Apostila 1 - Conceitos de Elétrica

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Conceitos de Elétrica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1- CARACTERÍSTICAS DA CORRENTE CONTÍNUA E 
 CORRENTE ALTERNADA DE BAIXA POTÊNCIA. 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
A unidade fundamental da matéria é o átomo, sendo assim, constitui-se da menor partícula de 
um elemento. O átomo é composto de um núcleo central contendo prótons (carga positiva) e 
nêutrons (carga nula). Na região ao redor do núcleo, chamada de eletrosfera, orbitam os 
elétrons (carga negativa), tal como ilustrado na figura a seguir. 
 
Figura 1.1: Constituição do átomo. 
 
 
Fonte: Apostila de eletricidade básica- IFSP 
 
 
O módulo da carga elétrica de um próton é igual à carga do elétron, são diferentes apenas em 
polaridade (sinal), sendo a menor quantidade de carga possível de se encontrar na natureza, 
por isso, essa carga é denominado de carga elétrica elementar. 
A carga elétrica elementar tem seu valor igual a: 
 
e= 1,6 x 10 -19 [C] (coulomb) (1.1) 
 
Desta forma, conhecendo-se a quantidade de prótons ou elétrons que um corpo qualquer tem 
em excesso, pode-se calcular o valor da carga elétrica deste corpo: 
 
Q = ±e × n [C] (1.2) 
 
sendo n a quantidade de prótons ou elétrons excedentes no corpo, considerando (+) para os 
prótons e (-) para os elétrons. 
 
 
 
 
 
EXEMPLO 1.1: 
Um corpo que inicialmente tem carga elétrica equilibrada (carga nula) é submetido a um 
processo de eletrização no qual perde 5 elétrons. Calcule a carga elétrica deste corpo após a 
eletrização. 
 
Solução: 
Um corpo que tem carga elétrica nula possui a mesma quantidade de prótons e elétrons. Se o 
corpo perdeu 5 elétrons, significa que agora ele possui 5 prótons a mais do que a quantidade 
de elétrons. Sendo assim, aplica-se a equação (1.2), escolhendo o sinal positivo (pois trata-se 
de prótons em excesso) e fazendo n = 5: 
 
Q = +e × n = + 5 x 1,6 x 10 -19 => Q = 8,0 x 10 -19 [C] 
 
 
ELÉTRONS LIVRES 
Como dito anteriormente, os elétrons orbitam o núcleo atômico. Acontece que os elétrons 
mais afastados podem ganhar energia do meio externo e desprender-se do átomo de origem, 
passando-se chamar elétrons livres. E são os elétrons livres que constituem a famosa 
corrente elétrica. Materiais condutores possuem grande quantidade de elétrons livres. 
 
POTENCIAL ELÉTRICO 
Uma carga elétrica gera em seu redor um campo elétrico. Dá-se o nome de potencial elétrico 
a medida associada ao nível de energia potencial de um ponto de um campo elétrico. 
Colocando uma carga de prova q em um ponto P de um campo elétrico, essa carga adquire 
uma energia devido ao potencial elétrico deste ponto. A unidade de medida do potencial 
elétrico é o volt (V). Apresenta-se na Figura 1.2 uma carga elétrica e o seu potencial elétrico. 
 
Figura 1.2: Potencial elétrico 
 
 
Fonte: Apostila de eletricidade básica- IFSP 
 
 
 
 
TENSÃO ELÉTRICA 
A tensão elétrica ou Diferença de Potencial elétrico (DDP), que também é medida em volt (V) 
é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos. A tensão elétrica indica o trabalho que 
deve ser feito, por unidade de carga, contra um campo elétrico para se movimentar uma 
carga qualquer. 
Separando um corpo neutro em duas regiões com cargas opostas cria-se uma 
tensão elétrica entre essas regiões. 
Toda fonte de tensão é estabelecida com a simples criação de uma separação de cargas 
positivas e negativas. Quando uma carga de prova é submetida a uma tensão elétrica, ela 
move-se da região de maior potencial para a região de menor potencial. 
A tensão elétrica é a grande responsável pelo surgimento da corrente elétrica. 
 
CORRENTE ELÉTRICA 
 
O deslocamento de cargas elétricas para uma determinada direção e sentido é o que se 
chama de corrente elétrica. A corrente elétrica origina-se por meio de uma tensão elétrica 
aplicada entre dois pontos distintos no espaço. Ilustra-se na Figura 1.3 a corrente elétrica 
gerada por uma bateria. Normalmente utiliza-se a corrente causada pela movimentação de 
elétrons em um condutor, mas também é possível haver corrente de íons positivos e 
negativos (em soluções eletrolíticas ou gases ionizados). 
O sentido de deslocamento dos elétrons (sentido real) ocorre do polo negativo da fonte para 
o polo positivo, ou seja, o polo negativo possui excesso de elétrons que serão cedidos ao pólo 
positivo com carência de elétrons. Alguns autores adotam o sentido convencional, onde o 
sentido da corrente seria do polo positivo para o polo negativo. 
 
Figura 1.3: Corrente elétrica 
 
 
Fonte: Apostila de eletricidade básica- IFSP 
 
 
 
Em outras palavras, corrente elétrica é a quantidade de carga elétrica que atravessa a seção 
transversal de um condutor em um intervalo de um segundo. Portanto, o cálculo da 
intensidade de corrente elétrica (I) é dado por: 
 
I = Q / Δ t = [A] (ampère) (1.3) 
 
Sendo Q a carga total que atravessa o corpo e Δt o intervalo de tempo considerado em 
segundos. 
 
