 14 (convertido para a notação padronizada) (4 · 10 6 ) · (1,6 · 10 -15 ) = (4 · 1,6) · 10 6+(-15) = 6,4 · 10 -9 (já padronizado sem necessidade de conversão) Divisão Dividimos as mantissas e subtraímos os expoentes de cada valor. O resultado possivelmente não será padronizado, mas pode ser convertido: Exemplos: (8 · 10 17 ) : (2 · 10 9 ) = (8 :2) . 10 17-9 = 4 · 10 8 (padronizado) (2,4 · 10 -7 ) : (6,2 · 10 -11 ) = (2,4 /6,2) · 10 -7-(-11) ≈ 0,3871 · 10 4 (não padronizado) = 3,871 · 10³ (padronizado) Exercícios 1) Transforme as potências abaixo: a) 10 6 = b) 10 8 = c) 10 2 = d)10 -3 = e) 510 2) Calcule as expressões abaixo: a) )102()1052( 59 b) )105(:)1012( 2414 Capítulo 3 Introdução à Eletricidade Constituição da matéria: Matéria é tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço. A matéria é constituída de moléculas que, por sua vez, são formadas de átomos. O átomo é constituído de um núcleo e eletrosfera, onde encontramos os: Elétrons Prótons Nêutrons http://pt.wikipedia.org/wiki/Adi%C3%A7%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Subtra%C3%A7%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Soma http://pt.wikipedia.org/wiki/Dois http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero http://pt.wikipedia.org/wiki/Expoente http://pt.wikipedia.org/wiki/Equil%C3%ADbrio_est%C3%A1tico http://pt.wikipedia.org/wiki/Multiplica%C3%A7%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Mantissa http://pt.wikipedia.org/wiki/Divis%C3%A3o ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 4 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Portanto, o átomo é formado por: Elétron: é a menor partícula encontrada na natureza, com carga negativa. Os elétrons estão sempre em movimento em suas órbitas ao redor do núcleo.Próton: é a menor partícula encontrada na natureza, com carga positiva. Situa-se no núcleo do átomo. Nêutron: são partículas eletricamente neutras, ficando também situadas no núcleo do átomo, juntamente com os prótons. Carga Elétrica(C) A carga elétrica é considerada como sendo uma propriedade que se manifesta em algumas das chamadas partículas elementares; por exemplo, nos prótons e elétrons. Os prótons e elétrons são os portadores do que denominamos carga elétrica, mas esta propriedade não se manifesta exatamente da mesma forma nessas partículas; convencionou-se, então, a chamar a carga elétrica dos prótons de positiva (+) e a dos elétrons de negativa (-). Experiências realizadas no transcorrer do início do século XX, notadamente por Millikan, permitiram verificar que prótons e elétrons apresentam cargas elétricas de mesmo valor absoluto e que a quantidade de carga apresentada por ambos corresponde à menor quantidade de carga que uma partícula pode ter; a este valor chamamos de carga elementar e representa-se por e. O valor desta carga e no SI - Sistema Internacional - é dado por 1,6· 10 -19 Coulomb. Corpo eletricamente neutro e corpo eletrizado Um corpo apresenta-se eletricamente neutro quando o número total de prótons e de elétrons está em equilíbrio na sua estrutura. Quando, por um processador qualquer, se consegue desequilibrar o número de prótons com o número de elétrons, dizemos que o corpo está eletrizado. O sinal desta carga dependerá da partícula que estiver em excesso ou em falta. Por exemplo, se um determinado corpo possui um número de prótons maior que o de elétrons, o corpo está eletrizado positivamente, se for o contrário, isto é, se haver um excesso de elétrons o corpo é dito eletrizado negativamente. Princípios Fundamentais da Eletrostática Princípio das ações elétricas: cargas elétricas de sinais iguais se repelem e de sinais contrários se atraem. Princípio da conservação das cargas elétricas: num sistema eletricamente isolado a carga elétrica total permanece constante. ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 5 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Medida da carga elétrica ∆q = - n.e (se houver excesso de elétrons) ∆q = + n.e (se houver falta de elétrons) ∆q = quantidade de carga (C); n = número de elétrons; e = carga elementar igual á 1,6.10 -19 C (Coulomb). Processos de eletrização Podem ser de três tipos: Atrito: processo conhecido desde a Antiguidade, pelos gregos, e que consiste em se atrair corpos inicialmente neutros; durante a fase do atrito ocorre a transferência de elétrons de um corpo para outro. O corpo que perde elétrons fica eletrizado positivamente e aquele que ganha elétrons, eletriza-se negativamente. Na eletrização por atrito os corpos sempre se eletrizam com cargas iguais, mas de sinais contrários. Os sinais que as cargas irão adquirir, dependem dos tipos de substâncias que serão atritadas. Contato: um corpo é eletrizado pelo contato com outro corpo previamente carregado. Na eletrização por contato os corpos sempre se eletrizam com cargas de mesmo sinal. Indução: um corpo é eletrizado apenas pela aproximação de outro corpo previamente eletrizado, todavia, para que esta eletrização se mantenha é necessário de utilizar de um simples artifício, sem o qual o corpo volta ao seu estado anterior. Na eletrização por indução, o corpo induzido sempre se eletriza com carga de sinal contrário à do corpo indutor. Exercícios 1) Qual a unidade de carga elétrica? 2) Duas cargas A e B de sinais iguais, elas se... 3) Os processos de eletrização são: 4) Quando um corpo está eletrizado negativamente? 5) Quando um corpo está eletrizado positivamente? 6) Na eletrosfera de um átomo de magnésio temos 18 elétrons. Qual a carga elétrica em falta na sua eletrosfera? 7) Na eletrosfera de um átomo de carbono temos 15 elétrons. Qual a carga elétrica em falta na sua eletrosfera? 8) Um corpo tem uma carga igual a -16. 10 -6 C. Quantos elétrons há em excesso nele? ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 6 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho 9) É dado um corpo eletrizado com carga 6,4.10 -6 C. Determine o número de elétrons em excesso no corpo. 10) Quantos elétrons em excesso têm um corpo eletrizado com carga de -16.10 -9 C? 11) Qual o erro na afirmação: "Uma caneta é considerada neutra eletricamente, pois não possui nem cargas positivas nem cargas negativas"? Capítulo 4 Condutores e Isolantes Condutores são substâncias que possuem cargas “livres” no seu interior e que se movem quando sobre elas age uma força devido a um campo elétrico. As cargas livres em um condutor metálico são os elétrons. Os metais em geral são bons condutores. Os isolantes já não têm em seu interior elétrons livres, como exceção, aparecem apenas em números reduzidos. São isolantes entre outras a borracha, o vidro, plástico, etc. Existem também os materiais chamados semicondutores, que são utilizados na retificação de corrente alternada. Os principais metais condutores estão relacionados abaixo, com suas características. Prata: O uso da prata nos condutores de eletricidade é naturalmente limitado pelo seu preço mais elevado. Entretanto, em alguns casos torna-se necessário seu emprego devido ao seu valor altamente condutivo, superior ao do cobre e do alumínio. Cobre: Devido à sua elevada condutividade e custo moderado o cobre tem seu uso mais generalizado. Possui boas qualidades físicas, como: material maleável; elevada resistência à tensão mecânica; não sofre corrosão; facilidade de soldagem. Alumínio: O alumínio tem apenas 61% da condutividade do cobre, porém, é mais maleável, sua resistência à tensão mecânica e sua facilidade de soldagem são inferiores quando comparados com o cobre. Devido a ser bem mais leve que o cobre está sendo utilizados nas linhas de transmissões, diminuindo o furto, devido ao cobre ser comercializado. Capítulo 5 Corrente elétrica (I) É o movimento ordenado dos elétrons. O movimento desorganizado dos elétrons livres no interior da rede cristalina não tem para nós muito interesse. Mas em condições adequadas, nós podemos provocar um movimento das cargas ao longo dos condutores, de modo a obter um fluxo contínuo de carga elétrica em um dado sentido. Este fluxo contínuo de carga elétrica em um dado sentido. Este fenômeno é muito importante, e nós o chamamos de "corrente elétrica". Cálculo da corrente elétrica i = Q/t i = corrente elétrica (A) ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 7 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Q = carga elétrica (C) Q = n.e t = tempo (s) n = número de cargas e = carga elementar (C) e = 1,6.10 -19 C A unidade de corrente elétrica no S.I é o Ampère (A) Sentido da