Fundamentos de Eletricidade

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CAPÍTULO 1
Fundamentos de eletricidade
O atual período da nossa história é frequentemente chamado de “A era da informação”, pois os circuitos elétricos 
e eletrônicos podem coletar, armazenar e analisar uma vasta quantidade de dados. Através do uso de sistemas 
computadorizados, os circuitos eletrônicos são utilizados para controlar virtualmente todos os sistemas encontrados 
nas aeronaves modernas. A eletrônica é uma aplicação especial da eletricidade em que a manipulação precisa dos 
elétrons é empregada. As aeronaves atuais usam muito mais computadores, eletrônica e circuitos elétricos do que 
antes. É correto dizer que nem as aeronaves de última geração, nem os veículos espaciais poderiam voar sem o uso 
da eletricidade/eletrônica.
Os sistemas elétricos têm duas funções básicas nas aeronaves modernas: (1) alimentar os sistemas, como 
luzes e motores, e (2) coletar e analisar informações, como em sistemas computadorizados. O termo eletricidade 
refere-se aos circuitos de potência, e o termo eletrônica normalmente refere-se aos sistemas transistorizados 
e computadorizados. Os técnicos e os engenheiros de hoje devem conhecer de forma ampla todas as facetas 
da eletrônica, pois geralmente esse conhecimento será utilizado durante o projeto, a inspeção, a instalação e a 
reparação da aeronave.
Antes do século passado, pouco se sabia sobre a natureza da eletricidade. No entanto, os modernos 
conceitos teóricos, a matemática e as leis básicas da física têm explicado como a eletricidade funciona. Agora 
podemos prever com extrema precisão praticamente todos os aspectos da eletricidade, tanto pela matemática 
quanto por observação e documentação dos efeitos elétricos. As formas precisas pelas quais a eletricidade age do 
jeito que age podem ser debatidas por muito tempo; enquanto isso, continuaremos fazendo da eletricidade uma 
ferramenta útil prevendo suas ações.
Em aeronaves modernas, a eletricidade executa muitas funções, incluindo a ignição de combustíveis em 
motores de pistão ou turbina, o funcionamento dos sistemas de comunicação e navegação, o movimento dos 
controles de voo e a análise de desempenho de sistemas. Assim como uma casa ou um escritório, as aeronaves 
tornaram-se informatizadas e os sistemas de bordo comunicam-se através de conexões de dados semelhantes à 
Ethernet. Esses sistemas informatizados tornam as viagens aéreas mais confortáveis, altamente eficientes e mais 
seguras.
A TEORIA DO ELÉTRON
A estrutura atômica da matéria determina as formas de pro-
dução e transmissão de energia elétrica. Toda matéria contém 
partículas microscópicas feitas de elétrons e prótons. As forças 
que mantêm essas partículas unidas para criar a matéria são as 
mesmas forças que criam o fluxo de corrente elétrica e produ-
zem a energia elétrica. Nas aeronaves, cada gerador, alternador 
e bateria, bem como todos os componentes elétricos, funcionam 
de acordo com a teoria do elétron. A teoria do elétron descre-
ve especificamente as forças moleculares internas da matéria no 
que se refere à energia elétrica. A teoria do elétron é, portanto, 
uma base vital sobre a qual se constrói o entendimento de eletri-
cidade e eletrônica.
Moléculas e átomos
A matéria é definida como qualquer coisa que ocupa espaço; 
portanto, tudo o que podemos ver e sentir é considerado ma-
téria. Está universalmente aceito que a matéria é composta de 
moléculas, as quais, por sua vez, são compostas de átomos. Se 
uma quantidade de alguma substância comum, como a água, 
é dividida ao meio, e uma das metades também é dividida ao 
meio, e a quarta parte resultante também é dividida ao meio, e 
assim por diante, será alcançado um ponto em qualquer divisão 
que mudará a natureza da água e a transformará em algo dife-
rente. Quando o composto atinge a sua última divisão, a menor 
partícula restante que mantém a sua identidade é chamada de 
molécula.
Se a molécula de uma substância é dividida, as partícu-
las resultantes serão chamadas de átomos. Um átomo é a menor 
partícula possível de um elemento. Um elemento é uma substân-
cia única que não pode ser separada em diferentes substâncias.
Na época em que esse texto foi escrito, existiam 118 ele-
mentos conhecidos. Apesar de alguns elementos serem radioati-
vos e muito instáveis, existem 80 elementos estáveis, os quais são 
também conhecidos como elementos comuns. O ferro, o cobre, o 
chumbo, o ouro, o zinco, o oxigênio, o hidrogênio são exemplos 
de elementos comuns. Qualquer elemento puro consiste em um 
tipo de átomo e tem propriedades específicas desse elemento. Por 
_Livro_Eismin.indb 1_Livro_Eismin.indb 1 29/04/16 15:3629/04/16 15:36
2 Eletrônica de Aeronaves
exemplo, o elemento cobre é constituído de um ou mais átomos; 
cada átomo tem as propriedades específicas do cobre.
Um composto é uma combinação química de dois ou 
mais elementos diferentes e a menor partícula possível de um 
composto é uma molécula. Por exemplo, uma molécula de água 
(H2O) é constituída por dois átomos de hidrogênio e um átomo 
de oxigênio. Um diagrama que representa uma molécula de água 
é mostrado na Figura 1-1.
Elétrons, prótons e nêutrons
Um átomo é constituído por partículas extremamente peque-
nas, de energia conhecida, como os elétrons, os prótons e os 
nêutrons. Toda matéria é constituída por dois ou mais desses 
componentes básicos. O mais simples é o átomo de hidrogênio, 
formado por um elétron e um próton, como representado no 
diagrama da Figura 1-2a. A estrutura de um átomo de oxigê-
nio está indicada na Figura 1-2b. Esse átomo tem oito prótons, 
oito nêutrons e oito elétrons. Os prótons e os nêutrons formam o 
núcleo do átomo; os elétrons giram em torno do núcleo em ór-
bitas cujos formatos vão desde o elíptico ao circular e podem ser 
comparados aos planetas e à maneira como se movem ao redor 
do Sol. Cada próton é um portador de carga positiva, o nêutron 
não possui carga e cada elétron é um portador de carga negativa. 
As cargas transportadas por cada elétron e cada próton são iguais 
em magnitude, mas opostas em natureza. Um átomo que possui 
o mesmo número de prótons e elétrons é eletricamente neutro, 
isto é, a carga transportada pelos elétrons é equilibrada pela car-
ga transportada pelos prótons.
Como já foi explicado, um átomo carrega duas cargas 
opostas: os prótons do núcleo têm uma carga positiva e os elé-
trons têm uma carga negativa. Quando a carga do núcleo é igual 
às cargas combinadas dos elétrons, o átomo é neutro; mas, se o 
átomo tiver uma escassez de elétrons, ele se tornará carregado 
positivamente. Por outro lado, se o átomo tiver um excesso de 
elétrons, ele se tornará carregado negativamente. Um átomo 
carregado positivamente é chamado de íon positivo, e um átomo 
carregado negativamente é chamado de íon negativo. Moléculas 
carregadas são também chamadas de íons. É importante obser-
var que os prótons permanecem dentro dos núcleos; apenas os 
elétrons são adicionados ou removidos de um átomo, criando, 
assim, um íon positivo ou negativo. Esse movimento dos elé-
trons é a base para toda a energia elétrica.
Estrutura atômica e elétrons livres
O caminho de um elétron em torno do núcleo de um átomo des-
creve uma esfera imaginária ou camada. Átomos de hidrogênio 
e o de hélio têm apenas uma camada, mas os átomos mais com-
plexos têm numerosas camadas. A Figura 1-2 ilustra esse con-
ceito. Quando um átomo possui mais de dois elétrons, ele deve 
ter mais do que uma camada, uma vez que a primeira camada irá 
acomodar apenas dois elétrons. Isso é mostrado na Figura 1-2b. 
O número de camadas em um átomo depende do número total de 
elétrons ao redor do núcleo.
A estrutura atômica de uma substância determina o quão 
bem ela pode conduzir uma corrente elétrica. Certos elemen-
tos, principalmente metais, são conhecidos como condutores 
porque uma corrente elétrica flui através deles facilmente. Os 
átomos desses elementos cedem ou recebem elétrons nas órbi-
tas externas com pouca dificuldade. Os elétrons que se movem 
de um átomo para outro são chamadosde elétrons livres. O 
movimento dos elétrons livres a partir de um átomo para outro 
está indicado no diagrama da Figura 1-3, e será notado que eles 
passam da camada externa de um átomo para a camada externa 
do próximo. O diagrama mostra somente os elétrons das órbitas 
exteriores.
O movimento de elétrons livres nem sempre constitui 
uma corrente elétrica. Muitas vezes, há vários elétrons livres se 
movimentado aleatoriamente através dos átomos de qualquer 
condutor. A corrente elétrica só irá existir quando esses elétrons 
livres se moverem na mesma direção. Uma fonte de alimenta-
ção, como uma bateria, normalmente cria uma diferença de po-
tencial de uma extremidade a outra de um condutor (Figura 1-3). 
