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2 0 2 1 . 1 Maceió - AL EMENTA DA DISCIPLINA 1. A eletricidade no Brasil 2. Matriz energética brasileira 3. O Sistema Elétrico Brasileiro 4. Medidas elétricas básicas 5. Circuitos CC e CA 6. Potência em circuitos trifásicos 7. Aspectos básicos de transformadores 2 NÍVEL ATÔMICO 3 ÁTOMO DE SELÊNIO ( Mica ) ÁTOMO DE COBRE Um átomo possui várias órbitas, cada órbita contém uma quantidade de elétrons. ÁTOMOS COM : Poucos elétrons na última camada são condutores. Têm facilidade de perder elétrons. ÁTOMOS COM : 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. Se aproximarmos um pólo positivo de um lado e um negativo de outro: +- 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. UNIDADE DE MEDIDA DA CORRENTE ELÉTRICA AMPÈRE (A). DEFINIÇÃO DE CORRENTE Temos na figura anterior uma pilha, um interruptor e uma lâmpada, conectados através de um fio condutor Quando ligamos o interruptor, o circuito se fecha e o pólo positivo da pilha estabelece um campo elétrico capaz de atrair elétrons livres da extremidade do fio ao qual está conectado Ao mesmo tempo, o pólo negativo gera um campo elétrico que repele elétrons na outra extremidade do fio DEFINIÇÃO DE CORRENTE No interior do condutor o campo elétrico força os elétrons à se movimentarem Os elétrons se deslocam de átomo para átomo; ao avançar para um átomo vizinho, o elétron repele e substitui outro elétron ali Os elétrons substituídos repetem o processo em outros átomos próximos, estabelecendo um fluxo de elétrons através de todo o circuito, em direção ao pólo positivo da pilha DEFINIÇÃO DE CORRENTE O movimento dos elétrons através do circuito será contínuo enquanto o interruptor estiver fechado A esse fluxo orientado de elétrons livres, sob a ação de um campo elétrico, dá-se o nome de corrente elétrica Unidade de corrente elétrica? Uma corrente elétrica de 1 ampère corresponde à passagem de um Coulomb por segundo UNIDADES DE CORRENTE ELÉTRICA Ampère – 1 A Kilo ampère – 1kA = 1000 A Miliampère – 1mA = 10⁻³ A Microampère – 1µA = 10⁻6 A Nanoampère – 1nA = 10⁻9 A Picoampère – 1pA = 10⁻12 A CORRENTE EM UM CIRCUITO Qual o valor da corrente i? 1. Qual o valor da corrente i? A. 1 A. B. 2 A. C. 5 A. D. 7 A. E. Não pode ser determinado. 5 A 2 A 2 A 3 A1 A 6 A i CORRENTE EM UM CIRCUITO VELOCIDADE DE CONDUÇÃO + _ 1.5 V bateria Elétrons se movendo devido a energia térmica Elétrons se movendo na direção oposta de i Corrente CORRENTE ELÉTRICA AMPÈRE (A). CORRENTE ELÉTRICA Corrente elétrica - é o movimento ordenado dos elétrons no interior de um condutor. Símbolo - I (intensidade de corrente elétrica) Unidade - ampère (A) Efeito Joule: Quando uma corrente passa por um condutor metálico, há a transformação de energia elétrica em energia térmica. Esse efeito é denominado EFEITO JOULE. Exemplo? EFEITOS DA CORRENTE EFEITOS DA CORRENTE Efeito Fisiológico: Os impulsos nervosos no corpo humano são transmitidos por estímulos elétricos, ela provoca contrações musculares no nosso organismo dependendo da sua intensidade pode causar parada cardíaca, porém, a tensão necessária para produzir uma parada cardíaca é de dezenas de volts, pois o corpo humano é um péssimo condutor quando comparado com os metais. EFEITOS DA CORRENTE Efeito luminoso: Esse efeito resulta também de um fenômeno elétrico molecular. A excitação eletrônica pode dar margem à emissão de radiação visível, tal como observamos nas lâmpadas fluorescentes. Efeito magnético: Toda corrente elétrica gera ao seu redor um campo magnético. Essa efeito é inerente à corrente elétrica e a sua descoberta consolidou a associação entre a eletricidade e o magnetismo, dando origem ao eletromagnetismo. EFEITOS DA CORRENTE COMO OBTER UMA CORRENTE ELÉTRICA? Para obtermos uma corrente elétrica precisamos de um circuito elétrico CIRCUITO ELÉTRICO Para obtermos um circuito elétrico, são necessários três elementos: Gerador, Condutor e Carga. GERADOR Orienta o movimento dos elétrons CONDUTOR Assegura a transmissão da corrente elétrica. CARGA Utiliza a corrente elétrica (transforma em trabalho) Circuito elétrico