Corrente Sentido Real: É quando os elétrons circulam do potencial (polo) negativo para o potencial (polo) para positivo na fonte. Sentido Convencional: É quando os elétrons circulam do potencial (polo) positivo para potencial (polo) para negativo na fonte. Tipos de Corrente Corrente Contínua (CC): possui apenas um sentido. Corrente Alternada (CA): o seu sentido muda periodicamente. Efeitos da corrente elétrica Efeito Fisiológico Corresponde à passagem da corrente elétrica por organismos vivos. A corrente elétrica age diretamente no sistema nervoso, provocando contrações musculares; quando isso ocorre, dizemos que houve um choque elétrico. O pior caso de choque é aquele que se origina quando uma corrente elétrica entra pela mão de uma pessoa e sai pela outra. Nesse caso, atravessando o tórax de ponta aponta, ela tem grande chance de afetar o coração e a respiração. O valor mínimo de intensidade de corrente, que se pode perceber pela sensação de cócegas ou formigamento leve, é 1 mA. Entretanto, com uma corrente de intensidade 10 mA, a pessoa já perde o controle dos músculos, sendo difícil abrir a mão e livrar-se do contato. O valor mortal está compreendido entre 10 mA e 3 A, aproximadamente. Nesses valores, a corrente, atravessando o tórax, atinge o coração com intensidade suficiente para modificar seu ritmo. Modificando o ritmo, o coração para de bombear sangue para o corpo e a morte pode ocorrer em poucos segundos. Se a intensidade for ainda mais alta, a corrente pode paralisar completamente o coração. Este se contrai o mais possível e mantém-se assim enquanto passar a corrente. Interrompida a corrente, geralmente o coração relaxa e pode começar a bater novamente, como se nada tivesse acontecido. Todavia, paralisado o coração, paralisa-se também a circulação sanguínea, e uma pequena interrupção dessa circulação pode provocar danos cerebrais irreversíveis. Efeito Joule O efeito térmico, também conhecido como efeito joule, é causado pelo choque dos elétrons livres contra os átomos dos condutores. Ao receberem energia, os átomos vibram mais intensamente. Quanto maior for a vibração dos átomos, maior será a temperatura do condutor. Nessas condições observa-se, externamente, o aquecimento do condutor. Esse efeito é muito aplicado nos aquecedores em geral, como o chuveiro elétrico. Efeito Químico ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 8 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Esse efeito resulta de um fenômeno elétrico molecular, sendo objeto de estudo da Eletroquímica. O aproveitamento do efeito químico se dá, por exemplo, nas pilhas, na eletrólise, como também na cromação e niquelação de objetos. Efeito Magnético Em 1820, Oersted descobriu que a passagem da corrente elétrica por um fio condutor produz fenômenos magnéticos, tais como o desvio da agulha de uma bússola colocada nas proximidades de um condutor. Os fenômenos magnéticos não constituem, portanto, fenômenos isolados; eles têm relação íntima com os fenômenos elétricos. É importante saber que uma corrente elétrica produz um campo magnético, no entanto o campo magnético não produz corrente elétrica. O que produz corrente é a variação do campo magnético. Desde que a indução eletromagnética foi descoberta, ficou clara a possibilidade de transformar a energia mecânica em energia elétrica. Mas foram necessárias algumas décadas para o domínio da tecnologia capaz de tornar viável a aplicação desse princípio físico, o que resultou na transformação radical da tecnologia. Um dos elementos básicos dessa tecnologia é o gerador eletromagnético ou dínamo. E o elemento básico desse gerador é uma espira condutora que gira no interior de um campo magnético. Como a configuração das linhas de campo magnético é fixa, quando a espira gira, a área atravessada pelas linhas de campo magnético varia, variando o fluxo magnético através da espira. De acordo com a Lei de Faraday, se o fluxo varia, aparece nos terminais dessa espira uma força eletromotriz induzida (tensão elétrica). Essa força eletromotriz, nesse caso, também é variável. Efeito Luminoso Este efeito baseia-se no fato de gases ionizados emitirem luz quando atravessados por uma corrente elétrica. Como exemplo, temos as lâmpadas fluorescentes (usadas na iluminação de empresas), as lâmpadas de vapor de mercúrio (usadas na iluminação de quadras esportivas), as lâmpadas de vapor de sódio (para iluminação de túneis e estradas), etc. Exercícios 1) O que é corrente elétrica e qual sua unidade de medida? 2) Quais são os tipos de corrente? 3) O que é necessário para ser estabelecida uma corrente elétrica num fio condutor? 4) Por meio de qual efeito se obtém luz numa lâmpada de filamento? 5) Quais são os efeitos da corrente? 6) Complete as frases: A corrente de uma carga positiva para uma carga negativa é chamada__________________ A unidade usada para medir intensidade de corrente é o_____________________ 7) Coloque um V para verdadeira e um F para falsas nas afirmações abaixo: ( ) Todos os elétrons são negativos ( ) Quando um elétron em movimento se aproxima de um outro elétron, o segundo é afastado pelo campo elétrico do primeiro. ( ) Quando se inicia a corrente em um condutor, nem todos os elétrons livres se movem simultaneamente. ( ) Quando os elétrons deixam um extremo do fio condutor, ele fica carregado positivamente. 8)Cite 3 exemplos de materiais condutores e 3 materiais isolantes: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 9 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho 9) Por uma secção transversal de um fio de cobre passam 20C de carga em 2 segundos. Qual é a corrente elétrica? 10) Em cada minuto, a secção transversal de um condutor metálico é atravessada por uma quantidade de carga elétrica de 12C. Qual a corrente elétrica que percorre o condutor? 11) Um condutor metálico é percorrido por uma corrente de 10.10 -3 A. Qual o intervalo de tempo necessário para que uma quantidade de carga elétrica igual a 3C atravesse uma secção transversal do condutor? 12) O filamento de uma lâmpada é percorrido por uma corrente de 2A. Calcule a carga elétrica que passa pelo filamento em 20 segundos. 13) Pela secção transversal de um condutor metálico passam 6.10 20 elétrons durante 2s.Qual a carga elétrica em falta na sua eletrosfera? Calcule a corrente elétrica que atravessa o condutor? 14) Um condutor é percorrido por uma corrente de intensidade 20A. Calcule o número de elétrons em excesso que passam por uma secção transversal do condutor em 1s. 15) Uma corrente de 30A qual é a carga elétrica que passa por uma secção transversal desse condutor, em 5s? 16) Uma corrente de 6mA qual é a carga elétrica que passa por uma secção transversal desse condutor, em 3s? Capítulo 6 Tensão elétrica (d.d.p) Comecemos este tópico com uma analogia. Durante a realização de um trabalho, um corpo pode transformar um tipo de energia em outro, mantendo porém, a energia total constante, pois como disse Lavoisier : “na natureza, nada se cria se perde, tudo se transforma”. Uma mola em repouso não tem potencial para realizar trabalho. Porém, se ela for pressionada por uma força qualquer, esta força realiza um trabalho, que pode ser entendido como a energia cinética da mola (energia do movimento) transformando-se em energia potencial elástica. Quando esta força deixa de existir, a energia acumulada pela mola faz com que ela volte a realizar um trabalho, transformando a energia potencial elástica em energia cinética, porém, no sentido contrário. Esta análise permite concluir que uma diferença de potencial elétrico produz um movimento de cargas elétricas. Vamos agora fazer um exercício de especulação: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 10 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Imagine um dispositivo que forneça constantemente uma diferença de potencial ou tensão elétrica entre dois terminais. Agora, imagine um condutor com muitos elétrons livres ligado a estes terminais. O que acontece? Muitas cargas se movimentando num único sentido, não é verdade? Voltemos agora à realidade, para mostrarmos que esta especulação é a pura realidade. A este movimento de cargas elétricas, dá- se o nome de corrente elétrica, objeto de estudo da eletrodinâmica. Ou seja, as grandezas tensão e corrente são as responsáveis por tudo o que se conhece em termos de equipamentos eletro-eletrônicos, desde uma simples lâmpada até o mais complexo computador. O dispositivo que fornece tensão a um circuito elétrico é