Uma forte carga negativa na extremidade de um condutor e uma 
carga positiva na extremidade oposta desse mesmo condutor é 
um meio de se criar um fluxo de elétrons, comumente chamado 
“corrente elétrica”.
Átomo de oxigênio
Núcleo Elétrons
Átomos de
hidrogênio
+ ++
FIGURA 1-1 Uma molécula de água
Núcleo
(1 próton)
Átomo de
hidrogênio
(a)
Átomo de
oxigênio
(b)
Elétron
++
Núcleo
(8 prótons
8 nêutrons)
FIGURA 1-2 Estrutura dos átomos.
E
E
E
E
E
E
E
Movimento normal do fluxo
de elétrons (fluxo de corrente)
Condutor
Carga
positiva
Carga
negativa
Provável caminho
do elétron
1,5 V
Bateria
+–
FIGURA 1-3 Diferença de potencial (tensão) criando um 
movimento de elétrons através do condutor
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Capítulo 1 Fundamentos de eletricidade 3
Uma substância pode ser condutora, não condutora (iso-
lante) ou semicondutora, de acordo com o número de elétrons na 
camada de valência de seus átomos. A camada de valência de 
qualquer átomo é a órbita (camada) mais externa do átomo. Os 
elétrons em órbita na camada de valência são conhecidos como 
elétrons de valência. Todos os átomos tendem a ter a sua cama-
da de valência completamente preenchida por elétrons, e, quanto 
menos elétrons na camada de valência de um átomo, mais fá-
cil será aceitar elétrons extras. Portanto, átomos com menos da 
metade de seus elétrons de valência tendem a aceitar (receber) 
facilmente os elétrons provenientes de um fluxo de corrente elé-
trica. Tais materiais são chamados condutores. Materiais que 
têm mais da metade dos seus elétrons de valência são chamados 
isolantes. Isolantes não aceitam facilmente elétrons extras. Ma-
teriais com exatamente a metade de seus elétrons de valência são 
semicondutores. Semicondutores apresentam uma resistência 
muito alta à passagem da corrente elétrica quando estão no seu 
estado puro; no entanto, quando quantidades exatas de elétrons 
são adicionadas ou removidas desse material, o mesmo oferece 
uma resistência muito baixa ao fluxo de corrente elétrica.
Semicondutores podem funcionar como um condutor ou 
um isolante, dependendo do tipo de carga externa que é inserida 
no material. Os semicondutores são a matéria prima utilizada na 
produção de transistores e circuitos integrados.
Dois dos melhores condutores são o ouro e a prata; suas 
órbitas de valência são quase vazias, contendo apenas um elé-
tron cada. Dois dos melhores isolantes são o néon e o hélio; seus 
átomos possuem órbita de valência completa. É comum a subs-
tituição de materiais condutores e isolantes por outros materiais 
“menos perfeitos” com o objetivo de reduzir custos e aumentar 
a capacidade de manuseio dos mesmos. Os condutores mais co-
muns são o cobre e o alumínio; os isolantes mais comuns são o 
ar, o plástico, a fibra de vidro e a borracha (ver Figura 1-4). Os 
dois semicondutores mais comuns são o germânio e o silício; 
ambos os materiais têm exatamente quatro elétrons em suas ór-
bitas de valência. Como mostrado na Figura 1-5, átomos com 
quatro elétrons de valência são semicondutores; átomos com 
menos de quatro elétrons de valência são condutores; e aqueles 
com mais de quatro elétrons de valência são isolantes.
Apenas por ser um condutor, o material não cria automati-
camente o movimento de elétrons. É necessária uma força exter-
na além das forças moleculares presentes dentro dos átomos do 
condutor. Em uma aeronave, essas forças externas são geralmen-
te fornecidas pela bateria, pelo gerador, ou pelo alternador. As 
forças internas dos átomos são causadas pela repulsão de dois 
corpos carregados com cargas semelhantes, como dois elétrons 
ou dois prótons, e a atração de dois corpos carregados com car-
gas diferentes, como um elétron e um próton.
Quando dois elétrons estão próximos um do outro e não 
estão sob a influência de uma carga positiva, eles se repelem 
com uma força relativamente grande. Diz-se que, se dois elé-
trons pudessem ser ampliados para o tamanho de ervilhas e fos-
sem colocados a uma distância de 300 metros um do outro, eles 
iriam se repelir mutuamente com toneladas de força. Essa é a 
força que faz os elétrons se moverem através de um condutor. É 
importante lembrar que a força de atração exercida pelos prótons 
em seu núcleo sobre os elétrons em suas órbitas cria a estabilida-
de em um átomo sempre que uma carga neutra estiver presente. 
Elétrons de valência
Ouro Cobre Prata
(a)
Ferro Alumínio
Au Cu Ag Fe Al
(b)
O Si O
Fibra de vidro é um exemplo de um isolante. Ele é composto de 
um átomo de silício e dois átomos de oxigênio. Ao redor dos três 
átomos existem 16 elétrons que compartilham suas camadas 
eletrônicas externas.
FIGURA 1-4 O número de elétrons na órbita mais externa de um átomo determina se o material é um condutor ou um 
isolante: (a) os condutores comuns têm menos de quatro elétrons, (b) os isolantes têm mais de 4 elétrons.
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4 Eletrônica de Aeronaves
Se um elétron extra entra na órbita exterior do átomo, o átomo 
torna-se muito instável. É essa força de repulsão instável entre 
os elétrons em órbita que causa o movimento desses elétrons 
através do condutor. Quando um elétron extra entra na órbita ex-
terna de um átomo, a força de repulsão provoca imediatamente 
o deslocamento de outro elétron para fora da órbita desse átomo 
em direção à órbita de outro. Se o material é um condutor, os 
elétrons vão se mover facilmente de um átomo para outro.
Direção do fluxo de corrente
Demonstrou-se que a corrente elétrica é o resultado do movi-
mento de elétrons através de um condutor. Uma vez que um cor-
po carregado negativamente apresenta excesso de elétrons e um 
corpo carregado positivamente, uma deficiência de elétrons, é 
óbvio que o fluxo de elétrons será a partir do corpo de carga 
negativa para o corpo de carga positiva, quando os dois estão 
ligados por um condutor. Portanto, pode-se dizer que a eletrici-
dade flui do negativo para o positivo.
Em muitos casos, assume-se que a corrente elétrica flui de 
positivo para negativo. Nesses casos, define-se o fluxo de cor-
rente como “fluxo de corrente convencional”. Uma vez que os 
nomes das polaridades de cargas elétricas foram arbitrariamente 
atribuídos a elas (positivos e negativos), a direção do fluxo da 
corrente real é difícil de distinguir sem a verdadeira natureza 
da corrente elétrica ser considerada. Ao estudar-se a natureza 
molecular da eletricidade, é necessário considerar o verdadeiro 
sentido do fluxo de elétrons, mas, para todas as aplicações elétri-
cas normais, pode ser considerado o sentido do fluxo em ambas 
as direções, desde que a teoria seja usada de forma consistente. 
Muitos textos aderem à teoria convencional de que a corrente 
flui do positivo para o negativo; no entanto, iremos considerar 
que o fluxo de corrente irá fluir do negativo para o positivo. Re-
gras elétricas e diagramas são organizados em conformidade 
com esse princípio, a fim de evitar confusão e dar ao aluno um 
verdadeiro conceito de fenômenos elétricos. A Administração 
Federal de Aviação (FAA – Federal Aviation Administration) 
adere ao conceito de que a corrente flui do negativo para o posi-
tivo; portanto, a maioria da indústria da aviaçãotambém segue 
essa convenção.
Na maioria das aplicações, não é importante saber qual é 
a direção exata do fluxo (negativo para positivo ou positivo para 
o negativo). Se a bateria e a carga estiverem corretamente conec-
tadas, haverá um fluxo de corrente e o circuito deverá operar, ver 
Figura 1-6. No entanto, se a bateria ficar desconecta da carga, 
o circuito não funciona. Assim, na maioria dos casos, o técnico 
Elétrons de valência
Germânio
Ge Si
Silício
FIGURA 1-5 Semicondutores têm exatamente quatro 
elétrons na órbita mais externa do átomo.
1,5 V
Bateria
Lâmpada
O fluxo de elétrons 
é do negativo para 
o positivo
Lâmpada ligada
(a)
+_
1,5 V
Bateria
Lâmpada
Lâmpada ligada
(b)
+_
O fluxo de elétrons é do 
negativo para o positivo
1,5 V
Bateria
Lâmpada
Lâmpada apagada
(c)
Circuito desconectado
Devido a um fio partido 
não há fluxo de elétrons 
(corrente) e a luz está 
apagada.
FIGURA 1-6 Um circuito completo acende a luz: (a) 
fluxo de elétrons do negativo para o positivo, (b) sentido 
convencional da corrente do positivo para o negativo, (c) 
circuito desconectado – não há fluxo de elétrons/corrente.
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Capítulo 1 Fundamentos de eletricidade 5
está preocupado que a corrente flua no circuito, não na direção 
da corrente.