 
Podemos associar a corrente elétrica com o fluxo de água numa mangueira cheia, com a 
torneira sendo o interruptor e a ponta sendo a lâmpada. Assim que abrimos a torneira 
(ligamos o interruptor), a água sai do outro lado (a luz acende). A corrente elétrica existe em 
duas formas: a corrente contínua e alternada. 
 
Figura 1.4: Analogia da corrente elétrica com um sistema hidráulico 
 
Fonte: Adaptado da apostila de eletricidade básica Prof. Diovani Milhorim 
 
CORRENTE CONTÍNUA 
A corrente contínua (CC, ou em inglês DC – direct current), é o fluxo de elétrons em um único 
sentido. Uma pilha, por exemplo, cada ponta possui sempre o mesmo sinal. Uma ponta é polo 
positivo e a outra ponta o polo negativo. Os elétrons se movem do polo negativo, que os 
repele, para o polo positivo, que os atrai. É usada principalmente em circuitos que usam baixa 
tensão, como aparelhos eletrônicos. Por isso pilhas e baterias comuns usam de 1,5 a 9 volts. 
A corrente contínua flui somente se o circuito estiver fechado, interrompendo o fluxo se o 
circuito for aberto. 
 
 
 
 
CORRENTE ALTERNADA 
A corrente alternada (CA, ou em inglês AC – alternate current), é o fluxo de elétrons que 
alternam o sentido. Isso se dá pela alternância da polaridade do gerador da corrente. Esse 
tipo de corrente é produzida no alternador através do movimento relativo entre um ímã e uma 
bobina (fio enrolado como se fosse uma mola comprimida). No Brasil, essa oscilação de 
polaridade se dá a 60 Hertz (60 vezes por segundo) e a uma tensão de 110 volts. 
Reza a lenda que esse padrão começou nos Estados Unidos, 110 V foi adotado como o 
primeiro padrão para lâmpadas incandescentes porque com esta tensão, as lâmpadas 
brilhavam com a mesma intensidade de uma lâmpada a gás. Já a frequência de 60 Hz é uma 
frequência confortável em que o olho humano não distingue as oscilações. 
 
CIRCUITOS DE BAIXA POTÊNCIA 
 
São considerados circuitos de baixa potência ou baixa tensão, aqueles com tensão até 1000 
Volts em corrente alternada ou até 1500 Volts em corrente contínua. 
 
 
 
 
1.2- COMPONENTES BÁSICOS DE UM CIRCUITO ELÉTRICO E SUAS 
CARACTERÍSTICAS. 
 
 
Circuito elétrico é um caminho fechado que pode ser percorrido por uma corrente elétrica, 
sendo formado por uma fonte de alimentação, um condutor em circuito fechado e um 
elemento capaz de utilizar a energia produzida pelo gerador. 
Os componentes básicos de um circuito elétrico são: 
 Fonte de alimentação 
 Condutores elétricos 
 Resistores 
 Capacitores 
 Indutores 
 Comutadores 
 Dispositivos de segurança 
 
 
 
 
Figura 1.5: Tipos de circuitos elétricos 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Fonte de alimentação 
Na entrada do circuito precisamos ter algo que forneça energia, isto é, que realize trabalho 
sobre as cargas que vão se mover pelos componentes do circuito. 
A energia que vai realizar trabalho pode ser química, como nas baterias e células de 
combustíveis. Pode ser energia mecânica, como nos geradores. Temos as termopilhas, com 
diferenças de potencialsendo geradas a partir de diferenças de temperatura. E vale citar as 
cada vez mais populares células solares. 
 
 
Condutores elétricos 
Os condutores elétricos podem ser fios ou cabos, feitos de cobre ou alumínio e possuindo um 
revestimento isolante. Os fios são feitos de um único e espesso filamento, e por isso são 
rígidos. Os cabos são feitos por diversos filamentos finos, o que lhes dá maleabilidade e 
 
 
facilita sua passagem pela estrutura dos aviões ou colocação dentro dos eletrodutos. Os 
condutores elétricos geralmente possuem um revestimento isolante, sendo que os materiais 
mais usados são o policloreto de vinila (PVC), o teflon e a borracha. 
A seção, ou a “espessura” de um fio ou de um cabo condutor, depende da quantidade de 
eletricidade que este terá que suportar. Tal como um cano de água terá maior diâmetro (ou 
ter maior seção) se por ele tiver que passar mais água, assim também terá um fio ou cabo 
condutor que terá maior secção se por este tiver que passar uma maior quantidade de 
eletricidade. O revestimento terá que ter um isolamento com mais espessura se nele estiver 
presente uma tensão ou voltagem de maior valor. 
No condutor elétrico, os elétrons se deslocam do polo negativo para o polo positivo (sentido 
real), ocorrendo nesse deslocamento perda de energia elétrica devido as colisões dos 
elétrons com os átomos dos materiais. A essa dificuldade de deslocamento dos elétrons no 
condutor, chamamos de resistência, e essa propriedade dos materiais chamamos de 
resistividade. 
A equação para a resistividade (ρ) é : 
ρ = R.S / L (1.4) 
Nota-se que a resistividade é proporcional à resistência elétrica R e a área de seção 
transversal S do material e inversamente ao comprimento L do material em questão. Ou seja, 
quanto maior a resistência medida em um material, para uma dada área de seção transversal 
reta e um determinado comprimento, maior será sua resistividade. 
A condutividade elétrica ( σ) é simplesmente o inverso da resistividade. Ou seja, quanto 
maior a resistividade, menor será a condutividade. É o que mostra a seguinte equação: 
σ = 1/ρ (1.5) 
Os materiais são classificados como condutores quando a sua condutividade é maior que 
104/Ω.m, semicondutores se sua condutividade estiver no intervalo entre 10-10/Ω.m e 
104/Ω.m e isolantes se sua condutividade for menor que 10-9/Ω.m. 
Os metais geralmente possuem ótima condutividade, na faixa de 107/Ω.m. Estes são os mais 
utilizados para as linhas de transmissão de energia elétrica, pois propiciam um menor 
desperdício. Devido a sua alta condutividade, há menos perdas por aquecimento da rede 
elétrica. A prata é ótimo condutor, mas o cobre é o mais aplicado pela melhor relação 
custo/benefício. 
 
