Aula 01 A Energia eletrica__

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ELETRICIDADE APLICADA
Técnico em Mecânica
Conteúdo
ELETRICIDADE APLICADA
Semana 1: Conceitos: Tensão/ Corrente; - Potencia elétrica; 
Resistencia; Capacitor e Indutor
Associação de componentes
Semana 2: Circuitos: Continuo e Alternado
Monofásico e Trifásico
Semana 3: Maquinas Elétricas
Partida e Proteção de motores 
A eletricidade, silenciosa, invisível e precisa, demanda fios 
feios e tortuosos para mostrar trabalho
ENERGIA
TÉRMICA EÓLICA SOLAR NUCLEAR
HIDRÁULICA MECÂNICA
Existem várias fontes de energia
Na natureza nada se perde e nada se cria tudo se transforma
ELETRICIDADE APLICADA
Energia hidráulica em potencial
Transformada em energia mecânica na turbina
O gerador transforma energia mecânica em energia elétrica
Exemplo de transformação de energia
Energia elétrica colocada a disposição
ELETRICIDADE APLICADA
Energia elétrica convertida em 
trabalho
Voltagem – Diferença de Potencial
Fazendo uma analogia com um circuito hidraúlico
Para termos um movimento de água, é necessário um desnível de água (pressão).
O mesmo acontece semelhantemente com os elétrons.
Para que eles se movimentem, é necessário termos uma pressão elétrica.
À pressão exercida sobre os elétrons, chamamos de tensão elétrica 
ou ddp (diferença de potencial).
ELETRICIDADE APLICADA
Tensão elétrica - é a pressão exercida sobre os elétrons livres para que 
estes se movimentem no interior de um condutor.
Símbolo - V
Unidade - VOLTS (V)
Unidade de medida da tensão elétrica
VOLT (V)
ELETRICIDADE APLICADA
VV
O voltímetro deve ser ligado em paralelo com a carga.
Aparelho de medida da tensão elétrica
ELETRICIDADE APLICADA
Voltimetro
CORRENTE ELÉTRICA
NÊUTRONS: NÃO POSSUEM CARGAS ELÉTRICAS
PRÓTONS: POSSUEM CARGAS POSITIVAS
ELÉTRONS: POSSUEM CARGAS NEGATIVAS
Os átomos são formados de:
ELETRICIDADE APLICADA
Analisando Átomos com :
Um átomo possui várias órbitas, cada órbita contém uma quantidade de elétrons.
Poucos elétrons na última 
camada são condutores. 
têm facilidade de perder elétrons.
Muitos elétrons na última 
camada são isolantes. 
tem facilidade de receber elétrons.
No átomo de um material (considerado condutor), os elétrons da última 
camada (elétrons livres), ficam trocando constantemente de átomo.
ELETRICIDADE APLICADA
Se aproximarmos um pólo positivo de um lado e um negativo de outro:
Estes elétrons passam a ter um movimento ordenado, dando origem à 
corrente elétrica.
ELETRICIDADE APLICADA
Corrente elétrica
AMPÈRE (A).
Corrente elétrica - é o movimento ordenado dos elétrons no interior 
de um condutor.
Símbolo - I (intensidade de corrente elétrica)
Unidade - ampèr (A)
ELETRICIDADE APLICADA
Como obter uma corrente elétrica?
Para obter uma corrente elétrica precisa-se de um circuito elétrico
ELETRICIDADE APLICADA
Como obter uma corrente elétrica?
ELETRICIDADE APLICADA
Aparelho de medida da corrente elétrica
Amperímetro
O amperímetro deve ser ligado em 
série com a carga.
ELETRICIDADE APLICADA
Potência elétrica
Trabalho e Energia
Comparem os dois lenhadores
Eles podem realizar o mesmo trabalho
Qual a diferença?
Um deles realizará o trabalho em menor 
tempo
ELETRICIDADE APLICADA
Trabalho é medida da energia transferida para realizar a uma 
transformação
Energia é a capacidade de algo realizar trabalho
Potencia: é a quantidade de trabalho realizado na unidade de tempo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia
A Potencia depende da intensidade de 
energia e do tempo
Energia elétrica - É trabalho realizado por meio da eletricidade.
Potencia elétrica - É trabalho realizado em um espaço de tempo, por 
meio da eletricidade
Símbolo - e
Unidade - watt-hora (Wh) ou (kWh)
ELETRICIDADE APLICADA
Neste apartamento uma lâmpada de 60 W fica acesa 10 horas por dia. 
Qual a energia elétrica consumida para manter esta iluminação ( trabalho) 
ao final de 30 dias? 