A localização específica das ligações positivas e negativas 
em um dado circuito é chamada de polaridade. Por exemplo, ao 
substituir-se uma bateria de uma calculadora simples, é preciso 
inserir a bateria na posição correta. O lado positivo da bateria 
deve ser colocado na conexão positiva e o lado negativo deve 
ser colocado na conexão negativa. Isso assegura que a bateria 
seja instalada com a polaridade correta. A calculadora é sensível 
à polaridade e só irá funcionar com a bateria instalada correta-
mente. Para a maioria das instalações elétricas em aeronaves, 
observar a polaridade correta é muito importante.
Uma das mais recentes teorias que definem a direção do 
fluxo de corrente afirma que os elétrons fluem em uma direção e 
as lacunas fluem na direção oposta. Uma lacuna é o espaço cria-
do pela ausência de um elétron. Como os elétrons se movem do 
negativo para o positivo, as lacunas se movem do positivo para o 
negativo. Esse conceito é muitas vezes usado quando se estuda o 
fluxo de corrente interna nos semicondutores. No entanto, para 
aplicações gerais de fluxo de corrente, as lacunas não precisam 
ser consideradas.
É importante não deixar que esse conceito de direção do 
fluxo de corrente confunda o entendimento da eletricidade. Bas-
ta ser coerente e lembrar-se, ao ler este texto, ou qualquer mate-
rial da FAA, de que a corrente flui do negativo para o positivo.
ELETRICIDADE ESTÁTICA
Eletrostática
O estudo do comportamento da eletricidade estática é chamado 
de eletrostática. A palavra estática significa cargas estacioná-
rias ou em repouso, e cargas elétricas que estão em repouso são 
chamadas de eletricidade estática.
Um material com átomos que contém um número igual 
de elétrons e prótons é eletricamente neutro. Se o número de 
elétrons em um material aumenta ou diminui, o material fica 
com uma carga estática. Um excesso de elétrons cria um corpo 
carregado negativamente, uma deficiência de elétrons cria um 
corpo carregado positivamente. Esse excesso ou essa deficiência 
de elétrons podem ser causados pelo atrito entre duas substân-
cias diferentes ou pelo contato entre um corpo neutro e um corpo 
carregado. Se o atrito entre duas substâncias produz uma carga 
estática, a natureza dessa carga é determinada pelo tipo dessas 
substâncias. A listagem de substâncias a seguir é chamada de 
série elétrica. Essa lista está disposta de modo que cada subs-
tância é positiva em relação a seguinte, quando as duas estão em 
contato.
 1. Cabelo 6. Algodão 11. Metais
 2. Flanela 7. Seda 12. Cera de vedação
 3. Marfim 8. Couro 13. Resinas
 4. Cristais 9. O corpo 14. Guta-percha (resina de borracha)
 5. Vidros 10. Madeira 15. Nitrocelulose
Se, por exemplo, uma vareta de vidro é friccionada contra o 
cabelo, a haste torna-se carregada negativamente, mas, quando 
friccionada com seda, ela torna-se carregada positivamente.
Quando um material não condutor é esfregado em um ma-
terial diferente, as cargas permanecem nos pontos onde o atri-
to ocorreu, porque os elétrons não podem se mover através do 
material não condutor. Quando um material condutor está car-
regado, ele pode se descarregar facilmente, porque os elétrons 
viajam livremente através dos materiais condutores.
Uma carga elétrica pode ser produzida num condutor por 
indução se ele estiver devidamente isolado. Imagine que a esfera 
de metal isolada mostrada na Figura 1-7 seja carregada negati-
vamente e levada próxima a uma das extremidades de uma haste 
metálica, também isolada de outros condutores. Os elétrons que 
constituem a carga negativa da esfera irão repelir os elétrons na 
extremidade da haste e levá-los até o final do lado oposto. A has-
te então passará a ter uma carga positiva na extremidade mais 
próxima da esfera carregada e uma carga negativa na extremida-
de oposta. Isso pode ser demonstrado através de esferas menores 
colocadas suspensas em pares, a partir do meio e nas extremi-
dades da haste, por meio de fios condutores. Nas extremidades, 
as esferas menores irão se repelir no momento em que a esfera 
carregada é aproximada de uma das extremidades da haste. As 
esferas perto do centro não se separam porque, no centro, a carga 
é nula. À medida que a esfera carregada é afastada da haste, as 
esferas menores retornam às suas posições originais, indicando 
assim que as cargas na haste se neutralizaram.
A força criada entre dois corpos carregados é chamada de 
força eletrostática. Essa força pode ser atrativa ou repulsiva, 
dependendo da carga de cada corpo. Cargas iguais se repelem 
mutuamente. Cargas diferentes se atraem. A força eletrostática é 
semelhante às forças que existem dentro de um átomo entre elé-
trons e prótons. No entanto, a força eletrostática é considerada 
em uma escala muito maior, lidando com objetos inteiros, e não 
entre partículas atômicas. A quantidade de carga estática contida 
dentro de um corpo irá determinar a força do campo eletrostáti-
co. Cargas fracas produzem campos eletrostáticos fracos e vice-
-versa. Precisamente, a intensidade de um campo eletrostático 
entre dois corpos é diretamente proporcional à intensidade das 
cargas presentes sobre esses corpos.
A Figura 1-8a demonstra esse conceito. A intensidade da 
força eletrostática é também afetada pela distância entre os dois 
corpos carregados. Se a distância entre os dois corpos aumenta, 
diminui a força eletrostática; se a distância diminui, a força au-
menta. Precisamente, a força eletrostática entre dois corpos car-
regados é inversamente proporcional ao quadrado da distância 
entre esses dois corpos, isto é, quando a distância torna-se duas 
vezes maior entre os corpos, a força eletrostática é dividida por 
quatro. Esse conceito é demonstrado na Figura 1-8b.
A descarga elétrica estática ocorre em todos os corpos 
carregados. Qualquer desequilíbrio de carga tende ao equilíbrio. 
FIGURA 1-7 Carga por indução.
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6 Eletrônica de Aeronaves
Normalmente é preciso o contato com outro objeto para neutra-
lizar a carga estática. Se um corpo carregado entra em contato 
com um corpo neutro, ambos os objetos passam a compartilhar a 
carga original. Um exemplo dessa descarga ocorre quando uma 
pessoa toma um choque ao tocar na maçaneta de uma porta co-
mum. Se a pessoa está carregada com uma carga estática (nor-
malmente ocorre durante a caminhada sob um tapete em condi-
ções de ar seco), a descarga ocorre quando o indivíduo entra em 
contato com a parte de metal da fechadura. Se o corpo neutro é 
suficientemente grande, como a Terra, praticamente toda a carga 
será neutralizada, ou absorvida, pelo corpo maior.
Adescarga estática tornou-se um grande problema para 
a microeletrônica moderna. A miniaturização dos sistemas in-
formatizados modernos fez com que eles se tornassem extrema-
mente delicados. A descarga de eletricidade estática pode facil-
mente danificar esses componentes. Componentes eletrônicos 
sensíveis a descargas eletrostáticas são conhecidos como com-
ponentes ESDS. Qualquer pessoa que projeta, instala ou repara 
sistemas eletrônicos de aeronaves deve seguir os procedimentos 
adequados para evitar danos devido à descarga estática. Técnicas 
de prevenção ESDS serão discutidas mais adiante.
UNIDADES DA ELETRICIDADE
Corrente
A corrente elétrica é definida como um fluxo de elétrons através 
de um condutor. No início deste capítulo, foi mostrado que os 
elétrons livres se movimentam dentro de um material condutor 
de um átomo para outro, como resultado da atração de cargas 
diferentes e a repulsão de cargas iguais. Se os terminais de uma 
bateria estão ligados às extremidades de um fio condutor, o ter-
minal negativo força os elétrons através do fio e o terminal posi-
tivo atrai esses elétrons. Consequentemente, enquanto a bateria 
estiver conectada, existirá um fluxo contínuo de corrente através 
do fio, até que a bateria se descarregue.
Como cada elétron tem massa e inércia, o fluxo de elé-
trons é capaz de realizar trabalho, como ligar motores, acender 
lâmpadas e esquentar aquecedores. Assim como a água em mo-
vimento pode girar uma roda de pá primitiva para moer trigo, 
elétrons em movimento podem fazer o mesmo. Mesmo se mo-
vendo à velocidade da luz, um único elétron não poderia realizar 
muito trabalho. No entanto, se grandes quantidades de elétrons 
são colocadas em movimento, grandes quantidades de trabalho 
podem ser realizadas usando a eletricidade.
Muitas vezes, é difícil de entender que os elétrons em 
movimento podem realizar um trabalho útil, mas lembre-se que 
os elétrons têm massa e qualquer massa em movimento pode 
realizar trabalho.
Diz-se que uma corrente elétrica viaja à velocidade da luz, 
aproximadamente 299.000 quilômetros por segundo (km/s). Na 
verdade, seria mais correto dizer que o efeito, ou a força, da ele-
tricidade viaja a essa velocidade. Elétrons individuais movem-se 
a uma velocidade relativamente lenta de um átomo a outro den-
tro de um condutor, mas a influência de uma carga é “sentida” 
ao longo de todo o comprimento do condutor instantaneamente. 