conhecido por: gerador de tensão, bateria ou fonte de alimentação. Este pode fornecer tensão contínua (CC - de corrente contínua) ou tensão alternada (CA - de corrente alternada). A tensão contínua é aquela que tem valor constante e a alternada é aquela que muda de polaridade numa determinada frequência. Exemplo Fontes de Alimentação CC: pilha elétrica - 1,5 V bateria de automóvel - 12 V fonte de tensão ajustável - 0 a 30 V Fontes de Alimentação CA: gerador de usina hidrelétrica - 300.000 V / 60Hz / Senoidal gerador de áudio - 0 a 10V / 10 a 50 kHz /Senoidal Mostra os símbolos elétricos e os gráficos das fontes de alimentação CC e CA senoidal. Por convenção, na fonte de alimentação o ponto de maior potencial é denominado potencial positivo (polo +) e o de menor potencial é denominado potencial negativo (polo -). Como a eletricidade e a eletrônica trabalham com faixas muito distintas de tensão (de alguns milionésimos de volts até milhares de volts), esta grandeza pode ser expressa por seus múltiplos e submúltiplos. Submúltiplos Unidade Valor Microvolt Milivolt V mV 10 -6 V 10 -3 V Múltiplos Unidade Valor Quilovolt Megavolt kV MV 10 3 V 10 6 V Exercícios 1) Coloque um V ou F nas afirmações abaixo: ( ) O fluxo de elétrons é uma corrente elétrica. ( ) A unidade de medida da corrente elétrica é o ampére. ( ) Há necessidade de energia para se obter ou manter ou manter uma diferença de carga entre dois pontos. ( ) Quando um condutor é ligado entre dois pontos, estabelece-se uma corrente. 2) Complete as frases: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 11 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho a- A unidade de diferença de potencial é chamada de_________________________ b- A diferença de potencial entre dois pontos quaisquer de um circuito elétrico, é a__________________________ 3) Marque “certo” ou “errado” na afirmação abaixo: Para que a corrente não seja interrompida as cargas elétricas deverão ser mantidas constantes, de tal forma que a diferença de potencial permaneça também constante. ( ) Certo ( ) Errado Capítulo 7 Resistência elétrica É a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica pelo mesmo, quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohms. Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da no condutor. Para medir essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que denominaram resistência elétrica. Fatores que influenciam no valor de uma resistência: A resistência de um condutor é tanto maior quanto maior for seu comprimento; A resistência de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua seção reta, isto é, quanto mais fino for o condutor; A resistência de um condutor depende do material de que ele é feito; Tipo de resistores a- Resistor de carvão(grafita): Consta de um suporte coberto de fina camada de carvão, com dois terminais metálicos. O resistor é pintado ou revestido com uma camada isolante. b- Resistor de fio: Nesses resistores são empregados fios de matérias de alta resistividade que não dependem, praticamente, da temperatura (ex: constantan e manganina). Código de Cores para Resistores Alguns tipos de resistores de dimensões grandes têm o valor de suas resistências e tolerâncias escritos diretamente no corpo. Porém, como muitos resistores têm dimensões muito pequenas, seus valores foram codificados através de anéis coloridos. Os resistores das 1 a e 2 a séries possuem 4 anéis e os resistores da 3 a série possuem 5 anéis. Cada um destes anéis tem um significado que, quando analisados em conjunto, informa o valor do resistor em Ohm e a sua tolerância. http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica http://pt.wikipedia.org/wiki/Diferen%C3%A7a_de_potencial http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Ohm http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades http://pt.wikipedia.org/wiki/Ohms http://pt.wikipedia.org/wiki/Condutor http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9trons http://pt.wikipedia.org/wiki/Condutor http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9trons http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomos http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9trons http://pt.wikipedia.org/wiki/Condutor http://pt.wikipedia.org/wiki/Resist%C3%AAncia ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 12 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Na maioria dos resistores, o primeiro anel é o que se encontra mais próximo a uma das extremidades do componente. Quando isto não estiver visível, o primeiro anel é aquele que não possui uma das seguintes cores: preto, ouro e prata. Exemplos Qual o valor dos resistores abaixo? a) Vermelho - Violeta - Amarelo – Ouro Como se trata de um resistor de 4 anéis, deve-se ignorar a coluna referente ao 3 o algarismo significativo, já que neste caso, o 3 o anel do resistor corresponde ao fator multiplicativo. Assim, tem-se: Exercícios 1) Quais são os tipos de resistores? 2) No S.I qual a unidade de resistência elétrica? 3) Defina abaixo o que é resistência. 4) Qual o valor dos resistores abaixo? a- Vermelho - Violeta - Amarelo – Ouro b- Marrom – Preto – Vermelho – Prata c- Vermelho – Branco – ouro – ouro d- Laranja – laranja – laranja – ouro Capítulo 8 Lei de ohm A primeira lei de Ohm Considere um fio feito de material condutor. As extremidades desse fio, são ligadas aos polos de uma pilha, como mostra a figura abaixo. Desse modo, a pilha estabelece uma ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 13 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho diferença de potencial no fio condutor e, consequentemente, uma corrente elétrica. Para se determinar o valor da corrente elétrica, coloca-se em série no circuito um amperímetro e, em paralelo, um voltímetro que permitirá a leitura da tensão. A montagem do circuito está ilustrada na figura abaixo: Com o circuito montado e funcionando, fazemos as medições de tensão e corrente através dos aparelhos instalados. Agora imagine que a diferença de potencial da pilha seja dobrada (podemos fazer isso ligando uma segunda pilha em série com a primeira). Como resultado dessa alteração, o voltímetro marcará o dobro da tensão anterior, e o amperímetro marcará o dobro de corrente elétrica. Se triplicarmos a diferença de potencial, triplicaremos a corrente elétrica. Isso quer dizer que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica tem um valor constante. Essa constante é simbolizada pela letra R. Se colocarmos a corrente elétrica (i) em evidência, podemos observar que, quanto maior o valor de R, menor será a corrente elétrica. Essa constante mostra a resistência que o material oferece à passagem de corrente elétrica. A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Vale salientar que a explicação foi desenvolvida tendo como base um condutor de resistência constante. É porisso que condutores desse tipo são chamados de condutores ôhmicos. A unidade de resistência elétrica no Sistema Internacional está exposta no quadro a seguir. 𝑹 = 𝑽 𝑰 ; 𝑽 = 𝑹 × 𝑰; 𝑰 = 𝑽 𝑹 Exercícios 1) Quando um resistor é submetido a uma tensão de 100V, a uma corrente elétrica de 2A. Calcule a sua resistência elétrica. 2) Se V = 100V e I = 20A, quanto vale R? 3) Nos extremos de um resistor com resistência de 200 , aplica-se uma d.d.p de 100V. Que corrente percorre o resistor? 4) Uma tensão de 200V, é aplicada em um resistor de 5 K . Qual o valor da corrente que irá circular por ele? 5) Se em um resistor de 20 K , circula uma corrente de 5mA. Qual o valor da d.d.p em seus terminais? 6) Um resistor de 64 , é aplicada uma tensão de 600V. Qual o valor da corrente que irá circular por ele? 7) Um resistor é percorrido por uma corrente de 10mA, quando se aplica uma tensão de 100V. Qual o valor do resistor? 8) Uma corrente de 5mA, atravessa um resistor de 4KΩ. Qual o valor da d.d.p em seus terminais? 