 
 
 
Tabela 1.1: Condutividade e resistividade de alguns materiais na temperatura de 20ºC. 
Material 
Condutividade Resistividade 
(Ω.m)-1 (Ω.m) 
Prata 6,29 x107 1,59 x10-8 
Cobre 5,81 x107 1,72 x10-8 
Ouro 4,10 x107 2,44 x10-8 
Alumínio 3,55 x107 2,82 x10-8 
Níquel 1,43 x107 6,99 x10-8 
Latão 1,25 x107 0,80 x10-7 
Ferro 1,00 x107 1,00 x10-7 
Platina 0,91 x107 1,10 x10-7 
Aço carbono 0,60 x107 1,67 x10-7 
Aço inoxidável 0,20 x107 5,00 x10-7 
Mercúrio 0,10 x107 9,80 x10-7 
Carbono 2,90 x104 3,50 x10-5 
Silício 1,56 x10-3 6,40 x102 
PET 1,00 x10-9 1,00 x109 
Vidro 1,00 x10-14 1,00 x1014 
Teflon 1,00 x10-23 1,00 x1023 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
Resistência 
Para que haja fluxo de cargas elétricas são necessários dois ingredientes básicos: uma 
diferença de potencial e um meio por onde as cargas elétricas devem circular. Para uma dada 
voltagem, o fluxo de cargas dependerá da resistência do meio por onde essas cargas deverão 
passar. Quanto maior a resistência, menor o fluxo de cargas para uma dada diferença de 
potencial. 
O símbolo que utilizamos para indicar a resistência de um material é a letra R e a unidade de 
resistência elétrica é o ohm (Ω). 
 
Figura 1.6: Representação da Resistência nos diagramas elétricos 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
 
As diferenças de potencial são produzidas por fontes de alimentação, que são dispositivos 
que realizam trabalho de algum tipo sobre as cargas elétricas, levando-as de um potencial 
mais baixo para outro mais alto. Isso é o que ocorre em dispositivos como baterias (energia 
eletroquímica), geradores de usinas hidrelétricas (energia potencial da água armazenada na 
represa), células solares (conversão fotovoltaica da energia dos fótons da luz incidente), 
geradores térmicos, etc... 
A Lei de Ohm, assim designada em homenagem ao seu formulador, o físico alemão Georg 
Simon Ohm (1787-1854), afirma que, para um condutor mantido à temperatura constante, a 
razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica é constante. Essa constante é 
denominada de resistência elétrica. 
Assim, podemos escrever a 1ª Lei de Ohm conforme a equação: 
R = V / i (1.6) ou V = i x R (1.7) 
Assim, a unidade de resistência Ohm (Ω) possui o valor de 1 Volt / Ampere. 
 
Figura 1.6: Circuito elétrico resistivo 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
EXEMPLO 1.2: 
Determine a intensidade de corrente do circuito da figura 1.6, sabendo-se que sua fonte é de 
12 V e a resistência é de 250 ohms. 
 
Solução: 
Dados V=12V e R=240 Ω. 
Da equação 1.6, temos: 
R = V/i => i = V/R = 12/240 = 0,5 A i = 0,05 A 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXEMPLO 1.3: 
Sabendo-se que ao aplicarmos a um resistor uma tensão de 36V, circula uma corrente igual a 
20 μA, determine a sua resistência. 
 
Solução: 
Dados V=36V e i= 20 μA. 
Da equação 1.6, temos: 
R = V/i = 36 / (20 x 10-6) = 1,8 x 106 Ω R = 1,8 x 106 Ω 
 
Os elétrons, ao se deslocarem, se chocam com os átomos do condutor, produzindo calor. 
Esse fenômeno de transformação é conhecido como Efeito Joule. Quanto maior for a 
resistência do condutor, maior será seu aquecimento. Existem alguns equipamentos que 
possuem como função básica a transformação de energia elétrica em energia térmica, tais 
como: fornos elétricos, aquecedores, ferros elétricos, chuveiros elétricos, etc. 
A transformação da energia elétrica em outro tipo de energia pode ser medida e é 
denominada de Potência elétrica e a sua unidade de medida é o watt (W) e está relacionado à 
energia elétrica total no circuito, e, no caso do resistor à energia térmica. Note então que a 
energia elétrica entregue pela fonte em um circuito elétrico é o produto da tensão pela 
corrente, que são na verdade as formas de energia elétrica presente no circuito. A Potência 
elétrica presente em um circuito é dada pela equação abaixo: 
 