Uma ilustração simples vai explicar esse fenômeno. Ao se encher 
completamente um tubo com bolas de tênis, como mostrado na Fi-
gura 1-9, e, em seguida, empurrar uma bola adicional em uma das 
extremidades do tubo, uma bola irá cair para fora na outra extremi-
dade. Isso é semelhante ao efeito dos elétrons, conforme eles são 
forçados em um condutor. Quando a pressão elétrica é aplicada em 
uma das extremidades do condutor, isso é imediatamente sentido 
na outra extremidade. Deve-se lembrar, porém, que, na maioria das 
condições, os elétrons devem ter um caminho completo de condu-
ção antes que eles possam entrar ou sair do condutor.
Quando é necessário medir o fluxo de um líquido através 
de um tubo, a taxa de fluxo é frequentemente medida em litros 
por minuto. O litro é uma quantidade determinada de líquido 
e pode ser chamado de unidade de quantidade. A unidade de 
quantidade de energia elétrica é o coulomb (C), em homenagem 
a Charles A. Coulomb (1736-1806), físico francês que realizou 
muitos experimentos com cargas elétricas. Um coulomb é a 
quantidade de eletricidade que, quando passa por uma solução 
de nitrato de prata padrão, fará com que 0,001118 gramas (g) 
de prata se deposite sobre um eletrodo. (Um eletrodo é um ter-
minal, ou polo, de um circuito elétrico.) Um coulomb é também 
definido como 6,28 × 1018 elétrons, ou seja, 6,28 bilhões de bi-
lhões de elétrons.
Para situações práticas, a corrente elétrica é medida em 
uma unidade chamada de ampère. Um ampère é a taxa de fluxo 
de 1 coulomb por segundo. O ampère foi nomeado em home-
nagem ao cientista francês André M. Ampère (1775-1836).
O termo corrente é simbolizado pela letra I. Corrente é 
taxa de fluxo ou movimento de elétrons. A corrente é medida em 
ampères, muitas vezes abreviado para amps.
+
+d = 1
polegada
Força = 1
Corpos
carregados
–
–
+
d = 1
polegada
Força = 4
–
+
d = 2
polegada
Força = 1
–
+ +
+ +
– –
– – d = 1
polegada
Força = 2
(a) (b)
FIGURA 1-8 A intensidade da força eletrostática. (a) 
Dobrando-se o valor da carga estática dobra-se também 
a força estática. (b) Quando a distância entre as cargas é 
dobrada, o valor da força estática é dividido por quatro.
FIGURA 1-9 Demonstração do fluxo de corrente. Um 
elétron entrando no condutor significa, instantaneamen-
te, um elétron saindo do condutor.
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Capítulo 1 Fundamentos de eletricidade 7
Tensão e força eletromotriz
Da mesma forma que a água flui num tubo quando existe uma 
diferença de pressão nas extremidades do tubo, uma corrente 
elétrica flui num condutor devido a uma diferença de pressão 
elétrica nas extremidades do condutor. Se dois tanques que con-
têm água em níveis diferentes são ligados por um tubo com uma 
válvula, como mostrado na Figura 1-10a, a água flui a partir do 
tanque com o nível mais elevado para o outro tanque quando a 
válvula é aberta. A diferença na pressão da água ocorre em fun-
ção do nível de água mais elevado em um dos tanques.
Pode-se afirmar que, num circuito elétrico, um grande nú-
mero de elétrons em um ponto vai fazer com que uma corrente 
flua para outro ponto onde há um pequeno número de elétrons, 
se os dois pontos estiverem ligados por um condutor (ver Figura 
1-10b). Em outras palavras, quando o nível de elétrons é maior 
em um ponto do que em qualquer outro ponto, existe uma dife-
rença de potencial entre esses dois pontos. Quando os pontos 
estão ligados por um condutor, elétrons irão fluir a partir do pon-
to de maior potencial para o ponto de menor potencial. Existem 
várias analogias simples que podem ser usadas para ilustrar a di-
ferença de potencial. Por exemplo, quando um pneu de automó-
vel é inflado, existe uma diferença de potencial (pressão) entre o 
interior do pneu e o lado de fora. Quando a válvula é aberta, o ar 
escapa para fora. Nesse caso, o ar dentro do pneu representa um 
excesso de elétrons, um potencial elevado, ou uma carga negati-
va. O ar exterior do pneu representa uma deficiência de elétrons, 
um potencial baixo, ou uma carga positiva.
A força que faz com que os elétrons fluam através de um 
condutor é chamada de força eletromotriz, abreviada de fem. A 
FEM pode ser vista como uma força motriz de elétrons. A unida-
de prática para a medição de FEM ou diferença de potencial é o 
volt (V). A palavra volt é derivada do nome do famoso pesquisa-
dor da eletricidade, o italiano Alessandro Volta (1745-1827), que 
muito contribuiu para o conhecimento da eletricidade.
Um volt é a fem necessária para provocar um fluxo de 
corrente de 1 ampère através de uma resistência de 1 ohm. 
O termo ohm será definido mais adiante neste capítulo. Força 
eletromotriz e diferença de potencial podem ser consideradas 
iguais para todos os efeitos práticos. Quando existe uma dife-
rença de potencial, ou diferença de pressão elétrica, entre dois 
pontos significa simplesmente que existe um campo ou uma for-
ça que tende a mover elétrons de um ponto a outro. Se os pontos 
estão ligados por um condutor, os elétrons irão fluir enquanto a 
diferença de potencial existir. Em termos práticos, uma bateria 
carregada irá fornecer corrente a um circuito enquanto a bateria 
permanecer carregada. Sempre que a bateria está carregada, há 
uma tensão (força eletromotriz) pronta para “empurrar” elétrons 
através de um circuito.
Em referência à Figura 1-11, pode ser visto que a tensão 
– diferença de potencial na bateria – cria um fluxo de elétrons 
da mesma forma que pressão interna de um balão – a diferen-
ça de pressão em relação à atmosfera– cria um fluxo de ar. A 
tensão (pressão elétrica) causa um fluxo de elétrons através do 
condutor. Isso não é um mistério. Qualquer objeto, incluindo os 
elétrons, tende a se mover quando uma pressão é aplicada em 
uma certa direção.
Força eletromotriz, a qual é a força que faz os elétrons 
se moverem, também pode ser considerada potencial elétrico ou 
pressão. O termo tensão, que é medido em volts, normalmente 
é substituído por fem. A tensão é simbolizada pela letra E, e o 
volt, pela letra V.Alta pressão Baixa pressão
Fluxo
(a)
(b)
1,5 V
Bateria
Fluxo de alta para baixa pressão
Lâmpada acesa
+_Alta pressão Baixa pressão
FIGURA 1-10 Pressão (força) cria movimento (a) a água 
flui de alta para baixa pressão; (b) os elétrons fluem de 
alta para baixa pressão.
10 psi
Fluxo de ar
Alta pressão
Maior potencial
Baixa pressão
Menor potencial
Condutor
Fluxo de corrente
10V
Bateria
+–
FIGURA 1-11 Comparação da tensão com a pressão do ar.
_Livro_Eismin.indb 7_Livro_Eismin.indb 7 29/04/16 15:3629/04/16 15:36
8 Eletrônica de Aeronaves
Resistência
A resistência é a propriedade de um condutor que tende a se 
opor, ou restringir, o fluxo de uma corrente elétrica; está pre-
sente em todos os circuitos. A resistência pode ser denominada 
fricção elétrica, porque afeta o movimento dos elétrons de for-
ma semelhante ao efeito da fricção em objetos mecânicos. Por 
exemplo, se o interior de uma tubulação de água está muito ru-
gosa, por causa da ferrugem ou algum outro material, um fluxo 
menor de água vai fluir através do tubo, em uma determinada 
pressão, em relação ao fluxo no interior do tubo limpo e liso. A 
tubulação rugosa oferece maior resistência, ou fricção, do que a 
tubulação lisa.
A unidade usada na eletricidade para mensurar a resistên-
cia é o ohm, nome dado em homenagem ao físico alemão Georg 
S. Ohm (1789-1854), que descobriu a relação entre grandezas 
elétricas conhecida como lei de Ohm. A resistência é a oposição 
ao fluxo de corrente e é simbolizada pela letra R. Ela é medida 
em ohms, cujo símbolo é a letra grega ômega, Ω.
Anteriormente, foi explicado que os materiais com um 
pequeno número de elétrons de valência, menos de quatro, são 
condutores. Condutores têm uma resistência relativamente bai-
xa, porque aceitam facilmente elétrons extras (fluxo de corren-
te). Se uma tensão é aplicada a um condutor, uma corrente elé-
trica fluirá, assumindo que um circuito completo está presente. 