9) Que d.d.p deve aplicar a um resistor de 50K a fim de se obter uma corrente de 5A? 10) Quando um resistor é submetido a uma d.d.p de 2KV, a corrente é de 2A. Calcule sua resistência: 11) Quando um resistor é submetido a tensão de 220V, a corrente de 4A. Calcule a sua resistência: A segunda lei de Ohm ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 14 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho A primeira lei de Ohm nos apresentou uma nova grandeza física, a resistência elétrica. A segunda lei de Ohm nos dirá de que fatores influenciam a resistência elétrica. De acordo com a segunda lei, a resistência depende da geometria do condutor (espessura e comprimento) e do material de que ele é feito. A resistência é diretamente proporcional ao comprimento do condutor e inversamente proporcional a área de secção (a espessura do condutor). Observe a figura abaixo. A figura apresenta a segunda lei de Ohm, onde L representa o comprimento do condutor e A é a área de sua secção reta. Essa equação mostra que se aumentarmos o comprimento do fio, aumentaremos a resistência elétrica, e que o aumento da área resultará na diminuição da resistência elétrica. O (rho) é a resistividade do condutor, que depende do material de que ele é feito e da sua temperatura. Tabela seguinte fornece a resistividade (a 20°C): Material ).( m Prata 8106,1 Cobre 8107,1 Bronze 8108,1 Alumínio 8108,2 Tungstênio 8105,5 Níquel 8108,7 Ferro 7100,1 Platina 7101,1 Manganina 7103,4 Constantan 7100,5 Níquel-cromo 7101,1 Carbono (grafita) 45 101102 à Exercícios 1) Se um fio de 80 cm de comprimento e 27107 m de área de seção transversal, calcule a resistividade do material que constitui o fio, se sua resistência é de 20 . 2) A resistividade elétrica do cobre é de m.107,1 8 . Calcular a resistência de um fio de cobre de 0,5cm de comprimento e 0,85 2m de área de seção transversal. 3) Um fio de alumínio de 8m de comprimento tem resistência de 20 . Sabendo-se que a resistividade elétrica do alumínio é 8108,2 .m. Determine a área de seção transversal. 4) Um fio metálico de resistividade m.108 8 com área de seção transversal de 24106 m e sua resistência de 12 . Qual o comprimento desse fio? 5) Calcular a resistividade de um condutor metálico de 6000m de comprimento e seção de 2 2m e resistência elétrica igual a 12k . 6) Calcular a resistividade de um condutor metálico de 3cm de comprimento, 1cm 2 de área de seção transversal e resistência igual a 6 . 7) Calcular a resistência de um fio de cobre de 0,5m de comprimento e 0,85 2cm de área de seção transversal. 8) Um fio de alumínio de 2m de comprimento tem resistência de 5 . Determine a área de seção transversal. ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 15 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho 9) Calcular a resistividade de um condutor metálico de 3000m de comprimento e seção de 1 2m e resistência elétrica igual a 6k . Capítulo 9 Potência elétrica Potência elétrica dissipada Quando utilizamos algum aparelho que funciona à base de transformação de energia, podemos observar que ele esquenta durante o seu funcionamento. Isso não é diferente quando estamos lidando com aparelhos que funcionam à base de energia elétrica. Esse aquecimento é conhecido como efeito Joule, e ele é fruto das colisões que os elétrons sofrem contra os átomos e íons que pertencem ao condutor. A energia que é drenada nesse aquecimento é chamada de energia dissipada. Existem aparelhos que têm como objetivo dissipar toda a energia elétrica e transformá-la em energia térmica. Temos muitos exemplos cotidianos de aparelhos que funcionam assim, o chuveiro, o ferro de passar, o forno elétrico, o secador de cabelo ,etc. Os aparelhos citados são providos de resistores. Esses resistores são dispositivos que transformam integralmente a energia elétrica em energia térmica, e por isso, quando a corrente elétrica flui por ele, ele esquenta. Unidades de potência e energia elétrica Nos livros didáticos em geral, são adotados dois sistemas de unidades, o Sistema Internacional e o sistema prático. Vamos ver as unidades de potência e energia elétrica nesses dois sistemas. *Potência elétrica As duas unidades de potência mais usadas são o watt (W) e o quilowatt (kW). Elas estão representadas no quadro abaixo, assim como a conversão entre elas: Então: 𝑷 = 𝑽 × 𝑰 OU 𝑷 = 𝑹 × 𝑰𝟐 OU 𝑷 = 𝑽𝟐 𝑹 Exercícios 1) Quando uma lâmpada é ligada a uma tensão de 120V, a corrente que flui pelo filamento da lâmpada vale 1A. Qual a potência da lâmpada? 2) De acordo com o fabricante, um determinado resistor de 100Ω pode dissipar, no máximo, potência de 1 W. Qual é a corrente máxima que pode atravessar esse resistor? 3) Calcule a corrente que percorre o filamento de uma lâmpada de 120V e 60W. 4) Em um resistor, de resistência igual a 10Ω passa uma corrente com intensidade de 2A. Calcule a potência dissipada no resistor. 5) Num certo carro, o acendedor de cigarros tem potência de 48W. A d.d.p no sistema elétrico desse carro é 12V. Qual é a resistência elétrica do acendedor de cigarros? 6) Uma lâmpada de filamento apresenta o valor escrito sobre o vidro (40W, 60W, 100W). Qual o significado desse valor? 7) O que acontecerá se ligarmos uma lâmpada com as inscrições (60W-110V) na tensão 220V. Por quê? ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 16 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho 8) Uma tensão de 100V é aplicada em um resistor de 10 K . Qual a potência por ele dissipada? 9) Qual a resistência de um chuveiro cujo os valores nominais são 220V e 2200W? 10) Um ferro de solda tem uma potência de 100W. Sabendo-se que sua resistência de 4 K , qual o valor da corrente que ele suporta? Capítulo 10 Associação de resistores Associação de resistores em série O resistor equivalente é calculado pela fórmula Rt= R1 + R2 + ... (está formula só é valida para associação de resistências em série) trocando em miúdos o valor da resistência equivalente é a soma dos valores da resistencia. Num circuito onde tenhamos duas resistências sendo R1 com valor de 100 Ohms e R2 com valor de 20 Ohms, portanto o valor da resistência total é de 120 Ohms, utilizando a formula teremos Rt= 100 + 20 Caso haja mais de dois resistores em série basta acrescentar os demais na fórmula e através de uma simples soma obtemos o valor da resistência equivalente: Req = R1 + R2 + ... + Rn Vale a pena lembrar que a corrente elétrica(I) permanece a mesma em todo o circuito, não variando seu valor nas extremidades dos resistores. Associação de resistores em paralelo Os resistores podem ser combinados basicamente em três tipos de associações: em série, em paralelo ou ainda em associação mista, que é uma combinação das duas formas anteriores. Qualquer que seja o tipo da associação, esta sempre resultará numa única resistência total, normalmente designada como resistência equivalente - e sua forma abreviada de escrita é Req ou Rt. Características fundamentais de uma associação em paralelo de resistores: Há mais de um caminho para a corrente elétrica; A corrente elétrica se divide entre os componentes do circuito; A corrente total que circula na associação é a somatória da corrente de cada resistor; O funcionamento de cada resistor é independente dos demais; A diferença de potencial (tensão elétrica) é a mesma em todos os resistores; O resistor de menor resistência será aquele que dissipa maior potência. A fórmula para o cálculo de qualquer circuito paralelo com qualquer quantia de resistores e qualquer valor é a que se segue abaixo: Caso os valores dos resistores sejam iguais, a resistência equivalente é igual ao valor de uma das resistências dividido pelo número de resistores utilizados. R.eq. = R / N Onde N = Número de resistores, em outras palavras. A Resistência Equivalente com dois resistores de valores diferentes pode ser definido da seguinte forma: Para mais de dois resistores associados em paralelo deve-se aplicar a seguite equação: Associação Mista de Resistores É a associação na qual encontramos, ao mesmo tempo, resistores associados em série e em paralelo. A determinação do resistor ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 17 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho equivalente final é feita mediante o cálculo dos resistores equivalentes de cada associação a respeito da qual se tem certeza de estarem em série ou paralelo 1) Neste circuito, a resistência equivalente entre A e B vale, em ohms: 2) Calcule a resistência equivalente a cada conjunto. 3) Qual a resistência equivalente a este conjunto? 4) Calcule a resistência nas associações abaixo. 