Conversão Eletromecânica

Prévia do material em texto

CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA
Componentes discretos usados em eletricidade
2
1.3
Componentes discretos usados em eletricidade
3
Resistor elétrico
O resistor é um dos componentes discretos utilizados em circuitos elétricos. Esse tipo de dispositivo é considerado um elemento condutor de eletricidade, ou seja, ele possui uma permeabilidade eletromagnética, também denominada como condutividade elétrica, para esse tipo de dispositivo.
Componentes discretos usados em eletricidade
4
Sua principal função é limitar de forma controlada a quantidade de corrente que passa por ele, independentemente se a alimentação do circuito foi feita em CC ou CA.
Componentes discretos usados em eletricidade
5
a equação que determina a relação entre uma tensão V aplicada a um circuito elétrico de resistência R , pelo qual flui uma corrente i, pode ser denominada como: 
V = Ri . 
Em que a resistência R é dada em ohms, representada pela letra grega Ω.
Componentes discretos usados em eletricidade
6
Além da resistência de um material, podemos também definir a resistividade de um material, em função da área de seção reta do material, o comprimento l desse material e de sua resistência elétrica, conforme mostra a equação a seguir.
Componentes discretos usados em eletricidade
7
A resistividade ρ de um material é definida em m (Ohm metro) e pode ser considerada como o inverso de uma propriedade de materiais condutivos denominada Condutividade σ , definida como:
Componentes discretos usados em eletricidade
8
Capacitor elétrico
Diferente de um resistor, um capacitor pode ser considerado um elemento dinâmico de um circuito elétrico, pois ele tem a capacidade de armazenar uma quantidade de energia que pode ser recuperada em um dado instante. Por essa razão, esses componentes também são denominados dispositivos armazenadores.
Componentes discretos usados em eletricidade
9
Capacitores são dispositivos compostos por dois conectores, cada um desses conectores é acoplado a um corpo condutor. Entre os dois corpos condutores presentes no capacitor há um elemento não condutor os separando, de forma que, se houver acúmulo de carga em um condutor, essa carga terá que passar por um circuito externo ao capacitor para que a carga atinja o outro corpo condutor.
10
11
Estrutura básica de um condensador (capacitor)
Componentes discretos usados em eletricidade
12
O material isolante, denominado dielétrico normalmente dá nome ao capacitor (mica, poliéster, cerâmica, etc.). A forma como os capacitores são construídos pode variar assim como o tamanho dependendo de quanto de carga se deseja que eles armazenem.
Componentes discretos usados em eletricidade
13
O dipolo elétrico é o conjunto de duas cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários
Componentes discretos usados em eletricidade
14
Um dipolo elétrico quando colocado no interior de um campo elétrico uniforme sofre a ação de duas forças de mesma direção e módulo com sentidos contrários, mostrado na figura.
Componentes discretos usados em eletricidade
15
Esta força produz uma rotação no dipolo até uma posição de equilíbrio.
Componentes discretos usados em eletricidade
16
Os dipolos giram até uma posição de equilíbrio. Quando esta configuração ocorre todos os dipolos da face esquerda terminam com cargas negativas e os da face direita terminam com cargas positivas.
Componentes discretos usados em eletricidade
17
O fluxo de carga entre os elementos condutores de um capacitor acontece ao longo do tempo de forma não instantânea, assim como acontece em um dispositivo puramente resistivo. A variação da tensão nos polos de um
capacitor pode ser dada pela equação:
Componentes discretos usados em eletricidade
18
Existe uma relação entre a carga q e a tensão v , aplicada aos terminais de um capacitor, que pode ser calculada através da equação abaixo, considerando C como a capacitância do dispositivo, dada em Farad (F), em homenagem a Michael Faraday:
Componentes discretos usados em eletricidade
19
Após ser carregado, um capacitor tem a propriedade de manter constante a carga, a tensão e a energia presentes nele, supondo que o circuito conectado ao capacitor seja aberto ou que o capacitor seja removido do circuito sem que seus terminais sejam curto-circuitados.
Componentes discretos usados em eletricidade
20
Considerando o capacitor como um dispositivo de armazenamento de energia, podemos calcular a energia armazenada wc por esse componente, dada em Joule (J), com base na tensão v aplicada em seus terminais e na capacitância determinada entre os elementos condutores do capacitor. A equação mostra como essa energia armazenada pode ser calculada.
Componentes discretos usados em eletricidade
21
A corrente que flui através do fio que compõe o indutor produz um fluxo magnético φ que circula por cada uma das espiras do indutor. O fluxo total λ é determinado pela equação:
Componentes discretos usados em eletricidade
22
O fluxo total representa a soma de todos os fluxos de cada espera, denominado fluxo concatenado. Para um indutor linear, o fluxo total é diretamente proporcional à corrente i que passa pelo indutor e à indutância L do componente. Logo, podemos definir o fluxo concatenado como:
Componentes discretos usados em eletricidade
23
Assim como acontece com os resistores, os componentes indutores também dissipam potência em forma de calor ao longo do tempo. Se considerarmos um indutor real, o armazenamento de energia wL em função do tempo wL (t) é
descrito por uma equação em função do tempo, mostrada abaixo:
Componentes discretos usados em eletricidade
24
Porém, se considerarmos um indutor ideal no qual não há dissipação de energia, essa equação pode ser reescrita da seguinte forma:
Componentes discretos usados em eletricidade
25
Permeabilidade magnética dos materiais
A permeabilidade magnética de um material específico, dada em Henry/metro (H/m) é a grandeza utilizada para se medir o campo magnético que se encontra no interior de um determinado material ou dispositivo. Essa medida é feita em relação a um segundo campo denominado campo magnetizante ou campo de excitação.
Componentes discretos usados em eletricidade
26
Essa grandeza é determinada tendo como referência a permeabilidade magnética de um espaço livre, ou vácuo, definida como μ0, conforme já visto na Seção 1 desta unidade:
Componentes discretos usados em eletricidade
27
A definição da permeabilidade magnética relativa μR de um material magnético é a razão entre a permeabilidade característica do material μ magnético, pela permeabilidade absoluta estabelecida como permeabilidade do ar.
Componentes discretos usados em eletricidade
28
A utilização da permeabilidade dos materiais, na indústria, é encontrada em seu valor em permeabilidade relativa. A tabela abaixo ilustra a permeabilidade relativa de alguns materiais. Esse tipo de informação é encontrada nos documentos técnicos disponibilizados pelos fabricantes de materiais magnéticos.
29
30
THANKS!
Any questions?
image1.png
image2.png
image3.png
image4.jpeg
image5.jpeg
image6.jpeg
image7.png
image8.jpeg
image9.jpeg
image10.gif
image11.gif
image12.gif
image13.png
image14.png
image15.png
image16.png
image17.png
image18.png
image19.png
image20.png
image21.png
image22.png
image23.png