Como visto na Figura 1-12a, se uma caixa de madeira pesada é 
empurrada em um piso bem polido, esta deslizará facilmente, 
porque o piso oferece baixa resistência, ou oposição baixa, ao 
movimento. Se a mesma caixa é colocada em um piso de concre-
to áspero e empurrada outra vez, com a mesma força, pouco ou 
nenhum movimento ocorrerá, devido à alta resistência oferecida 
pelo chão rugoso. Agora compare a caixa na Figura 1-12a com 
o circuito na Figura 1-12b. Um circuito de baixa resistência com 
uma tensão de 5 V aplicada moverá facilmente os elétrons. A 
mesma 5 V aplicada a um circuito de alta resistência – interrup-
tor aberto, por exemplo – não é capaz de mover os elétrons. Ob-
serve que a resistência de um interruptor aberto é tão grande que 
nenhuma corrente fluirá. Um interruptor aberto é considerado 
uma resistência infinita.
Os isolantes são materiais que têm mais de quatro elé-
trons de valência. Os isolantes não aceitam facilmente os elé-
trons extras da corrente e são caracterizados por possuir uma re-
sistência relativamente alta. Se uma tensão moderada é aplicada 
a um isolante, não haverá nenhuma corrente elétrica. Não existe 
um isolante perfeito, mas muitas substâncias têm uma resistên-
cia tão alta que pode ser dito que elas praticamente impedem 
a passagem de corrente. Substâncias que têm boas qualidades 
isolantes são: o ar seco, o copo de vidro, a mica, a porcelana, 
a borracha, o plástico, o amianto e as composições de fibra. A 
resistência dessas substâncias varia até certo ponto, mas pode ser 
dito que todas elas bloqueiam a passagem de corrente, efetiva-
mente. É dito que esses isolantes têm uma resistência infinita na 
maioria dos casos. De acordo com a teoria do elétron, os átomos 
de um isolante não cedem elétrons facilmente. Quando uma ten-
são é aplicada a tal substância, as órbitas dos elétron exteriores 
são deformadas, mas, assim que a tensão se afastada, os elétrons 
voltam às suas posições normais. Porém, se a tensão aplicada é 
tão forte que atrai a estrutura atômica além de seu limite elástico, 
os átomos perdem elétrons e o material se torna um condutor. 
Quando isto acontece, é dito que o material foi rompido. Um 
exemplo deste fenômeno é quando um raio comum viaja pelo 
ar durante uma tempestade de chuva. O raio produz uma tensão 
tão alta que a corrente é forçada pelo ar, que é um isolante na 
maioria das situações.
TEORIA DE MAGNETISMO
O ímã
Quase todo mundo já testemunhou os efeitos de magnetismo, e 
muitos possuem ímãs permanentes simples, como o ilustrado na 
Figura 1-13. Porém, poucas pessoas percebem a importância de 
magnetismo e a sua relação com a eletricidade. Na comunidade 
científica, é comum o pensamento de que eletricidade não exis-
tiria sem o magnetismo. Um ímã pode ser definido como um 
Baixa resistência Alta resistência
Movimento
Força
Pouco atrito
(piso polido)
Movimento
de elétrons
5 V (força) 5 V (força)
Baixa resistência
elétrica
(circuito fechado)
Alta resistência
elétrica
(circuito aberto)
+–
Sem movimento 
de elétrons +–
Força
Muito atrito
(piso rugoso)
Sem movimento
(a)
(b)
FIGURA 1-12 Comparação entre resistência e atrito.
Armadura ferromagnética
N S
FIGURA 1-13 Um ímã permanente.
_Livro_Eismin.indb 8_Livro_Eismin.indb 8 29/04/16 15:3629/04/16 15:36
Capítulo 1 Fundamentos de eletricidade 9
objeto que atrai metais ferrosos como o ferro ou o aço. Produz 
um campo magnético externo para si mesmo e reage com subs-
tâncias magnéticas.
É aceito que um campo magnético consiste em linhas 
invisíveis de força que deixam o polo norte do ímã e entram 
no polo sul. A direção dessa força só é suposta para estabelecer 
regras e referências para a sua utilização. Se existe algum mo-
vimento real da força do polo norte ao polo sul de um ímã, este 
não é conhecido, mas sabe-se que a força age em uma direção 
definida. Isso é indicado pelo fato de que um polo norte repele 
outro polo norte, mas é atraído por um polo sul.
Polos iguais se repelem e polos distintos se atraem. Um 
ímã permanente é um tipo de imã que mantém um campo mag-
nético quase constante, sem a aplicação de qualquer força magne-
tizadora. A maioria dos ímãs permanentes apresenta praticamente 
perda de força magnética ao longo um período de vários anos.
Um ímã natural é um ímã achado na natureza; ele é cha-
mado de lodestone ou pedra principal. O ímã natural recebeu 
esse nome porque era usado pelos primeiros navegantes para de-
terminar a direção. O lodestone é composto de um óxido de ferro 
chamado magnetita.
Quando foi descoberto, verificou-se que o lodestone tinha 
propriedades peculiares. Quando era suspenso livremente, um 
lado sempre apontava para uma direção ao norte. Por essa razão, 
uma ponta do lodestone foi nomeada o norte-seguidor e a outra 
ponta, o sul-seguidor. Esses termos foram encurtado s para nor-
te e sul, respectivamente. A razão por que um ímã livremente 
suspenso assume uma posição norte-sul é que a Terra é um ímã 
gigante e o campo magnético da Terra se manifesta sob toda a 
superfície. As linhas de força do ímã suspenso interagem com o 
campo magnético da Terra e alinham o ímã adequadamente. De 
acordo com a definição, o polo magnético perto do polo norte 
geográfico da Terra é, de fato, o polo magnético sul da Terra. 
Isso pode ser demonstrado suspendendo um ímã em um fio e ob-
servando a direção em que polo de norte aponta. O polo norte do 
ímã aponta para o norte geográfico da terra, mas, por definição, 
norte deveria repelir norte; então, o polo magnético sul da terra 
está realmente maispróximo do norte geográfico da terra. Esse 
conceito é demonstrado na Figura 1-14. Para eliminar qualquer 
confusão, a direção para a qual o polo norte de um ímã aponta é 
chamada de polo norte da Terra. Na realidade é o sul magnético.
Os polos magnéticos da Terra não ficam situados nos po-
los geográficos. O polo magnético no hemisfério do norte é si-
tuado a leste do norte geográfico. O polo sul magnético é situado 
a oeste do sul geográfico, como ilustrado na Figura 1-14. A di-
ferença entre os polos geográficos e magnéticos é chamada de 
variação magnética. A variação magnética às vezes é chamada 
de declinação magnética. Em geral, esse princípio de variação 
magnética não afeta os fenômenos elétricos; porém, ele se torna 
muito importante ao navegar uma aeronave usando uma bússola 
magnética.
A verdadeira natureza de magnetismo não é entendida 
totalmente, embora seus efeitos sejam bem conhecidos. Uma 
teoria que parece fornecer uma explicação lógica do magne-
tismo assume que os átomos, ou as moléculas de substâncias 
magnéticas, são, na realidade, pequenos ímãs. É discutido que os 
elétrons que se movem em torno do núcleo de um átomo criam 
campos magnéticos pequenos. Em substâncias magnéticas como 
o ferro, supõe-se que a maioria dos elétrons está se movendo 
em uma direção geral ao redor dos núcleos; consequentemente 
esses elétrons produzem um campo magnético notável em cada 
átomo, e cada átomo ou molécula se torna um ímã minúsculo. 
Quando a substância não é magnetizada, as moléculas movem-
-se em todas as direções no material, como mostrado em Figura 
1-15a, e os seus campos tendem a cancelar um ao outro. Quando 
a substância é colocada em um campo magnético, as moléculas 
se alinham com o campo e os campos das moléculas acrescen-
tam à força do campo magnetizador. Um diagrama de uma subs-
tância magnetizada é mostrado em Figura 1-15b.
Quando um pedaço de ferro-doce é colocado em um cam-
po magnético, quase todas as moléculas no ferro se alinham com 
o campo, mas, assim que o campo magnetizador é afastado, a 
maioria das moléculas retorna para suas posições aleatórias, e a 
substância já não está mais magnetizada. Pelo fato de algumas 
das moléculas tenderem a permanecer na posição alinhada, toda 
substância magnética retém uma quantidade pequena de magne-
tismo depois de ter sido magnetizada. Esse magnetismo retido é 
chamado de magnetismo residual.
Certas substâncias, como o aço duro, são mais difíceis 
de magnetizar que ferro-doce, por causa do atrito interno en-
tre as moléculas. Se tal substância é colocada em um campo 
magnético muito forte, as moléculas são alinhadas com o cam-
po. Quando a substância é afastada do campo magnético, ela 
Polo norte
geográfico
Polo sul
geográfico
Variação
magnética
Polo sul
magnético
Polo norte
magnético
Campo
magnético
da Terra
S
N
FIGURA 1-14 O campo magnético da Terra.
Desmagnetizado Magnetizado
(a) (b)
FIGURA 1-15 Teoria do magnetismo.