5) Calcule a resistência equivalente a cada conjunto de resistores: 111 ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 18 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Capítulo 11 Elementos de um Circuito Elétrico Para se estabelecer uma corrente elétrica são necessários, basicamente: um gerador de energia elétrica, um condutor em circuito fechado e um elemento para utilizar a energia produzida pelo gerador. A esse conjunto denominamos circuito elétrico. Gerador elétrico É um dispositivo capaz de transformar em energia elétrica outra modalidade de energia. O gerador não gera ou cria cargas elétricas. Sua função é fornecer energia às cargas elétricas que o atravessam. Industrialmente, os geradores mais comuns são os químicos e os mecânicos. Químicos: aqueles que transformam energia química em energia elétrica. Exemplos: pilha e bateria. Mecânicos: aqueles que transformam energia mecânica em elétrica. Exemplo: dínamo de motor de automóvel. Receptor elétrico É um dispositivo que transforma energia elétrica em outra modalidade de energia, não exclusivamente térmica. O principal receptor é o motor elétrico, que transforma energia elétrica em mecânica, além da parcela de energia dissipada sob a forma de calor. Resistor elétrico É um dispositivo que transforma toda a energia elétrica consumida integralmente em calor. Como exemplo, podemos citar os aquecedores, o ferro elétrico, o chuveiro elétrico, a lâmpada comum e os fios condutores em geral Dispositivos de manobra São elementos que servem para acionar ou desligar um circuito elétrico. Por exemplo, as chaves e os interruptores. ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 19 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Dispositivos de segurança São dispositivos que, ao serem atravessados por uma corrente de intensidade maior que a prevista, interrompem a passagem da corrente elétrica, preservando da destruição os demais elementos do circuito. Os mais comuns são os fusíveis e os disjuntores. Dispositivos de controle São utilizados nos circuitos elétricos para medir a intensidade da corrente elétrica e a ddp existentes entre dois pontos, ou, simplesmente, para detectá-las. Os mais comuns são o amperímetro e o voltímetro Amperímetro: aparelho que serve para medir a intensidade da corrente elétrica. Voltímetro: aparelho utilizado para medir a diferença de potencial entre dois pontos de um circuito elétrico. Capítulo 12 Circuitos elétricos simples Abaixo vemos um circuito simples formado por um resistor ligado numa bateria. Para que circule corrente elétrica pelo resistor, é necessário a tensão da bateria e que o circuito esteja fechado entre os dois polos da bateria. Para determinar a corrente no resistor, basta dividir o valor da tensão pelo do resistor. A corrente elétrica é medida em Ampére (A). A tensão é medida em Volt (V). A resistência é medida em Ohm (Ω). Exercícios 1) Dois resistores estão ligados em série de 400 e 600 ohms, com uma fonte de 100 volts. Calcule sua intensidade de corrente, potência elétrica e a tensão em cada resistor: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 20 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho 2) Uma associação em paralelo tem três resistores 9, 18 e 27 ohms, com uma fonte de 135 volts. Calcule a corrente em cada resistor e sua corrente total. 3) Uma associação em série com quatro resistores kekkk 43,2,1 respectivamente, com uma fonte de 12 volts. Calcule sua intensidade de corrente, potência elétrica e a tensão em cada resistor. 4) Três resistências estão ligadas em paralelo a uma bateria de 12 V. Calcule: a) a resistência equivalente da associação; b) as correntes i1, i2 e i3 c) a corrente total do circuito. 1) Considere a associação em série de resistores esquematizada abaixo. Determine: a) a resistência equivalente da associação; b) a corrente elétrica i; c) a d.d.p medida por cada um dos multímetros. Capítulo Extra Configurações Estrela e triângulo Redes em Y e em A rede abaixo é chamada de rede em T ou rede em Y em virtude de sua forma. T e Y são denominações diferentes para a mesma rede, exceto que na rede em Y os braços Ra e Rb formam a parte superior de um Y, Vejamos: A figura abaixo é chamada de (pi) ou de (delta) pela sua forma, que lembra essas letras gregas; e são denominações diferentes para a mesma rede, vejamos: Ao se analisar as redes é útil converter o tipo Y em ou em Y, para simplificar a solução. As fórmulas para essas conversões são decorrentes das leis de Kirchhoff. Observe que as resistências em Y têm letras como índices, Ra, Rb e Rc, enquanto as resistências em têm índices numéricos, R1, R2 e R3. São mostradas as resistências numa rede com três terminais a, b, c. Depois de serem aplicadas as fórmulas de conversão, uma rede é equivalente a outra, porque elas possuem resistências equivalentes através de qualquer um dos pares de terminais. Conversão em Y ou em T ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 21 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Ra = R1 x R3 = R1 + R2 + R3 Rb = R1 x R2 = R1 + R2 + R3 Rc = R2 x R3= R1 + R2 + R3 Regra 1: A regra para a conversão de em Y pode ser estabelecida da seguinte forma: A resistência de qualquer ramo de uma rede Y é igual ao produto dos lados adjacentes da rede dividido pela soma das três resistências em . Conversão Y em ou T em R1 = Ra.Rb + Rb.Rc + Rc.Ra Rc R2 = Ra.Rb + Rb.Rc + Rc.Ra Ra R3 = Ra.Rb + Rb.Rc + Rc.Ra Rb Regra 2: A regra para a conversão de Y em pode ser enunciada da seguinte forma: A resistência de qualquer lado da rede é igual à soma das resistências da rede em Y multiplicadas duas a duas e dividida pela resistência do ramo oposto da rede em Y. O esquema seguinte é muito útil ao se utilizar as das conversões como um recurso auxiliar. Coloque o Y dentro de . Observe que o tem três lados fechados, o Y tem três braços abertos. Observe também que cada resistor no lado aberto tem dois resistores adjacentes nos lados fechados. Os resistores adjacentes a Ra são R1 e R3; adjacentes a Rb são R1 e R2; e os resistores adjacentes a Rc são R2 e R3. Além disso, cada resistor pode ser considerado oposto a outro nas duas redes. Por exemplo, o ramo aberto Rc é o oposto ao lado fechado R1; e Rb é o oposto a R3; e Ra oposto a R2. Exemplo 1: A figura 8-4a mostra uma rede em . Calcule as resistências de uma rede Y equivalente (figura 8-4b) e desenhe a rede: Coloque a rede Y dentro da rede em e calcule as resistências utilizando a regra da conversão da rede em Y (figura 8-4c). Ra = R1 x R3 = 4 x 6 = 24 = 1,2 Ω R1 + R2 + R3 10 + 4 + 6 20 Rb = R1 x R2 = 4 x 10 = 40 = 2Ω R1 + R2 + R3 10 + 4 + 6 20 Rc = R2 x R3 = 10 x 6 = 60 = 3Ω R1 + R2 + R3 10 + 4 + 6 20 ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 22 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Exercícios 1) Das resistências dadas calcule na rede Y do exemplo 1, Ra = 1,2 Ω, Rb = 2 Ω e Rc = 3 Ω, confirme os valores das resistências equivalentes na rede em de R1 = 4 Ω, R2 = 10 Ω, e R3 = 6 Ω. Desenhe a rede. 2) A figura abaixo mostra uma rede em . Calcule as resistências de uma rede Y equivalente e desenhe a rede: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 23 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Capítulo extra Técnicas de instalações elétricas Alicate Universal: Utilizado inclusive para pegar e segurar peças e cortar condutores de cobre. Para serviços em instalações elétricas, os cabos devem ser isolados. Podemos utilizar o alicate universal para segurá-las em posição fixa, enquanto outra chave específica excuta o oposto. Exemplo: Alicate de Corte: O alicate de corte é utilizado exclusivamente para cortes de condutores de metal brando e de pequenas peças plásticas ou de metal. Com um pouco de prática você pode remover a capa plástica isolante de condutores. Exemplo: Alicate de Bico: É utilizado para segurar e guiar peças a serem soldadas e aparafusadas serve inclusive para pegar peças como porcas. Alicate Descascador de Fios: Esse alicate tem a exclusiva finalidade de remover a isolação de condutores. Devido às suas características, pode cortar e remover a capa isolante com rapidez e sem danificar o condutor. Exemplos: Chave de Fenda: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 24 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho É uma ferramenta utilizada para apertar e desapertar parafusos de fenda. É constituída por uma haste de aço com uma de suas extremidades forjada em forma cunha e a fixada por um sistema de alta pressão em um cabo de material isolante e anatômico. Chave Philips: Ferramenta utilizada para apertar e desapertar parafusos de Philips. As medidas são dadas em relação à ponta da lâmina e ao comprimento da haste da chave. Conexões em Instalações Elétricas Conexão de prolongamento: Essa operação consiste em unir condutores para prolongar linhas. A sua utilização é recomendada em instalações de linha aberta. 1- Remova o isolante, aproximadamente 50 vezes o diâmetro do condutor. 