P = V x i (1.8) Onde: V é tensão elétrica – volt (V) 
 i é corrente elétrica – ampère (A) 
 P é potência elétrica – watt (W) 
Sendo V= i x R (1.7), temos que i = V/R e, substituindo na equação (1.8). temos: 
P = V x V/R 
Então: P = V2 / R (1.9) 
 
 
EXEMPLO 1.4: 
Calcule a potência elétrica consumida pelo resistor do Exemplo 1.2. 
Solução: 
Dados V=12V e R=240 Ω. 
Usando a equação (1.9): 
P = 122 / 240 = 0,6W P = 0,6 watts 
 
 
 
Associação de Resistores 
 
Em muitos circuitos elétricos é necessário fazer a associação de resistores, podendo ser feita 
essas associações de três maneiras: 
 associação em série; 
 associação em paralelo; 
 associação mista, combinando-se os dois anteriores. 
 
Série - sua característica básica é proporcionar um único caminho à corrente elétrica, ou seja, 
a corrente que passa por um resistor será a mesma em todos os outros. Como conseqüência 
de tal característica, tem-se a divisão de tensão no circuito, com cada resistor possuindo o 
seu valor de tensão e a soma destes valores é igual a tensão da fonte. O valor da resistência 
da associação desses resistores é chamada de Resistência Equivalente (Req). 
 
Figura 1.7: Associação de resistores em série 
 
Fonte: Elaborado pelo autor.Temos então: 
V = R1 . i + R2 . i + R3 . i 
V = Req . i 
Substituindo: 
Req.i = R1 . i + R2 . i + R3 . i => Req = R1 + R2 + R3 (1.10) 
Neste caso, a Resistência Equivalente é a simples soma das resistências presentes no 
circuito em série. 
 
 
Paralelo - possui como característica básica o fato da tensão sobre cada resistor ser a 
mesma, igual à da fonte, com isso a corrente em cada resistor dependerá apenas de sua 
resistência, e a corrente total será igual a soma de todas as correntes. A corrente 
proveniente da fonte é dividida em várias partes, tantas quantos forem os resistores 
ligados. 
 
 
Figura 1.7: Associação de resistores em paralelo 
 
 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
V = Req .i = R1 .i1 = R2 . i2 = R3 . i3 
i1 = V/R1 ; i2 = V/R2 ; i3 = V/R3 
i = V/Req ; i = i1 +i2 + i3 
V/Req = V/R1 + V/R2 + V/R3 
V/Req = V/R1 + V/R2 + V/R3 => 1/Req = 1/R1 + 1/R2 +1/R3 (1.11) 
 
 
Assim, o inverso do valor da Resistência Equivalente é igual à soma do inverso das 
resistências em paralelo. 
 
 
Mista - neste caso,há uma combinação de resistores em série e paralelo. 
 
 
Figura 1.8: Associação mista de resistores 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
Rserie = R1 + R2 
1/Rparalelo = 1/R3 + 1/R4+ 1/R5 
Req = Rserie + Rparalelo 
Na associação mista, a Resistência Equivalente será igual soma dos resistores em série com 
o resultado dos resistores em paralelo. 
 
 
EXEMPLO 1.5: 
Calcule a resistência equivalente da associação mista da Figura 1.8, sabendo-se que: 
R1=100Ω ; R2=200Ω ; R3=40Ω ; R4=20Ω e R5=30Ω. 
 
Solução: 
Rserie = R1 + R2 = 100 + 200 = 300 Ω 
1/Rparalelo = 1/40 + 1/20 + 1/30 = 3/120 + 6/120 + 4/120 = 13/120 Ω 
Rparalelo = 120/13 = 9,23 Ω 
Req = 300 + 9,23 => Req = 309,23 Ω 
 
 
 
Capacitores 
 
Também denominados de condensadores, possuem a função de armazenar cargas elétricas. 
Um capacitor é formado por dois condutores isolados entre si, possuindo um material isolante 
entre os condutores (placas). Esse material isolante recebe o nome de dielétrico. O símbolo 
que representa o capacitor é a letra C. 
A propriedade que estes dispositivos têm de armazenar energia elétrica sob a forma de um 
campo eletrostático é chamada de capacitância (C), que é a quantidade de carga elétrica que 
um capacitor é capaz de armazenar. A capacitância é medida em Farad, cuja abreviação é o 
F. A Capacitância é determinada pelas dimensões das placas, diretamente proporcional à 
área (quanto mais carga, mais intenso o campo elétrico) e inversamente proporcional à 
espessura do dielétrico. 
A Capacitância é dada por: 
C = Q/V (1.12) 
onde: 
C = capacitância, medida em Farad (F). 
Q = cargas elétricas, medida em Coloumb (C). 
V = tensão, medida em Volt (V). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.9: Capacitor 
 
 
 
Fonte: Adaptado do site Mundo da Elétrica 
 
 
Indutores 
 
O indutor, também chamado de solenóide ou bobina, é um dispositivo elétrico passivo, capaz 
de armazenar energia criada em um campo magnético formado por uma corrente alternada 
(CA). Este componente é usado em circuitos elétricos, eletrônicos e digitais, para armazenar 
energia através de um campo magnético. Indutores são usados para impedir variações de 
corrente elétrica, para formar um transformador e também em filtros que excluem sinais em 
alta frequência. 
A indutância é a grandeza física relacionada aos indutores, representada pela letra L e 
medida em Henry (H). É um parâmetro que relaciona a tensão induzida no campo magnético 
e a corrente responsável pelo surgimento deste campo. A tensão nos terminais do indutor é 
proporcional a corrente que nele passa. 
 