_Livro_Eismin.indb 9_Livro_Eismin.indb 9 29/04/16 15:3629/04/16 15:36
10 Eletrônica de Aeronaves
retém seu magnetismo; consequentemente ela é chamada de 
ímã permanente. O aço duro e certas ligas metálicas, como o 
Alnico (uma liga que contém níquel, alumínio e cobalto), têm 
a habilidade de reter o magnetismo. Ímãs permanentes retêm 
o seu magnetismo pela mesma razão que eles são difíceis de 
magnetizar, ou seja, as moléculas não trocam as suas posições 
facilmente. Quando as moléculas estão alinhadas, todos os po-
los norte das moléculas apontam na mesma direção e produzem 
o polo norte do ímã. De certa forma, os polos sul das moléculas 
produzem o polo sul do ímã.
Muitas substâncias não têm nenhuma propriedade mag-
nética apreciável. Os átomos dessas substâncias aparentemen-
te têm órbitas de elétrons em posições tal que os seus campos 
cancelam um ao outro. Entre essas substâncias estão o cobre, a 
prata, o ouro e o chumbo.
A capacidade de um material de se magnetizar é chamada 
de permeabilidade. Um material com permeabilidade alta é fá-
cil de magnetizar ou desmagnetizar. Um material com permeabi-
lidade baixa é difícil de magnetizar ou desmagnetizar. Materiais 
com permeabilidade alta, como ferro-doce, são mais úteis como 
ímãs temporários. Materiais com baixa permeabilidade, como o 
Alnico, são mais apropriados como ímãs permanentes.
Os materiais magnéticos descobertos mais recentemente 
são conhecidos como elementos de terras raras. Esses elemen-
tos de terras raras (ou metais de terras raras) são um conjunto de 
17 elementos químicos que ocorrem naturalmente na Terra. Ape-
sar do nome, a maioria elementos de terras raras é relativamente 
abundante na crosta terrestre. Porém, estes elementos são muito 
dispersos e não são facilmente encontrados em formas concen-
tradas e economicamente viáveis. Quando um elemento de terras 
raras é transformado em um ímã, ele é geralmente chamado de 
ímã de terras raras. Em geral, a maioria dos metais de terras 
raras pode ser usada na fabricação de imãs muito fortes e es-
ses metais ficaram populares em muitos componentes elétricos 
modernos, devido às suas forças relativas. Por exemplo, muitos 
motores compactos, mas ainda assim poderosos, usam ímãs de 
terras raras para ajudar a criar uma força rotativa.
Propriedades de magnetismo
O campo de força que existe entre os polos de um ímã é chama-
do de campo magnético. O padrão desse campo pode ser visto 
colocando um papel duro em cima de um ímã e borrifando li-
malhas de ferro no papel. Como mostrado na Figura 1-16, as 
limalhas de ferro se alinharão com as linhas de força magnética. 
Nota-se então que as linhas diretamente entre os polos são re-
tas, mas as linhas mais distantes são curvadas. Essa curvatura 
acontece por causa da repulsão de linhas que viajam na mesma 
direção. Se limalhas de ferro forem borrifadas em um papel co-
locado sobre os dois polos norte, o campo terá o padrão mostra-
do na Figura 1-17. Aqui as linhas de força dos dois polos saem e 
se curvam para longe umas das outras.
A força magnética, também chamada de fluxo magnéti-
co, viaja do norte para sul em linhas invisíveis. Assumindo uma 
direção, nós damos uma referência pela qual podem ser feitos 
cálculos e determinados os efeitos magnéticos. Um vez que as 
limalhas de ferro, em um campo magnético, se organizam em 
linhas, é lógico dizer que força magnética existe em linhas.
Um espaço ou uma substância atravessados por linhas de 
força magnéticas são chamados de circuito magnético. Se uma 
barra de ferro-doce é colocada nos polos de um ímã, quase todas 
as linhas magnéticas de força (fluxo) passam pela barra e o cam-
po externo será muito fraco.
O campo externo de um ímã é distorcido quando qual-
quer substância magnética é colocada nesse campo, pois é mais 
fácil que as linhas de força viajem pela substância magnética 
do que pelo ar (veja Figura 1-18). A oposição de um material 
ao fluxo magnético é chamada de relutância e compara-se à 
resistência em um circuito elétrico. Como na corrente elétrica, 
o material que resistirá completamente às linhas de fluxo mag-
nético é desconhecido. Porém, algunsmateriais aceitarão linhas 
de fluxo mais facilmente que outros.
Revisando, as propriedades de ímãs são as seguintes: (1) O 
polo que tende a apontar para o norte geográfico da Terra é chama-
do de polo norte do ímã. O lado oposto é o polo sul. (2) Polos mag-
néticos iguais repelem um ao outro e polos distintos atraem um ao 
outro. (3) Um campo magnético está estabelecido ao redor de cada 
ímã e contém linhas de fluxo magnéticas. Essas linhas de fluxo 
são diretamente responsáveis pelas propriedades magnéticas do 
material. (4) A força de qualquer ímã é diretamente proporcional à 
densidade do campo de fluxo. Quer dizer, um ímã mais forte terá 
um número relativamente maior de linhas de fluxo concentradas 
em uma determinada área. (5) Campos magnéticos são mais fortes 
N S
FIGURA 1-16 Um campo magnético.
N N
FIGURA 1-17 Um campo magnético entre dois polos 
magnéticos iguais.
Ferro-doce
N
S
FIGURA 1-18Um campo distorcido por uma substância 
magnética.
_Livro_Eismin.indb 10_Livro_Eismin.indb 10 29/04/16 15:3629/04/16 15:36
Capítulo 1 Fundamentos de eletricidade 11
perto dos polos do ímã. Isto acontece devido à concentração de 
linhas de fluxo em cada polo. (6) Por definição, as linhas de fluxo 
magnético fluem do polo norte para o polo sul em qualquer ímã. 
Essa propriedade se torna importante ao estudar certas relações do 
magnetismo. (7) Linhas de fluxo nunca se cruzam. Isto porque as 
linhas de fluxo se repelem com uma força relativamente intensa. 
(8) Linhas de fluxo magnético sempre passam pelo caminho de 
menor resistência, como quando elas preferem passar por um pe-
daço de ferro-doce ao invés de passar pelo ar.
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS
Eletroímãs
Os eletroímãs, em várias formas, são itens muito úteis e já se tor-
naram comuns nas aeronaves modernas. Os eletroímãs, como in-
sinua o nome, são produzidos usando uma corrente elétrica para 
criar um campo magnético. Ao redor de todo condutor pelo qual 
passe uma corrente elétrica, existe um campo magnético. A Figu-
ra 1-19a mostra uma bússola usada para detectar o campo magné-
tico adjacente a um condutor de corrente. Este campo magnético 
é criado devido ao movimento de elétrons pelo condutor. Tipica-
mente esse campo magnético é tão pequeno que fica despercebi-
do. Porém, se a corrente é muito intensa ou o condutor forma uma 
bobina, há um aumento de força do campo magnético. A maioria 
dos eletroímãs é construída de uma bobina de fio com centenas de 
voltas para criar a força de campo magnético desejada.
Na Figura 1-19b, o círculo sombreado representa uma 
seção atravessada de um condutor com a corrente fluindo para 
dentro do papel. A corrente está fluindo do negativo para o posi-
tivo. Quando a corrente flui como indicado, o campo magnético 
está na direção do ponteiro do relógio. Isso é facilmente deter-
minado pelo uso da regra da mão esquerda. Quando um fio é 
segurado na mão esquerda com o dedo polegar apontando do ne-
gativo para o positivo, o campo magnético ao redor do condutor 
está na direção em que os dedos estão apontando.
Se um fio condutor de corrente está curvado ou enrolado, 
a bobina assume as propriedades de um ímã; quer dizer, um lado 
da volta será o polo norte e o outro lado será o polo sul. Lembre-
-se de que os eletroímãs são feitos de uma bobina de fio, não de 
um único fio. Quando um fio é enrolado e conectado a uma fonte 
de energia elétrica, os campos gerados pelas voltas separadas 
se unem e passam por toda a bobina, como mostrado na Figu-
ra 1-20a. A Figura 1-20b mostra a seção transversal da mesma 
bobina. Note que as linhas de força produzidas por uma volta se 
juntam com as linhas de força das outras voltas e passam pela 
bobina, isso faz com que a bobina assim adquira uma polarida-
de magnética. A polaridade da bobina é facilmente determinada 
pelo uso da regra da mão esquerda para bobinas: Quando 
uma bobina é segurada na mão esquerda com os dedos apon-
tados na direção da corrente, isso é, do negativo para positivo, 
o dedo polegar apontará na direção do polo norte da bobina.
A maioria dos eletroímãs tem um fio enrolado ao redor de 
um material com núcleo de ferro doce (bobina).
O núcleo fornece a estrutura na qual o fio de cobre é enro-
lado. E o núcleo ajuda a direcionar os fluxos do campo magné-
tico para uma determinada área. Claro que o fio na bobina deve 
ser separado de forma que não haja curto-circuito entre as voltas 
da bobina. Um eletroímã típico é feito torcendo muitas voltas 
de fio isolado em um torno de um núcleo de ferro-doce que foi 
envolvido com um material isolante. As voltas de fio são feitas 
mais próximas possível umas das outras para ajudar a impedir 
que linhas de força magnética passem entre as voltas. A Figura 
1-21 é um desenho da seção transversal de um eletroímã.