2- Para remover o isolante, com o descascador de fios. 3- Cruze as pontas, formando um ângulo de 90° a 120°. 4- Segure os condutores com alicate e inicie as primeiras voltas com os dedos. 5- Finalize a primeira parte da emenda com auxilio de outro alicate. 6- Inicie a segunda parte da emenda, segurando a primeira com alicate. 7- De a o aperto final com auxilio de dois alicates. ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 25 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Conexão dentro de caixas de derivação ou de passagem: ( Rabo de Rato) 1- Remova a isolação, aproximadamente 30 vezes a diâmetro do condutor; 2- Cruze os condutores, segurando-os com um alicate, fazendo com que formem um ângulo de 90° a 120° aproximadamente; 3- Continue segurando os condutores com auxilio de um alicate e inicie as primeiras voltas (espirais) com os dedos; 4- Termine a emenda com auxílio de um outro alicate; 5- O travamento da emenda é dispensável. Conexão de Condutores em Derivação: 1- Remova a isolação de ambos os condutores. 2- Cruze os condutores, fazendo com que formem um ângulo de 90°. 3- Inicie a emenda pelo condutor, fazendo as espiras até completá-las. 4- Termine a emenda com auxílio de um alicate. ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 26 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho Tomadas Tipos de tomadas: Dupla sem terra Tomada simples Dupla com pino terra Tomada Padrão 2P+T Tomadas simples com pino terra Aterramento O que é aterramento e se ele é realmente necessário Eletricidade só existe quando há diferença de potencial. Por exemplo, se temos dois fios, um com potencial 12 e outro com potencial 0, então temos uma diferença de potencial de 12 V. Se temos dois fios com potencial 12, então não há diferença de potencial e a tensão elétrica obtida entre esses dois fios será zero. Assim, a rede elétrica é formada por dois fios, um chamado fase e outro chamado neutro. O fio neutro possui potencial zero e o fio fase é por onde a tensão elétrica é transmitida. Como haverá diferença de potencial entre a fase e o neutro, haverá tensão elétrica. Na rede elétrica a tensão é alternada, já que potencial elétrico do fio fase é uma forma de onda senoidal, isto é, varia ao longo do tempo. O terra é um sinal que contém zero volt absoluto. Ele é usado para igualar o potencial ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 27 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho elétrico entre equipamentos elétricos. Normalmente o terra é ligado à carcaça metálica do equipamento. Em equipamentos onde o gabinete é de plástico, o terra é ligado à carcaça metálica existente no interior do equipamento. Você deve estar se perguntando qual é a diferença entre o terra e o neutro, já que ambos possuem potencial zero. Acontece que o fio neutro pode ficar "sujo" devido a fugas apresentadas pelos equipamentos elétricos presentes na sua casa ou trabalho. Por exemplo, ele vem da rua com potencial zero, mas, devido aos equipamentosque existem em sua casa, houve uma fuga (que é normal) e o neutro passou a ter um potencial ligeiramente maior, digamos 6 V. Se comparado com o fio fase, então, a diferença de potencial baixou, nesse caso, 6 V. Mas, como os equipamentos elétricos normalmente possuem uma tolerância alta, essa queda na tensão não alterará funcionamento deles (a tensão baixou de 127 V para 121 V nesse exemplo, o que fará com que os equipamentos continuem funcionando normalmente). O terra apresenta, portanto, um potencial de zero volt absoluto. Isso é conseguido através da instalação de uma barra de ferro no solo (e daí o nome "terra"). Como a terra é uma fonte inesgotável de elétrons, o seu potencial é inalterável. Caso algum equipamento tente "sujar" a terra (como ocorre com o neutro), o excesso de tensão é encaminhado para a terra, mantendo o potencial elétrico sempre em zero. A questão é que o fio terra só faz sentido quando estamos operando com equipamentos elétricos que irão ser interligados entre si e onde não pode haver diferença de potencial entre eles. Para um ferro de passar roupas, para um liquidificador e para uma lâmpada, o uso do fio terra não faz o menor sentido, já que eles não precisam de uma referência do zero volt absoluto, pois a tolerância desses equipamentos permite a eles operarem corretamente mesmo quando o fio neutro está "sujo". Por esse motivo é que nas instalações elétricas residenciais só há, na maioria das vezes, os fios fase e neutro, já que assume-se que você não terá em casa equipamentos elétricos que necessitem de aterramento. Você já tomou choque ao abrir a porta de uma geladeira? Isso ocorre caso o potencial elétrico da carcaça da geladeira não é igual a zero. Como você está com os pés no chão (que possui potencial zero), haverá uma diferença de potencial entre você e a geladeira, que criará uma corrente elétrica tão logo você encoste na carcaça metálica da geladeira, fazendo com que você sinta o choque. Esse mesmo tipo de problema pode ocorrer com o gabinete do seu computador ou com qualquer equipamento elétrico ou eletrônico que possua carcaça metálica. A função do fio terra é prover zero volt absoluto. O terra é ligado diretamente à carcaça metálica do equipamento e, com isso, você nunca tomará esse tipo de choque em equipamentos corretamente aterrados. Agora imagine que você esteja ligando o micro a uma impressora. Essa ligação é feita através de um cabo, correto? O que acontecerá se o potencial elétrico da carcaça do computador for diferente do potencial elétrico da carcaça da impressora? Na pior das hipóteses, você queimará a porta paralela do seu micro ou da sua impressora. Outra situação muito comum é entre micros conectados em rede. Se os micros não estiverem aterrados, você poderá queimar a placa de rede deles, caso a carcaça deles possuam potenciais elétricos diferentes. O cabo da rede fará o papel de interligar a carcaça dos micros, fazendo com que haja um choque entre eles (assim como você tomou um choque na porta da geladeira ou no gabinete do micro). Esse choque é uma diferença de potencial e fará com que, no caso mais simples, a rede não funcione e, no caso mais grave, você queime as placas de rede dos micros que possuem diferença de potencial entre eles. Já viu o que pode ocorrer em redes contendo vários micros (é óbvio que esse ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 28 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho problema só ocorre em redes usando cabos metálicos, que conduzem eletricidade; em redes usando fibras ópticas esse tipo de problema não ocorre, já que ele transmite luz e não eletricidade). Dessa forma, pode haver diferença de potencial entre equipamentos que possam ser interligados. A solução para não haver essa diferença de potencial é o aterramento. Só que, como vimos, a maioria dos prédios não possui fio terra e muitas vezes sai caro (e complicado) criar o terra (pois, como vimos na semana passada, é necessário enterrar uma barra de ferro na terra - se você mora em uma casa, isso é moleza, mas digamos que você more no 10º andar de um prédio). Então, qual é a solução para não haver diferença de potencial entre os equipamentos? A não ser que você esteja trabalhando em uma empresa onde há vários computadores ligados em rede (e aí realmente torna-se necessário criar um terra verdadeiro), pode-se usar a técnica do "terra virtual". Em seu micro, você não terá esse problema de diferença de potencial entre os seus equipamentos se você igualar o potencial deles. Para isso, basta interligar os fios terra deles. O seu estabilizador de tensão pode fazer isso por você. Basta você não cortar o pino terra dos seus equipamentos e ligá-los ao mesmo estabilizador para que o potencial deles seja igualado, já que o estabilizador interliga os pinos terra dos equipamentos. O único problema será se houver diferença de potencial entre você e a carcaça do gabinete (porque você tomará um "choquinho" toda vez em que encostar no gabinete) ou se você for ligar vários micros em rede. Aí o terra será necessário. Para criar um terra verdadeiro, aconselhamos procurar um eletricista especializado em instalações prediais. (Explicações baseadas nas redes elétricas de 110 V) Instalação de uma lâmpada incandescente acionada por um interruptor de uma seção Observações: Leia o guia com toda atenção. Você irá trabalhar com Instalações elétricas energizadas. Tome bastante cuidado para não sofrer choques elétricos, pois eles podem até matar. Retire