V = L x Δi (1.13) 
onde: 
V = tensão, medida em Volt (V). 
L = indutância, medida em Henry (H) 
Δi = variação da corrente no tempo, medida em Ampère (A) 
 
 
Figura 1.10: Indutor 
 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
 
Comutadores 
 
São também chamados de chaves, interruptores, relés ou switches e servem para ligar ou 
desligar um circuito ou fazer a interligação entre circuitos diferentes. Existem comutadores 
manuais e elétricos (remotos), sendo que devem ser dimensionados conforme a tensão e a 
corrente de trabalho. 
 
Notas: 
• Na aviação, os interruptores de duas posições, "liga/desliga", devem ser instalados de 
modo que a posição "liga" seja alcançada movimentando-se a alavanca para cima ou 
para frente. 
• Quando o interruptor controlar partes móveis do avião, tais como trem de pouso ou 
flapes, a alavanca deve se mover no mesmo sentido que o desejado. 
• A operação acidental de um interruptor pode ser evitada instalando-se uma guarda 
adequada sobre o mesmo. 
 
Figura 1.11: Comutadores de uso geral 
 
 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
 
 
 
Figura 1.12: Interruptores de aeronaves 
 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
Dispositivos de segurança 
Os circuitos elétricos devem ser protegidos com disjuntores ou fusíveis localizados, tão 
próximos quanto possível, da fonte de alimentação elétrica. O disjuntor ou fusível deve abrir o 
circuito antes do condutor sobreaquecer, o que poderia ocasionar danos à instalação ou até 
incêndio. Por isto, a característica corrente/tempo do dispositivo de proteção deve estar 
abaixo daquela do condutor associado. 
Figura 1.13: Disjuntor e fusíveis de uso geral 
 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
Figura 1.14: Disjuntores de aeronaves 
 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
 
1.3- GERADORES E ALTERNADORES 
A energia para a operação dos equipamentos elétricos de uma aeronave deve ser fornecida 
por um gerador. Gerador é qualquer máquina que transforma energia mecânica em energia 
elétrica, pela indução eletromagnética. O gerador que produz corrente alternada é chamado 
de gerador CA (Alternate Current-AC), ou alternador e o gerador que produz corrente 
contínua é chamado de gerador CC (Direct Current-DC) ou dínamo. Ambos operam pela 
indução de uma voltagem CA em bobinas, pela variação da quantidade e sentido do fluxo 
magnético que as cortam. 
 
Gerador elementar de corrente alternada (CA) 
Um gerador elementar é formado por um campo magnético e um condutor. Em geral, o 
campo magnético é fixo, podendo ser gerado por imãs permanentes ou eletroímãs e o 
condutor, ou induzido, é formado por bobinas móveis, formada por espiras de fios. 
Assim, a espira é ajustada para girar num campo magnético e quando o plano da espira 
estiver em paralelo com as linhas de força magnética, a voltagem induzida na espira faz com 
 
 
que a corrente circule. A voltagem induzida nesta posição é máxima, visto que os fios estão 
cortando as linhas de força em ângulos retos, e estão, ainda, cortando mais linhas de força 
por segundo do que em qualquer outra posição relativa ao campo magnético. 
À medida que a espira se aproxima da posição vertical mostrada (Figura 1.15), a voltagem 
induzida diminui, pois ambos os lados da espira (“A” e “B”) estão aproximadamente em 
paralelo com as linhas de força, e a razão de corte é reduzida. 
Quando a espira estiver na vertical, as linhas de força não serão cortadas, visto que os fios 
estão se movimentando momentaneamente em paralelo com as linhas de força magnética (e 
não há voltagem induzida). 
Enquanto continuar a rotação da espira, o número de linhas de força cortadas aumentará até 
que a espira tenha girado outros 90º para um plano horizontal. Nesta posição, o número de 
linhas de força cortadas e a voltagem induzida, mais uma vez são máximas. O sentido do 
corte, entretanto, está em sentido oposto, assim, a voltagem induzida é invertida. 
Figura 1.15: Gerador elementar de corrente alternada (CA) 
 
 Fonte: FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
 
Enquanto a rotação da espira continuar, o número de linhas de força que estão sendo 
cortadas diminui, e a voltagem induzida torna-se zero. 
Observando-se o gráfico obtido neste ciclo, notamos que os valores da voltagem são 
positivos e depoisnegativos, por isso esta corrente gerada é chamada de alternada. 
Para utilizar esta corrente alternada gerada, cada lado da espira é ligado a um anel coletor, 
sendo que os dois anéis giram juntamente com as espiras. Sobre as espiras encontram-se as 
escovas fixas, geralmente feitas de carvão e que são ligadas em série à carga. 
 