Para que haja corrente elétrica é necessário que o circuito esteja fechado. Gerador Carga Circuito elétrico Introduzimos um interruptor para abrir e fechar o circuito Gerador Carga Circuito elétrico Gerador Carga ABERTO Circuito elétrico Gerador Carga FECHADO Circuito elétrico A AMPERÍMETRO O amperímetro deve ser ligado em série com a carga. Aparelho de medida da corrente elétrica AA Amperímetro O amperímetro deve ser ligado em série com a carga. AMPERÍMETRO REVISÃO ELETRICIDADE BÁSICA TENSÃO FAREMOS UMA ANALOGIA COM UM CIRCUITO HIDRAÚLICO TEMOS UMA DIFERENÇA DE NÍVEL D’ÁGUA Se abrirmos o registro ...NÃO HÁ MAIS DESNÍVEL . TENSÃO ELÉTRICA Para termos um movimento, é necessário um desnível de água. O mesmo acontece com os elétrons. Para que eles se movimentem, é necessário termos uma “desnível” elétrico. Ao desnível elétrico entre dois pontos de um circuito, chamamos de tensão elétrica ou diferença de potencial. TENSÃO ELÉTRICA Unidade de medida da tensão elétrica VOLT (V) Tensão elétrica - é a pressão exercida sobre os elétrons livres para que estes se movimentem no interior de um condutor. Símbolo - V V kV MV GV nV V mV Múltiplos e Submúltiplos Para valores elevados, utilizamos os múltiplos e para valores muito baixos, os submúltiplos. Para descer um degrau, caminhe com a vírgula 3 casas à direita Para subir um degrau, caminhe com a vírgula 3 casas à esquerda Tensão elétrica 13,8 kV = 13.800 V 34,5 kV = 34.500 V 220 V = 0,22 kV 127 V = 0,127 kV TENSÃO ELÉTRICA APARELHO DE MEDIDA DA TENSÃO ELÉTRICA Tensão elétrica VV VOLTÍMETRO O voltímetro deve ser ligado em paralelo com a carga. REVISÃO ELETRICIDADE BÁSICA RESISTÊNCIA ELÉTRICA RESISTÊNCIA ELÉTRICA Comparando as correntes ao aplicarmos a mesma tensão em duas lâmpadas diferentes A 100 V VV 0,5 A RESISTÊNCIA ELÉTRICA 0,5 A 100 V 100 V A V RESISTÊNCIA ELÉTRICA 0,5 A 100 V A 100 V V 1 A RESISTÊNCIA ELÉTRICA 0,5 A 100 V V A 100 V 100 V 1 A RESISTÊNCIA ELÉTRICA A 1ª lâmpada possui maior RESISTÊNCIA ELÉTRICA. 1,0 A 100 V 0,5 A 100 V A 2ª lâmpada possui menor RESISTÊNCIA ELÉTRICA. RESISTÊNCIA ELÉTRICA A oposição oferecida à passagem da corrente elétrica é chamada de: RESISTÊNCIA ELÉTRICA RESISTÊNCIA ELÉTRICA TODAS AS CARGAS POSSUEM UMA RESISTÊNCIA Todas as cargas possuem uma resistência que representaremos assim: OHM (). UNIDADE DE MEDIDA DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA RESISTÊNCIA ELÉTRICA É a oposição oferecida à passagem da corrente elétrica SÍMBOLO - R UNIDADE - OHM () k M G n m Para descer um degrau, caminhe com a vírgula 3 casas à direita Para subir um degrau, caminhe com a vírgula 3 casas à esquerda MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS Para valores elevados, utilizamos os múltiplos e para valores muito baixos, os submúltiplos OHMÍMETRO Aparelho de medida da resistência elétrica... ...ligado aos terminais da resistência. REVISÃO ELETRICIDADE BÁSICA POTÊNCIA POTÊNCIA ELÉTRICA Capacidade de produzir trabalho em um determinado intervalo de tempo. POTÊNCIA DA LÂMPADA Capacidade de produzir trabalho de 100 W Se for ligada a uma fonte de 127 V POTÊNCIA DA LÂMPADA Capacidade de produzir trabalho de 100 W Se forligada a uma fonte de 220 V 100 W60 W 220 V OBSERVEMOS O BRILHO DAS LÂMPADAS A POTÊNCIA DEPENDE DE OUTRAS GRANDEZAS R - Resistência V - Tensão I - Corrente Aplicando a tensão V na resistência R circulará a corrente I V = R x I Produto entre tensão e corrente: P = V x I P = R x I2 ou P = V2 / R POTÊNCIA ELÉTRICA A V P=100 x 2 = 200W POTÊNCIA ELÉTRICA W 200 W No lugar do voltímetro e do amperímetro Utilizamos o WATTÍMETRO Potência elétrica Como vimos a leitura do wattímetro é igual ao produto V x I POTÊNCIA ELÉTRICA BOBINA DE TENSÃO BOBINA DE CORRENTE LIGADA EM SÉRIE LIGADA EM PARALELO CONSTITUIÇÃO DO WATTÍMETRO A V W V=100 P = 500W P = V x I I=5 A Potência elétrica SÍMBOLO - P UNIDADE - WATT (W) POTÊNCIA ELÉTRICA POTÊNCIA COMPLEXA S = P + jQ 72 POTÊNCIA COMPLEXA S = P + jQ 73 POTÊNCIA COMPLEXA S = P + jQ Grupo de cargas na mesma barra – soma vetorial de cargas individuais. 74
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