o fusível do quadro quando for realizar qualquer manuseio na instalação. A retirada do fusível evita uma energização indevida. Antes de colocar a mão em partes metálicas dos condutores, certifique-se que o circuito se encontra totalmente desenergizado. Lembrete: Você está aqui para aprender, portanto, não hesite consultar o professor, monitor ou técnicos caso lhe ocorra alguma dúvida no decorrer da aula. 1- Material utilizado: -27; alicate universal; 1.1 Introdução: Uma das instalações mais elementares na iluminação de um ambiente é a energização de uma lâmpada através do acionamento à distância. Um exemplo típico seria a iluminação de um quarto. Uma maneira cômoda e segura é realizar o acionamento (ligar e desligar) da lâmpada sem que seja necessário o manuseio direto da lâmpada no próprio receptáculo. Para isso, inclui-se um interruptor, que geralmente se localiza junto à porta de entrada do ambiente. O interruptor unipolar ou de uma seção é responsável pelo seccionamento de um único condutor. As normas exigem que o mesmo tenha mecanismo operado por mola, sob tensão mecânica, de modo que o circuito seja aberto ou fechado rapidamente, em intervalo de tempo muito curto, evitando a formação do arco entre os contatos ou minimizando os seus efeitos. Uma lâmpada incandescente apresenta ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 29 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho dois terminais. Um em forma de rosca metálica e o outro na forma de um pequeno disco. O encaixe das lâmpadas será realizado através de um receptáculo. O receptáculo apresenta-se isolado externamente, com um contato na parte superior interna e com um cilindro metálico rosqueado. Assim, o receptáculo permite o contato elétrico na face superior com o pequeno disco metálico da lâmpada e entre as partes rosqueadas. Então, para energizar a lâmpada, basta conectar aos dois terminais os condutores fase e neutro. O condutor fase está submetido ao maior potencial, no nosso caso, 220 volts. O condutor neutro deve está submetido ao potencial de 0 Volts. Lembre- se de verificar o nível de tensão da rede quandona instalação de qualquer equipamento elétrico. Como forma de segurança, é recomendável que se introduza a lâmpada no receptáculo com o circuito desenergizado. Além disso, para se evitar possíveis choques ao se trocar em partes metálicas da lâmpada com o circuito energizado, é recomendável que o fio neutro seja conectado à parte metálica rosqueável do receptáculo. Além dos componentes acima citados, utilizar-se-ão eletrodutos e caixas. As caixas servem tanto de isolamento como de suporte para os componentes: fiação, interruptores, luminárias, tomadas, entre outros. Para auxiliar na passagem da fiação pelo interior do eletroduto será utilizado um cabo-guia. Ele facilita o arrasto da fiação por dentro do eletroduto, pois apresenta em uma de suas extremidades uma espécie de mola que facilita o deslocamento do guia dentro do eletroduto. Assim, para passar os condutores de um ponto a outro da instalação, basta fixar os condutores na outra extremidade do cabo-guia. 1.2 Procedimentos: 1º Passo: Com o auxílio da chave néon, verificar se o circuito está desenergizado: em caso positivo, prossiga; em caso negativo, desenergize o circuito, desligando o disjuntor da sua cabine, localizado no quadro geral ao lado das cabines. 2º Passo: Passar o cabo-guia pelo eletroduto. 3º Passo: Coloque a respectiva fiação dentro do eletroduto, seguindo o diagrama unifilar, mostrado na Figura 2(a) com o auxílio do cabo guia. O diagrama unifilar é um diagrama onde são mostrados os “caminhos” seguidos pelos condutores no interior dos eletrodutos, até os seus respectivos terminais. 4º Passo: Faça as conexões ao receptáculo ou soquete, ao interruptor e emendas se necessário, seguindo o diagrama multifilar, mostrado na Figura 2(b). O diagrama multifilar é um diagrama, onde são mostrados os detalhes de ligação dos condutores, aos respectivos componentes do circuito. Lembre-se: as emendas caso contenham, devem ficar alojadas no interior das caixas e não dentro de eletrodutos. Para uma maior segurança no circuito, o fio a ser seccionado ou fio que vai ao interruptor, deve ser o fio fase, que pode ser identificado com o auxilio da chave néon. 5º Passo: Energize o circuito acionando o disjuntor, e teste-o acionando o interruptor. Instalação de uma lâmpada incandescente acionada por um interruptor de uma seção conjugado com uma tomada Observações: Leia o guia com toda atenção. Você irá trabalhar com instalações elétricas energizadas. Tome bastante cuidado para não sofrer choques elétricos, pois eles podem até matar. Retire o fusível do quadro quando for realizar qualquer manuseio na instalação. A retirada do fusível evita uma energização indevida. Antes de colocar a mão em partes metálicas dos condutores, certifique-se que o ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 30 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho circuito se encontra totalmente desenergizado. Lembrete: Você está aqui para aprender, portanto, não hesite consultar o professor, monitor ou técnicos caso lhe ocorra alguma dúvida no decorrer da aula. 2- Material utilizado: 01 interruptor de uma seção conjugado com uma tomada; -27; ; 2.1 Introdução Um exemplo típico dessa configuração é um banheiro. Como é normal, deseja-se iluminá- lo e no mínimo instalar uma tomada para um barbeador elétrico ou um secador de cabelo. Então, por motivos de economia, pode-se utilizar um interruptor de uma seção conjugado com uma tomada em um único ponto, ao invés de uma caixa para a tomada e outra para o interruptor. Uma tomada é um dispositivo extremamente simples. De modo seguro através do garfo (plug in), ela permite a conexão dos eletrodomésticos com a rede elétrica. A tomada pode ter dois ou três pinos, redondos ou achatados ou combinados, sendo que nesta tarefa será utilizada uma tomada de dois pinos, neste caso chamada de universal. As tomadas e os garfos devem ser adaptáveis entre si. Existem, tomadas para 110 / 220 V e 6 A, 10 A, 15 A e tomadas de 20 ou 30 A, para usos especiais. A Norma NBR 5410 que fixa as regras gerais a serem observadas na divisão da instalação em circuitos exige que devem ser previstos circuitos terminais distintos para iluminação e tomadas de corrente. Os circuitos terminais devem ser individualizados pela função dos equipamentos de utilização que alimentam. Dentre as razões para estas exigências, está que a instalação deve ser dividida em tantos circuitos quantos forem necessários, de forma a proporcionar facilidade de inspeção, ensaios e manutenção, bem como evitar que, por ocasião de um defeito em um circuito, toda uma área fique desprovida de alimentação (por exemplo, circuitos de iluminação). Nas tarefas desenvolvidas no laboratório e em outras subsequentes, os circuitos de iluminação e tomadas não serão distintos, visto que o propósito deste guia é orientar o aluno como devem ser feitas as conexões entre tomadas, interruptores, soquetes, etc, ficando a cargo da disciplina teórica, as normas a serem seguidas na divisão de circuitos. 2.2 Procedimentos: 1º Passo: Com o auxilio da chave néon, verifique se o circuito está desenergizado: em caso positivo, prossiga. em caso negativo, desenergize o circuito, desligando o disjuntor da sua cabine. 2º Passo: Seguindo o diagrama unifilar mostrado na Figura 3(a), coloque a respectiva fiação dentro do eletroduto com o auxílio do cabo guia. 3º Passo: Faça as devidas conexões ao receptáculo ou soquete, ao interruptor conjugado com a tomada e emendas, se necessário, seguindo o diagrama multifilar mostrado na Figura 3(b). Lembre-se: as emendas caso contenham, devem ficar alojadas no interior das caixas e não dentro ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 31 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho de eletrodutos. Para uma maior segurança no circuito, o fio a ser seccionado ou fio que vai ao interruptor, deve ser o fio fase, que pode ser identificado com o auxilio da chave néon. 4º Passo: Energize o circuito acionando o disjuntor, e teste-o acionando o interruptor, e se possível, verifique se há tensão nos terminais da tomada. Instalação de uma lâmpada incandescente acionada por “Tree-way” 3- Material utilizado: tree-way; -27; 3.1 Introdução Nesta tarefa, um tipo especial de interruptor será utilizado, o interruptor paralelo ou tree-way. O interruptor paralelo é uma chave unipolar de duas posições, e o seu aspecto físico nada difere dos interruptores já apresentados. Ele dispõe de mais um terminal de ligação, isto é, apresenta três terminais de ligação. O interruptor paralelo tem a característica de trabalhar em conjunto com um outro interruptor paralelo, e acionar uma ou várias lâmpadas a partir de dois lugares distintos. É usado principalmente em escadas, e em ambientes com duas entradas. Na escada, a lâmpada serviria para iluminar os degraus, e os interruptores “paralelos” seriam instalados no inicio e no fim da escada. O acionamento da lâmpada poderia ser feito com qualquer um dos dois interruptores paralelo. 