 
Geradores de Corrente Contínua 
Para transformar esta corrente alternada gerada em contínua, temos de usar apenas um anel 
coletor partido ao meio. Cada semi-anel, chamado de segmento coletor, é isolado, sendo 
ligado a cada uma das extremidades das espiras. Através de duas escovas fixas 
posicionadas a 180º, a corrente gerada passa a alimentar a carga, apenas com a voltagem 
positiva. 
A geração da voltagem nas posições “A”, “B” e “C” é igual no gerador CA elementar, mas na 
posição “D” a ação do coletor inverte a corrente no circuito externo, e o segundo semiciclo 
tem a mesma forma de onda do primeiro. Esse processo de comutação é chamado de 
retificação, porque transforma a voltagem CA em voltagem CC. 
No momento em que cada escova estiver em contato com os dois segmentos do coletor 
(posições “A”, “C” e “E”) é produzido um curto-circuito contínuo. Se fosse gerada corrente na 
espira neste instante, essa seria muita alta, causando um centelhamento e danificando o 
coletor. Por esta razão, as escovas devem ser instaladas na posição exata, onde o curto-
circuito ocorrerá quando a Força Eletromotriz (FEM) gerada for zero (plano neutro). 
 
 
 
 
Figura 1.16: Gerador elementar de corrente contínua (CC) 
 
Fonte: FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
A voltagem gerada pelo gerador DC básico varia de zero para o seu máximo, duas vezes 
para cada volta da espira, sendo chamada de ondulação (ripple). Esta ondulação pode ser 
reduzida usando-se mais espiras ou bobinas. 
Quanto maior for o número de espiras, as variações entre os valores máximo e mínimo de 
voltagem serão reduzidas e a voltagem de saída do gerador se aproxima de um valor estável 
em corrente contínua (Figura 1.17). 
O número de segmentos do coletor é aumentado em proporção direta ao número de espiras, 
isto é, existem dois segmentos para uma espira, quatro segmentos para duas espiras e oito 
segmentos para quatro espiras. 
A voltagem induzida numa espira com apenas uma volta é pequena. Aumentando o número 
de espiras não aumenta o valor máximo da voltagem gerada, mas aumentando o número de 
voltas em cada espira aumentará este valor máximo. 
Concluindo, a voltagem de saída de um gerador DC é determinada pelo produto do número 
de voltas por espira, o fluxo magnético total por cada par de pólos no gerador e a velocidade 
da rotação do induzido (conjunto de espiras e coletores). 
Um gerador CA (alternador), e um gerador CC são idênticos em relação ao método de 
geração de voltagem na espira móvel. A diferença está nos coletores, se a corrente for 
retirada da espira pelos anéis coletores, ela será uma corrente alternada e o gerador é CA. 
Se a corrente for retirada da espira pelos segmentos coletores, ela será uma corrente 
contínua, e o gerador é denominado de gerador CC. 
 
 
Figura 1.17: Gerador CC com várias espiras 
 
Fonte: FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
 
Componentes dos Geradores de Corrente Contínua 
As partes principais, de um gerador CC, são a carcaça, o induzido e um conjunto de escovas. 
 
Figura 1.18: Componentes dos geradores CC 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
 
Carcaça 
Tem duas funções: ela completa o circuito magnético entre os pólos, e atua como um suporte 
mecânico para as outras partes do gerador. A carcaça tem propriedades magnéticas elevadas 
e, junto com as peças polares, forma a parte principal do circuito magnético. 
Os pólos do campo são aparafusados no interior da carcaça, e formam um núcleo pelo qual 
os enrolamentos da bobina do campo são efetuados. A carcaça completa, incluindo as peças 
polares, é fabricada de ferro magnético de alta qualidade ou folha de aço. 
Um gerador CC usa eletroímãs ao invés de ímãs permanentes, porque possuem uma 
intensidade magnética superior. 
As bobinas de campo são constituídas de diversas voltas de fio isolado, e são enroladas para 
se amoldarem ao núcleo de ferro do pólo ao qual ela está fixada. 
A corrente de excitação, que é usada para produzir o campo magnético e que flui através das 
bobinas de campo, é obtida de uma fonte externa, de outro gerador ou da bateria. 
A maioria das bobinas de campo são ligadas de maneira que os pólos mostrem polaridade 
alternada sempre existirá um número par de pólos em qualquer gerador (N + S). 
 
Figura 1.19: Carcaça 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Induzido 
O conjunto do induzido consiste de bobinas enroladas em um núcleo de ferro, um coletor e as 
partes mecânicas associadas. Montado sobre um eixo, ele gira através do campo magnético 
produzido pelas bobinas de campo. 
O núcleo do induzido age como um condutor de ferro no campo magnético e, sendo assim, é 
laminado para evitar a circulação de correntes parasitas. 
Um induzido tem bobinas instaladas nas fendas do núcleo, sendo fixados por meio de calços 
de madeira ou de fibra, para aumentar a segurança mecânica. 
 
 
 
 
 
Figura 1.20: Induzido e coletor 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Coletores 
O coletor está instalado na extremidade do induzido e consiste de segmentos uniformes de 
cobre estirado, isolados por folhas finas de mica. 
A parte alta de cada segmento é chamada espelho, e os fios das bobinas do induzido são 
soldados aos espelhos. 
As escovas são sobrepostas na superfície do coletor, formando contato elétrico entre as 
bobinas do coletor e o circuito externo. 
Um fio flexível trançado, de cobre, geralmente chamado de “rabicho”, liga cada escova ao 
circuito externo. As escovas são ajustáveis e são mantidas no lugar por ação de suportes 
com molas, isolados da carcaça, podendo deslizar livremente para cima e para baixo para 
acompanhar qualquer anormalidade na superfície do coletor. 
O material das escovas deve possibilitar que o atrito entre o coletor e a escova seja pequeno 
para evitar desgaste excessivo, por isso, o material mais usado pelas escovas é o carvão de 
boa qualidade, que deve ser macio para evitar o desgaste do coletor e, ainda, resistente o 
bastante para fornecer à escova uma duração maior. 
A superfície do coletor é altamente polida para reduzir o atrito e limpa, sem óleo ou graxa 
para não aumentar a resistência elétrica. 
 