Total de horas = 300
• Lâmpada de 60 W
• 10 horas por dia
• 30 dias
E = 60 x 300
E = 18.000 Wh
ou
E = 18 kWh
ELETRICIDADE APLICADA
W
...Se uma pessoa registrar a potência de uma carga e o tempo que 
permanece ligada...
...teremos o valor da energia consumida em Watts-hora.
...Se substituirmos a pessoa, o Watímetro e o cronômetro por um aparelho 
que tem um medidor de corrente, um medidor de tensão e uma relojoaria 
obteremos o mesmo resultado.
ELETRICIDADE APLICADA
Uma pessoa demora 15 min para tomar banho, num chuveiro de potência de 
4800W. Qual o consumo de energia elétrica?
ELETRICIDADE APLICADA
Considerando um banho por dia, quanto consumirá de ENERGIA ELÉTRICA 
no final de 30 dias?
200 kg 50 kg
Fazendo a analogia com duas pessoas as duas são capazes de realizar 
trabalho
Potencia: Capacidade de produzir trabalho 
por unidade de tempo
Potencia
ELETRICIDADE APLICADA
Potência da lâmpada
Da mesma maneira as cargas elétricas possuem uma capacidade de produzir 
trabalho.
A capacidade de produzir trabalho de uma carga elétrica é expressa em Watts
Potência elétrica
ELETRICIDADE APLICADA
Observando o brilho das lâmpadas
A potência depende das grandezas
R - Resistência 
V - Tensão 
I - Corrente
Aplicando a tensão V na resistência R circula a corrente I
ELETRICIDADE APLICADA
Assim temos:
P = R x I2 e P = V x I
A potência depende das grandezas V, R, I
Potência elétrica:
É a capacidade de 
produzir trabalho, a 
partir da eletricidade
SÍMBOLO - P
UNIDADE - WATT (W)
ELETRICIDADE APLICADA
Substituindo voltímetro e amperímetro pelo WATTÍMETRO
A leitura do wattímetro é igual ao produto V x I 
ELETRICIDADE APLICADA
Medição da grandezas W
A
V
W
V=100
P = 500W
P = V x I
I=5 A
Medição das grandezas V, I , W
ELETRICIDADE APLICADA
Resistência elétrica
Comparando as correntes ao aplicar a mesma tensão em duas lâmpadas diferentes
A oposição oferecida à passagem da corrente elétrica chamamos de
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
ELETRICIDADE APLICADA
Resistência elétrica
É a oposição oferecida à passagem da corrente elétrica
SÍMBOLO - R
UNIDADE - OHM ()
Todas as cargas possuem uma resistência :
OHM ().
1 ohm é a resistência que permite a passagem de 1 ampère quando 
submetida a tensão de 1 volt
ELETRICIDADE APLICADA
Ohmímetro...
...ligado aos terminais da resistência
Lei de OHM
Observando os dois circuitos
Se colocar a mesma 
resistência nos dois 
circuitos ...
Variando a tensão e 
mantendo a 
resistência fixa. a 
corrente varia na 
mesma proporção
ELETRICIDADE APLICADA
Observando os dois circuitos novamente
Se aplicar a mesma 
tensão nos dois 
circuitos e mudar a 
resistência...
Mantendo a tensão 
fixa e variando a 
resistência
a corrente varia no 
sentido oposto
Conclusão
Quanto maior a tensão Maior a corrente elétrica
Quanto maior a resistência Menor a corrente elétrica
ELETRICIDADE APLICADA
Lei de OHM
ELETRICIDADE APLICADA
Resistência de um condutor
Fazendo uma analogia com a água
Observe estes 3 pares canos de água.
Para cada par em qual deles a água passa com maior facilidade ?
Conclusão
QUANTO MAIOR O COMPRIMENTO DO CONDUTOR MENOR A
INTENSIDADE DE ÁGUA CIRCULANDO POR ELE.
QUANTO MAIOR O DIAMETRO DO CONDUTOR, MAIOR A QUANTIDADE
DE ÁGUA CIRCULANDO POR ELE.
QUANTO MAIORES OS OBSTACULOS NO CONDUTOR MENOR A
INTENSIDADE DE ÁGUA CIRCULANDO POR ELE.
ELETRICIDADE APLICADA
OBSERVE O BRILHO DA LÂMPADA PARA:
CONDUTOR FINO/ 
GROSSO 
CONDUTOR CURTO/ 
LONGO 
CONDUTOR MAT. 
DIFERENTES 
Conclusão
Maior o comprimento do condutor – maior a resistência
Maior a seção do condutor – menor a resistência
A resistência depende do material
A ESTAS RESISTÊNCIAS dá-se o nome de RESISTENCIA ESPECIFICA ou 
RESISTIVIDADE, representada pela letra grega .