3.2 Procedimentos: 1º Passo: Com o auxilio da chave néon, verifique se o circuito está desenergizado; em caso negativo, desenergize o circuito, desligando o disjuntor da sua cabine. 2º Passo: Com o auxílio do cabo guia, coloque a fiação dentro do eletroduto, seguindo o diagrama unifilar mostrado na Figura 7(a). 3º Passo: Faça as devidas conexões ao receptáculo ou soquete, ao interruptor e emendas, se necessário, seguindo o diagrama multifilar mostrado na Figura 7(b). 4º Passo: Energizeo circuito acionando o disjuntor, e teste-o acionando os interruptores. Para uma maior segurança, o fio a ser seccionado ou fio que vai a um dos interruptores, deve ser o fio fase. O fio fase deve ser conectado ao terminal central de um dos interruptores paralelo, o retorno, que vai ser conectado à lâmpada, deve ser conectado no terminal central do outro interruptor paralelo, como é mostrado no diagrama multifilar na Figura 7(b). Instalação de uma lâmpada incandescente acionada por interruptores Tree-way e Four- way 4- Material utilizado: 01 lâmpada incandescente; tree-way de uma seção; four-way; -E-27; ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 32 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho 4.1 Introdução Nesta tarefa, utilizar-se-á para acionar a lâmpada, além do interruptor paralelo ou tree- way, um tipo especial de interruptor, o four-way ou “intermediário”. Este possui quatro terminais e deve ser instalado entre dois interruptores tree- way. A instalação de outros interruptores four- way permite o acionamento em diversos pontos, isto é, para cada novo four-way instalado, incrementa-se um ponto de acionamento adicional. Esta configuração é usada em ambientes, onde se deseja acionar lâmpadas de três ou mais lugares distintos, como em galpões grandes com mais de duas portas de acesso, onde se deve colocar um interruptor perto de cada porta. 4.2 Procedimentos: 1º Passo: Com o auxilio da chave néon, verifique se o circuito está desenergizado; em caso positivo, prossiga. em caso negativo, desenergize o circuito, desligando o disjuntor da sua cabine. 2º Passo: Com o auxílio do cabo guia, coloque a fiação dentro do eletroduto, seguindo o diagrama unifilar mostrado na Figura 08(a). 3º Passo: Faça as devidas conexões no receptáculo ou no soquete, nos interruptores e as emendas se necessário. Para uma maior segurança, o fio a ser seccionado ou fio que vai ao interruptor tree-way, deve ser o fio fase. O fio fase deve ser conectado ao terminal central de um dos interruptores tree- way, o retorno que vai à lâmpada deve ser conectado ao terminal central do outro interruptor tree-way, e o interruptor four-way terá seus bornes conectados aos interruptores tree-way, como mostrado no diagrama multifilar na Figura 8(b). O acionamento do interruptor four-way permite a inversão do caminho da corrente elétrica. Na Figura 8(b) as linhas tracejadas representam os caminhos possíveis da corrente elétrica. 4º Passo: Energize o circuito acionando o disjuntor, e teste-o acionando os interruptores. Exercícios extras 1) A corrente total e a resistência total do circuito abaixo valem: 2) Nesta associação de resistores, os valores de i e de R são, respectivamente: 3) A resistência total entre os pontos A e B vale: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 33 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho a) ( ) 30; b) ( ) 2,7; c) ( ) 7; d) ( ) 5; e) ( ) 3,3. Este enunciado refere-se às questões 8 e 9: Uma residência é iluminada por 12 lâmpadas incandescentes sendo cinco de 100W e sete de 60W cada. 4) Para uma média diária de 3h de plena utilização das lâmpadas, qual a energia consumida, em kWh, por elas em um mês de 30 dias? a) ( ) 27,60 b) ( ) 920; c) ( ) 8,28; d) ( ) 2,70; e) ( ) 82,8. 5) Sendo de 115V a tensão da instalação, qual é a corrente total utilizada pelas lâmpadas? a) ( ) 317,4A; b) ( ) 24A; c) ( ) 8A; d) ( ) 4,2A; e) ( ) 0,7A. 6) Neste gráfico está representada a relação entre a diferença de potencial elétrico U e a corrente elétrica I em um resistor. Qual é o valor da resistência elétrica desse resistor, em ohms? a) ( ) 0,5; b) ( ) 1 ,0; c) ( ) 2,0; d) ( ) 20; e) ( ) 40. 7) A d.d.p. entre os extremos de um resistor de 5 é igual 10V. A corrente elétrica no resistor tem intensidade de: a) ( ) 1A; b) ( ) 2A; c) ( ) 3A; d) ( ) 4A; e) ( ) 5A. 8) Dois fios condutores, F1 e F2, tem comprimentos iguais e mesma resistência elétrica. Se a secção transversal de F, tem o dobro da área da de F2 e se 1 e 2 são as resistividades de F1 e F2, respectivamente, a razão 1/2 tem valor: a) ( ) 4; b) ( ) 2; c) ( ) 1; d) ( ) 1/2; e) ( ) 1/4. 9) Se a equação P = KI 2 deve exprimir a energia dissipada na unidade de tempo em um condutor percorrido por uma corrente elétrica I, o valor de K deve ser igual a: a) ( ) resistividade do condutor; b) ( ) temperatura do condutor; c) ( ) d.d.p aplicada ao condutor d) ( ) resistência do condutor. 10) Este gráfico representa a potência elétrica consumida por um resistor, em função da intensidade da corrente que atravessa, Se a corrente que atravessa o resistor for de 10A, a potência consumida será de: ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 34 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho a) ( ) 1,0kW. b) ( ) 1,0. 10 3 kW. c) ( ) 1,8 . 10 2 W. d) ( ) 2,7. 10 2 kW. 11) Qual a resistência de uma lâmpada de 220V e 60W? Supondo que a resistência varie pouco com a temperatura, qual a potência dissipada quando a lâmpada é ligada a uma tomada de 110V? 12) Este gráfico representa a d.d.p. em uma pilha em função da intensidade de corrente. Calcule a resistência interna dessa pilha. 13) Neste circuito, a resistência do gerador é de 5, sua f.e.m. é de 25V e a resistência do circuito externo, de 20. Calcule: a) a intensidade de corrente no circuito; b) a diferença de potencial nos terminais c) o rendimento do gerador. 14) Determine a intensidade da corrente no resistor de 90 15) Este circuito é formado por três resistores e um gerador ideal G de força eletromotriz igual a 90 V. a) Qual a intensidade da corrente no gerador? b) Qual a intensidade da corrente no resistor R1? 16) Calcule a intensidade de corrente no resistor de 30. 17) Um gerador tem f.e.m de 1,5V e resistência interna de 0,10. Ligam-se seus terminais por meio de uma resistência de 0,65. Nessas condições, calcule a diferença de potencial entre seus terminais. 18) Uma bateria de f.e.m de 1,5 V foi ligada a um resistor de 0,10 de resistência, notando-se neste uma dissipação de potência de 10W. Qual a resistência interna da bateria? 19) Calcule o valor da resistência R para que a corrente i2 seja 2A. Nessas condições, determine o valor de i1. ETERJ / NOVO RIO Eletricidade – Pág. 35 / 39. ETERJ - A melhor técnica para entrar no Mercado de Trabalho 20) Numa bateria de automóvel de f.e.m curto- circuito é da ordem de 102A. Qual a ordem de grandeza da resistência interna? 21) Determine a leitura do voltímetro e do amperímetro neste circuito. 22) Neste circuito, calcule a diferença de potencial entre A e B. 23) Um resistor R1 = 20 foi associado em série com R2 = 40. O conjunto foi submetido à d.d.p U = 120 V. Calcule: a) ( ) a corrente da associação; b) ( ) a d.d.p em cada resistor. 24) Podemos ligar uma lâmpada incandescente (comum) de 6,0V e 18W ã rede de 120 V, se lhe associarmos em série um resistor conveniente. Para que a lâmpada funcione com suas características indicadas, determine: a) ( ) o valor da resistência desse resistor; b) ( ) a potência que dissipará esse resistor. 25) Aplica-se d.d.p de 240 V a este conjunto de resistores. Calcule a corrente que atravessa os resistores. Calcule a corrente que atravessa os resistores e a d.d.p em cada um. 26) Dois resistores de 5 e3O de resistência foram associados em série. O conjunto foi submetido à d.d.p de 140
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