 Tipos de geradores CC 
Os geradores CC podem ser de três tipos: 
 Série. 
 Paralelo. 
 Série-paralelo ou misto. 
 
 
 
 
Gerador CC com excitação em série 
O enrolamento do campo de um gerador em série é ligado em série com o circuito externo, 
chamado de carga e as bobinas de campo são compostas de poucas voltas de fio grosso. 
A intensidade do campo magnético depende muito mais do fluxo de corrente do que do 
número de voltas da bobina. 
Quando a carga aumenta, a voltagem também aumenta e quando a carga é reduzida, a 
voltagem também é reduzida. A voltagem de saída de um gerador enrolado em série pode ser 
controlada por um reostato, em paralelo com os enrolamentos do campo. 
Como o gerador em série tem má regulagem da voltagem, ele não deve ser usado como 
gerador de aeronaves. 
 
Figura 1.21: Gerador CC em série 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Gerador CC com excitação em paralelo 
Possui o enrolamento de campo ligado em paralelo com o circuito externo, sendo que suas 
bobinas de campo contêm muitas voltas de fio fino. Nesse gerador, a intensidade magnética é 
proveniente mais do grande número de voltas do que da intensidade da corrente através das 
bobinas. 
Se for desejada uma voltagem constante, o gerador de excitaçãoem paralelo não será 
adequado para as cargas de oscilação rápida. Qualquer aumento na carga provoca uma 
redução na voltagem terminal ou de saída, e qualquer redução na carga provoca o aumento 
na voltagem de saída; considerando que, o induzido e a carga estão ligadas em série, toda a 
corrente que flui no circuito externo passa pelo enrolamento do induzido. 
Devido à resistência no enrolamento do induzido, há uma queda de voltagem (queda de IR = 
corrente x resistência). 
 
 
À medida que a carga aumenta, a corrente do induzido e a queda de IR no induzido 
aumentam. A voltagem de saída é a diferença entre a voltagem induzida e a queda de 
voltagem, portanto, há uma redução na voltagem de saída. 
A voltagem de saída de um gerador em paralelo pode ser controlada por um reostato 
instalado em série com os enrolamentos do campo. 
 
Figura 1.22: Gerador CC em paralelo 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Gerador CC com excitação mista 
Um gerador de excitação mista é constituído pela combinação de um enrolamento em série e 
um enrolamento em paralelo, de tal modo a se obter um melhor rendimento. 
As bobinas do campo em série são feitas de um número de voltas relativamente pequeno de 
condutor de cobre grosso de seção transversal, circular ou retangular, e são ligadas em série 
com o circuito do induzido. Estas bobinas estão instaladas nos mesmos polos do campo em 
paralelo e, por isso, auxiliam a força magnetomotriz, a qual influencia o fluxo do campo 
principal do gerador. Assim, a força magnetomotriz combinada será igual à soma dos 
componentes dos campos em série e em paralelo. 
A carga é acrescentada a um gerador misto da mesma maneira que é adicionada a um 
gerador em paralelo, pelo aumento dos circuitos em paralelo com os terminais de saída do 
gerador. Sendo assim, a redução da resistência da carga total com a carga adicionada é 
acompanhada pelo aumento da corrente nos circuitos do induzido e no do campo em série. O 
efeito do campo em série aditivo é aquele pelo qual o fluxo do campo é aumentado quando a 
carga aumenta. 
A voltagem de saída do gerador pode aumentar ou diminuir com a carga, dependendo da 
influência das bobinas do campo em série. 
 
 
 
 
Figura 1.23: Gerador CC misto 
 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
 
Especificações do gerador 
Um gerador é classificado pela sua potência de saída, através da corrente (A) na sua 
voltagem especificada ou nominal (V), sendo a potência indicada, em watts ou VA, gravada 
na placa de identificação fixada ao mesmo. 
A rotação dos geradores também está gravada na placa de identificação, podendo ser horária 
(Clockwise-CW) ou anti-horária (Counterclockwise-CCW), observando-se da extremidade de 
acionamento. A rotação também pode estar marcada por uma seta na capa da placa do 
alojamento da escova. 
A velocidade do motor da aeronave varia da RPM de marcha-lenta até a RPM de decolagem, 
entretanto, durante a maior parte de um vôo, ele está em velocidade de cruzeiro constante. A 
transmissão do gerador é geralmente acionada para girar o gerador entre 11/8 (1,125) e 1 ½ 
(1,5) vezes a velocidade do eixo de manivelas do motor alternativo. 
A maioria dos geradores de aeronave tem uma velocidade na qual começam a produzir sua 
voltagem normal, conhecida como “COMING-IN”, esta velocidade é de 1.500 RPM. 
 