1,5 Volts Motor
Há um campo magnético 
ao redor de todo condutor 
que conduz uma corrente
Esta vista da seção transversal de um condutor mostra 
o fluxo do campo magnético. Nota: A corrente flui em 
direção ao papel.
(a)
(b)
Fluxo de corrente
+–
FIGURA 1-19 O elétron (corrente) cria um campo magnético: (a) o campo magnético pode ser medido nas adjacências 
de um fio que conduz uma corrente; (b) o fluxo de campo magnético em torno de um condutor.
_Livro_Eismin.indb 11_Livro_Eismin.indb 11 29/04/16 15:3629/04/16 15:36
12 Eletrônica de Aeronaves
A força de um eletroímã é diretamente proporcional (1)
à intensidade da corrente que flui pela bobina eletromagnética 
e (2) ao número de voltas de fio da bobina eletromagnética. O 
crescimento da corrente na bobina ocorre quando o aumento do 
número de voltas de fio ao redor da bobina aumenta. Além disso, 
o uso de um material de permeabilidade alta aumentará a força 
de um eletroímã.
O mesmo eletroímã que usa um núcleo de baixa permea-
bilidade teria uma força magnéticadiminuída. Outros fatores 
também afetam a força de um eletroímã, embora eles sejam des-
prezíveis para a maioria das aplicações de uso geral.
A força exercida em um material magnético por um ele-
troímã é inversamente proporcional ao quadrado da distância 
entre o polo do ímã e o material. Por exemplo, se um ímã exerce 
uma força de atração de 1 lb [0,4536 kg] em uma barra de ferro 
quando a barra está a ½ in. [1,27 cm] do ímã, então a força de 
atração será somente de ¼ lb [0,1134 kg] quando a barra está a 1 
in. [2,54 cm] do ímã. Por essa razão, a distância na qual a força 
magnética tem que agir merece atenção especial em um projeto 
de equipamento elétrico que usa a atuação eletromagnética.
Solenoides
Foi explicado que uma bobina de fio, ao conduzir uma corrente, 
terá as propriedades de um ímã. Frequentemente essas bobinas 
são utilizadas para atuar em vários tipos de mecanismos. Se uma 
barra de ferro-doce é colocada no campo de uma bobina condu-
tora de corrente, a barra será magnetizada e será puxada para o 
centro da bobina, tornando-se, assim, o núcleo de um eletroímã. 
Por meio de um acoplamento adequado, o núcleo móvel pode 
ser usado para executar muitas funções mecânicas, como uma 
fechadura de porta eletricamente operada. Um eletroímã com 
um núcleo móvel é chamado de solenoide.
Um solenoide típico usa um núcleo oco; uma parte do nú-
cleo é um revestimento exterior não magnético fixado perma-
nentemente dentro das bobinas. A outra parte do núcleo é livre 
para deslizar dentro desse revestimento externo fixo, como mos-
trado na Figura 1-22. Geralmente a mola mantém a parte móvel 
do núcleo parcialmente distante de uma das extremidades da 
bobina eletromagnética. Quando a bobina é energizada, a força 
do eletroímã puxa o núcleo móvel para a parte oca, opondo-se à 
força da mola. Isso cria um movimento através de uma haste de 
ligação com o acoplamento mecânico.
Solenoides são frequentemente utilizados para controlar 
contatos elétricos, válvulas, disjuntores e vários tipos de dispo-
sitivos mecânicos. A principal vantagem dos solenoides é que 
eles podem ser colocados quase em qualquer lugar de um avião e 
podem ser controlados remotamente por pequenos interruptores 
ou unidades eletrônicas de controle. Embora o uso de solenoides 
seja limitado a operações nas quais apenas uma pequena quanti-
dade de movimento é requerida, eles têm uma faixa muito maior 
de movimento, resposta mais rápida e melhor força que eletroí-
mãs de núcleo fixo.
A maioria dos solenoides encontrados nas aeronaves é 
usada para operar contatos elétricos. Como visto na Figura 1-23, 
um circuito de corrente baixa é usado para ativar o eletroímã do 
solenoide. Quando o eletroímã é energizado (fechando o inter-
ruptor #1), o material do núcleo e os contatos elétricos movem-
-se devido ao campo magnético dentro da bobina. Neste circuito, 
os contatos elétricos são usados para fechar um segundo circuito 
que aciona um motor. Um solenoide pode ser usado para ligar 
ou desligar um circuito quando a bobina está energizada. Na a 
maioria dos casos, o solenoide contém dois circuitos indepen-dentes: (1) o circuito controlador e (2) o circuito controlado.
Relés
Eletroímãs que contêm um núcleo fixo e um acoplamento mecâni-
co articulado são chamados relés. Os relés são normalmente usa-
(a)
(b)
+
N
–
S
N S
FIGURA 1-20 O campo eletromagnético de uma bobina.
Núcleo de ferro-doce
Enrolamento
Condutores elétricos
Arroela de fibra
FIGURA 1-21 Um eletroímã.
Conexão para contatos 
elétricos ou acoplamento 
mecânico
M
o
vi
m
en
to
Enrolamento
Núcleo móvel
Luva não magnética
Mola
Núcleo fixo
FIGURA 1-22 Um solenoide.
_Livro_Eismin.indb 12_Livro_Eismin.indb 12 29/04/16 15:3629/04/16 15:36
Capítulo 1 Fundamentos de eletricidade 13
dos para comutação de aplicações com corrente baixa. A Figura 
1-24 ilustra um típico relé de comutação. Note que o núcleo de ele-
troímã de um relé é estacionário, diferentemente de um solenoide.
A parte do relé que é atraída pelo eletroímã para abrir ou 
fechar os contatos é chamada de armadura. Há vários tipos de 
armadura na área de eletricidade, mas, em todos os casos, será 
visto que uma armadura consiste, em parte, de uma haste ou nú-
cleo de um material que pode ser atraído por um campo magné-
tico. Em um relé, a armadura é atraída pelo eletroímã, e o seu 
movimento fecha ou abre os pontos de contato. Em alguns casos, 
o eletroímã opera vários contatos simultaneamente.
Há muita confusão cercando a terminologia dos relés e 
dos solenoides, por causa das semelhanças entre eles. Relés são 
frequentemente chamados de solenoides e vice-versa. Pela fina-
lidade deste texto, e como é geralmente aceito na indústria de 
aeronaves, um solenoide é um eletroímã com um material de nú-
cleo móvel, e um relé é um eletroímã com um núcleo fixo. Essas 
definições determinam se o eletroímã é usado para a comutação 
elétrica ou para outras funções mecânicas. A Figura 1-25 mostra 
as fotografias de um relé e de um solenoide. Note as diferen-
ças: (1) o solenoide tem um núcleo móvel, enquanto o núcleo de 
relé é estacionário; (2) o solenoide é usado para controlar circui-
tos de corrente alta, e o relé é usado para controlar circuitos de 
corrente baixa. Devido ao núcleo imóvel, um solenoide é muito 
mais forte que um relé. Por esse motivo, os solenoides são tipi-
camente usados para o controle de sistemas mecânicos, como 
um trinco mecânico. Também são usados solenoides (não relés) 
para controlar circuitos com corrente alta, como motores de par-
tida. Para ajudar a eliminar alguma confusão, muitos fabricantes 
de aeronaves substituíram o termo contator ou disjuntor por so-
lenoides de comutação ou relés.
MÉTODOS DE PRODUÇÃO DE TENSÃO
Como discutido anteriormente, tensão é a força, ou pressão, que 
cria o movimento do elétron. A tensão deve estar presente em 
todos os circuitos para produzir uma corrente. Mas o que cria 
tensão? A tensão é criada através de limitadas formas, e apenas 
dois métodos produzem quase 100 por cento de toda a energia 
elétrica consumida por uma aeronave típica.
A fricção é um método de produzir tensão através do sim-
ples ato de esfregar dois materiais diferentes. Isto, normalmente, 
produz eletricidade estática, que não é tipicamente uma for-
ma útil de energia. Na realidade, a maior parte da eletricidade 
estática encontrada na aeronave se torna um incomodo para os 
sistemas de comunicação e de navegação, como também aos dis-
positivos eletrônicos avançados.
A pressão é outro meio de produzir tensão. A piezeletri-
cidade é a eletricidade criada aplicando pressão em certos ti-
pos de cristais. Uma vez que somente pequenas quantidades de 
energia são produzidas usando piezeletricidade, as aplicações 
são limitadas. Alguns microfones usados em comunicação via 
rádio empregam o efeito piezelétrico para converter ondas sono-
ras em energia elétrica. A maioria dos dispositivos piezelétricos 
usa materiais cristalinos, como o quartzo, para produzir tensão. 
Quando uma força é aplicada a certos cristais, as suas estruturas 
moleculares deformam e elétrons podem ser emitidos para um 
condutor. Cristais piezelétricos também são usados em alguns 
equipamentos de navegação e em vários sistemas de sensores. 
Isso será discutido posteriormente neste texto.