ELETRICIDADE APLICADA
As observações permitem a seguinte relação:
Onde:
R - Resistência elétrica do condutor (  ); 
 - Resistividade do condutor ( .mm2/m ); 
l - Comprimento do condutor ( m) e 
s - Seção do condutor (mm2). 
ELETRICIDADE APLICADA
CapacitoresCapacitor
São dispositivos utilizados geralmente para armazenar energia.
O capacitor no “Flash” de uma maquina fotográfica, armazena energia lentamente
durante o processo de carga; liberando esta energia rapidamente durante a curta
duração do “Flash”. Outro exemplo, são os capacitores microscópicos que formam os
bancos de memória dos computadores.
Um capacitor apresenta uma característica elétrica dominante que é uma
proporcionalidade entre corrente entre seus terminais e a variação da diferença
de potencial elétrico nos terminais, ou seja, um capacitor é fundamentalmente
um armazenador de energia sob a forma de um campo eletrostático.
◦ A propriedade que estes dispositivos ( capacitor) têm de armazenar energia elétrica 
sob a forma de um campo eletrostático é chamada de capacitância, ela é medida pelo 
quociente da quantidade de carga (Q) armazenada pela diferença de potencial ou 
tensão (V) que existe entre as placas
◦ A unidade de capacitância é o farad (F)
Q é a carga, medida em coulomb (C)
C é a capacitância, medida em farad (F)
V é a tensão sobre o capacitor, medida em volts (V)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Capacit%C3%A2ncia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Diferen%C3%A7a_de_potencial
Carga e Descarga de um Capacitor
Uma das características mais interessantes do capacitor, que possibilita inúmeras
aplicações tecnológicas, sobretudo em eletrônica, é o seu tempo de carga e descarga.
Capacitores cerâmicos
Tipos de capacitores
Capac. de polipropileno
Capac. de poliéster
Capac. de policarbonato
Capac. eletrolíticos
(alumínio)
São obtidos, por exemplo, pela deposição de uma
camada de material condutor, sobre uma película de
material flexível isolante, Isto feito, duas películas são
enroladas uma sobre a outra, sem que as superfícies
metalizadas não se toquem.. Conecta-se então um
terminal a cada superfície metálica, e procede o
isolamento com cera por exemplo.
Indutores elétricos
Indutor
◦ Componente passivo de circuito.
◦ Qualquer condutor de corrente elétrica possui propriedades indutivas, 
logo um indutor. Na prática é normalmente construído no formato de 
bobinas cilíndricas com várias espiras (voltas) de fio condutor.
◦ Quando um condutor é movido através de um campo magnético cortando 
a linhas de campo, uma força eletro motriz é produzida no condutor
Símbolo do Indutor
A aplicação mais clássica do uso de um indutor é o transformador
Indutor
◦ A tensão no indutor é proporcional à variação da corrente em relação ao tempo.
Relação de Tensão eCorrente
Energiaarmazenada
V é a tensão produzida
t é o tempo
E é a energia circulando
N é o número de espiras
L é o comprimento das espiras.
i é a corrente circulando
ASSOCIAÇÃO de 
Resistores, 
Capacitores, 
Indutores.
120 V
2 A
120 V
2 AR1
R2
R3
Re=
Re
Circuito em série
 Uma única resistência que colocada no lugar das outras, submetida a 
mesma tensão, permitirá a passagem do mesmo valor de corrente 
Quando as resistências são conectadas uma em seguida da outra
A corrente é a mesma em todas elas e a tensão se divide entre as resistencias.
Associação de resistores
2 A
120 V
120 V 120 V
1 A 1 A
A tensão é a mesma e a corrente se divide entre as resistências
As resistências são independentes
Associação de resistores
Circuito em paralelo
Quando as resistências são conectadas lado a lado
(início com início, final com final)
Criando assim mais de um caminho para a corrente.
A resistência equivalente do circuito paralelo é calculado pela fórmula
Associação de resistores
Circuito em paralelo
 Para duas resistências em paralelo usar
 NOTA
 A resistência equivalente de um circuito paralelo é sempre menor 
que a menor resistência do circuito
Resumo de fórmulas
Associação de resistores
Circuito misto
Associação de capacitores 
Os capacitores podem ser associados em série, paralelo ou misto. 
Associação de Indutores
paralelo
(A tensão é a mesma)
série
(A corrente é a mesma)
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Resumo - Dualidade
ELETRICIDADE APLICADA
Vamos à aplicação