A luz é uma fonte de energia que também pode ser con-
vertida em eletricidade. O efeito fotoelétrico produz uma tensão 
quando a luz é emitida sobre certas substâncias. O zinco é um 
típico material fotossensível. Se exposto a raios ultravioletas, 
em condições apropriadas, o zinco produzirá uma tensão. Em-
bora dispositivos fotoelétricos sejam limitados nas aeronaves 
modernas, astronaves e satélites dependem muito de fotocélulas 
(células solares) e do sol como uma fonte de energia. Algumas 
aeronaves usam sensores de luz nos sistemas de tela das cabines 
de comando modernas. Esses sensores operam usando o efeito 
fotoelétrico. Quanto mais de luz que alcança o sensor, mais ten-
são é produzida, veja Figura 1-26.
O calor também pode ser usado para produzir tensão. A 
eletricidade produzida pela junção de dois metais diferentes, sob 
temperaturas normais, é chamada de efeito termoelétrico. Por 
exemplo, cobre e zinco que se mantêm unidos produzem ten-
são quando submetidos a aquecimento. Esta combinação de dois 
metais diferentes é chamada de termopar. Os termopares são 
usados em praticamente qualquer sensor de temperatura eletrô-
nico existente em uma aeronave. Isso inclui a descarga de gás 
e os sensores de temperatura da cabeça dos cilindros, equipa-
mentos eletrônicos de monitoramento de temperatura e alguns 
detectores de fogo.
A reação química ocorre em todas as baterias para produ-
zir eletricidade para os sistemas da aeronave. Uma bateria é en-
contrada em praticamente todas as aeronaves, produzindo tensão 
a partir da reação entre duas ou mais substâncias químicas dife-
rentes. Quando duas ou mais das substâncias químicas corretas 
entram em contato, as suas estruturas são alteradas e uma tensão 
é produzida. A maioria das aeronaves contém uma bateria usada 
+V
+V
–V
Chave #1
Circuito controlador
de corrente baixa
(1 A)
–V
Circuito controlado
de corrente alta
(40 A)
Núcleo
móvel
Bobina
Contatos
Solenoide
M
Motor
FIGURA 1-23 Um solenoide tem dois circuitos indepen-
dentes, um circuito “controlador” de corrente baixa e um 
circuito “controlado” de corrente alta.
Eletroímã
Pontos de
contato
Parada com
isolante
ArmaduraPivô
Mola
FIGURA 1-24 Chave eletromagnética: relé.
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14 Eletrônica de Aeronaves
para a partida do motor e os procedimentos de emergência. As 
aeronaves grandes e modernas contêm várias baterias para serem 
usadas na alimentação de uma variedade de equipamentos.
O magnetismo é usado para produzir a maioria de toda a 
energia elétrica. A indução eletromagnética é o processo onde 
tensão é produzida movendo-se um condutor por um campo 
magnético.
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
Princípios básicos
A transferência de energia elétrica sem conexões elétricas é 
chamada de indução. Quando energia elétrica é transferida 
por meio de um campo magnético, isso é chamado de indu-
ção eletromagnética. Esse tipo de indução é universalmente 
empregado na geração de energia elétrica. Quase toda energia 
elétrica é produzida por indução eletromagnética, usando um 
dispositivo conhecido como gerador ou alternador. Geradores 
e alternadores serão discutidos posteriormente neste texto. In-
dução eletromagnética também é o princípio que torna possível 
o funcionamento de transformadores elétricos e a transmissão 
de sinais de rádio.
Foto sensor
FIGURA 1-26 Um típico foto sensor montado em uma 
placa de circuito.
(a)
+V
+V Circuito 
controlador
–V
Circuito controlado
Circuito controlado
Conectores da bobina
(circuito controlador)
Núcleo
móvel
Bobina
Contatos
Conectores
da bobina
Solenoide
Para a carga Para a
carga
(b)
+V
+V Circuito controlador
–V
Circuito controlado
Núcleo
fixoBobina
Bobina
ContatosPivô
Para a carga
Contatos
Núcleo
fixo
FIGURA 1-25Comparação entre um solenoide e um relé: (a) um diagrama e uma foto de um solenoide; (b) um diagra-
ma e uma foto de um relé.
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Capítulo 1 Fundamentos de eletricidade 15
Indução eletromagnética ocorre sempre que há um movi-
mento relativo entre um condutor e um campo magnético. Para 
se produzir energia, o condutor move-se através das linhas de 
força magnética (não paralelo a elas). O movimento relativo 
pode ser causado por um condutor estacionário e um campo em 
movimento ou por um condutor em movimento em um campo 
estacionário.
As duas classificações gerais da indução eletromagnética 
são ação geradora e ação motora. Ambas as ações são eletrica-
mente as mesmas, mas os métodos de operação são diferentes. A 
ação motora será discutida em um próximo capítulo deste texto.
Ação geradora
O princípio básico da ação geradora é mostrado na Figura 1-27. 
Enquanto o condutor se move pelo campo, uma tensão é indu-
zida nele. A mesma ação ocorre se o condutor for estacionário 
e o campo magnético for movido. A direção da tensão induzida 
depende da direção do campo e pode ser determinada usando a 
regra da mão esquerda para geradores: Estenda o dedo pole-
gar, o dedo indicador e dedo médio da mão esquerda, de forma 
que eles formem ângulos retos entre eles, como mostrado na Fi-
gura 1-28. Vire a mão de forma que a ponta do dedo indicador 
aponte na direção do campo magnético e o dedo polegar aponte 
na direção de movimento do condutor. Então o dedo médio esta-
rá apontando na direção da tensão induzida.
A Figura 1-29 ilustra outro tipo de ação geradora. Aqui 
uma barra de ímã é empurrada para dentro de uma bobina de fio. 
Um medidor sensível conectado na bobina mostra que a corrente 
flui em certa direção quando o ímã se move para dentro da bobi-
na. Assim que o ímã deixa de se mover, a corrente cessa. Quando 
o ímã é retirado, o medidor mostra que a corrente está fluindo 
na direção oposta. A corrente induzida na bobina é causada pelo 
campo do ímã assim que ele atravessa as voltas do fio na bobina.
Em geral, para produzir uma tensão por indução eletro-
magnética, deve haver um campo magnético, um condutor e 
o movimento relativo entre os dois. O campo magnético pode 
ser produzido por um ímã permanente ou um eletroímã. Tipica-
mente, eletroímãs são usados por causa das suas vantagens no 
aumento de força magnética. O condutor usado normalmente é 
enrolado na forma de uma bobina, que produz uma maior tensão 
induzida. O movimento pode ser criado deslocando o ímã ou o 
condutor. Tipicamente, isto é feito girando uma bobina dentro de 
um campo magnético ou girando um campo magnético dentro 
de uma bobina de fio.
Direção da corrente
Direção do
movimento
Condutor
Direção da
corrente
S
N
FIGURA 1-27 Ação geradora.
Corrente
M
ovimento
F
E
M
FIGURA 1-28 Regra da mão esquerda para geradores.
Ímã move-se para
dentro da bobinaN S(Ímã)
+
(a)
–
Ímã move-se para
fora da bobinaN S(Ímã)
Nota: fluxo da corrente
muda de direção
–
(b)
+
FIGURA 1-29 Corrente induzida por um campo magnético em movimento: (a) o ímã move-se para dentro da bobina – 
note a polaridade do medidor; (b) o ímã move-se para fora da bobina – note a polaridade do medidor.
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16 Eletrônica de Aeronaves
QUESTÕES DE REVISÃO
 1. Descreva as propriedades de um ímã permanente.
 2. Qual é a diferença entre as substâncias necessárias para 
os ímãs permanentes e aquelas utilizadas para ímãs 
temporários?
 3. Defina permeabilidade e relutância.
 4. Quando a direção de uma corrente que passa por uma 
bobina é conhecida, como você determina a polaridade da 
bobina?
 5. Como se dá a atração de um imã por um pedaço de aço a 1 
polegada de distância comparada à atração a 2 polegadas 
de distância?
 6. Compare um solenoide com um eletroímã.
 7. Descreva um relé.
 8. Quais condições são necessárias para produzir indução 
eletromagnética?
 9. Como você determina a direção de uma corrente?
 10. De acordo com o FAA, em que direção a corrente flui?
 11. Quais efeitos indesejáveis são causados pela eletricidade 
estática durante a operação de um avião?
 12. Defina molécula e átomo.
 13. Quais partículas são encontradas em um átomo?
 14. Explique a diferença entre um relé e um solenoide.
 15. Qual é o outro nome para um átomo carregado?
 16. O que faz com que algumas substâncias sejam condutoras, 
isolantes ou semicondutoras?
 17. Qual força é exigida para fazer elétrons se moverem em 
um condutor?
 18. Explique a natureza das cargas estáticas.
 19. O que é uma corrente elétrica?
 20. Qual é o nome dado à unidade de força eletromotriz?
 21. A qual força física a tensão pode ser comparada?
 22. Qual é a unidade de uma corrente elétrica?
 23. Descreva o processo de indução eletromagnética.
 24. Defina o que é resistência e dê a sua unidade.
 25. Quais os fatores que determinam a resistência de um 
condutor?
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