 
 
 
Figura 1.24: Placa de identificação do gerador 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
Alternador 
Um gerador que produz corrente alternada é chamado de gerador CA (Corrente Alternada) ou 
então de alternador. 
Conforme o tipo de excitação, os alternadores podem ser classificados como: 
 Gerador conectado à CC. Este tipo de alternador usa CC da bateria para excitação, 
sendo o alternador auto-excitado posteriormente. Uma variação consiste em um 
gerador CC fixado no mesmo eixo do gerador CA. 
 Pela transformação e retificação do sistema CA. Este método depende do magnetismo 
residual para a formação de voltagem CA inicial, após o qual o suprimento do campo é 
feito com voltagem retificada do gerador CA. 
 Tipo integrado sem escova. Esta combinação consiste em um gerador CC no mesmo 
eixo com um gerador CA. O circuito de excitação é completado por retificadores de 
silício, em vez de um coletor e escovas. Os retificadores estão montados sobre o eixo 
do gerador, e a sua saída é alimentada diretamente ao campo rotativo principal do 
gerador CA. 
Outro método de classificação é pelo tipo de estator e rotor. Temos então dois tipos de 
alternadores utilizados: o tipo induzido rotativo e o tipo campo rotativo. 
Alternador do tipo induzido rotativo 
O alternador do tipo induzido rotativo é semelhante ao gerador CC, onde o induzido gira 
através de um campo magnético estacionário. Este alternador é encontrado somente nos 
alternadores de baixa potência e não é usado normalmente. No alternador do tipo induzido 
rotativo, a voltagem CA gerada é aplicada sem modificação à carga, por meio de anéis 
coletores e escovas. 
 
 
Figura 1.25: Alternador de induzido rotativo 
 
Fonte: FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Alternador do tipo campo rotativo 
O alternador do tipo campo rotativo possui um enrolamento de induzido estacionário (estator) 
e um enrolamento de campo rotativo (rotor). A vantagem de possuir um enrolamento de 
induzido estacionário é que o induzido pode ser ligado diretamente à carga sem contatos 
móveis no circuito de carga, permitindo assim, o uso de condutores de grande seção 
transversal, isolados devidamente para alta voltagem. 
Os anéis coletores possuem uma duração menor, e o centelhamento é um perigo contínuo; 
portanto, os alternadores de alta voltagem são geralmente do tipo induzido estacionário e 
campo rotativo. A voltagem e a corrente fornecidas ao campo rotativo são relativamente 
pequenas, e anéis coletores e escovas são adequados para este circuito. 
Figura 1.25: Alternador de campo rotativo 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
 
Um outro método de classificação é pelo número de fases da voltagem de saída. 
Os geradores CA podem ser: monofásicos, bifásicos, trifásicos ou ainda de seis ou mais 
fases, sendo que o alternador trifásico é o mais usado nos sistemas elétricos de aeronaves. 
Alternador monofásico 
Possui um estator com quatro peças polares espaçadas igualmente ao redor da carcaça do 
estator, constituído de vários enrolamentos em série, formando um circuito único no qual é 
gerada uma voltagem de saída. 
O rotor possui quatro polos, adjacentes de polaridade oposta, e, à medida que o rotor gira, as 
voltagens CA são induzidas nos enrolamentos do estator. 
Todos os quatro grupos de bobina de estator são ligados em série, de modo que as voltagens 
induzidas em cada enrolamento sejam adicionadas para fornecer uma voltagem total, que é 
quatro vezes a voltagem em qualquer enrolamento. 
 
Figura 1.26: Alternador monofásico 
 
Fonte: FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Alternador bifásico 
Num alternador bifásico existem dois enrolamentos monofásicos espaçados fisicamente, de 
tal modo, que a voltagem CA induzida em um deles está defasada de 90º em relação à 
voltagem induzida no outro. 
Os enrolamentos estão separados eletricamente um do outro. 
Quando um enrolamento está sendo cortado por um fluxo máximo, o outro não está sendo 
cortado por nenhum fluxo, estabelecendo assim, uma relação de 90º entre as duas fases. 
 
 
 
Figura 1.27: Alternador bifásico 
 
Fonte: Google imagens 
Alternador trifásico 
Um circuito trifásico ou polifásico é empregado na maioria dos alternadores das aeronaves. 
As três voltagens estão espaçadas de 120º, e são similares às voltagens que seriam geradas 
por três alternadores monofásicos, cujas voltagens estão defasadas de 120º, sendo as três 
fases são independentes uma da outra. 
Quandoum enrolamento está sendo cortado por um fluxo máximo, o outro não está sendo 
cortado por nenhum fluxo. 
O alternador trifásico permite ligação com a carga de duas maneiras: 
• Ligação em “Y” ou Estrela 
• Ligação em Delta ou Triângulo 
 
Figura 1.28: Alternador trifásico 
 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
 
Ligação em “Y” ou Estrela 
Em vez do alternador trifásico possuir 6 fios, um dos fios de cada fase pode ser ligado 
para formar uma junção comum, sendo,então, a ligação do estator chamada de ligação 
em “Y” ou estrela. O fio comum pode é chamado de fio neutro. 
Cada carga é ligada através de duas fases em série, sendo assim, RAB é ligada através 
das fases “A” e “B” em série: RAC é ligada através das fases “A” e “C” em série e RBC é 
ligado através das fases “B” e “C” em série. 
Portanto, a voltagem através de cada carga é maior do que a voltagem através de uma 
fase única, ou seja, a voltagem total, ou voltagem de linha, através de qualquer das duas 
fases é a soma vetorial das voltagens de fase individual. 
Em condições equilibradas, a voltagem de linha é 1,73 vezes a voltagem de fase. 
Visto que existe somente um caminho de corrente no fio da linha, e à fase na qual ele está 
ligado, a corrente de linha é igual à corrente de fase. 
 
Figura 1.29: Ligações Estrela - Triângulo 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
 
Ligação em Delta ou Triângulo 
Na ligação Delta ou Triângulo, o estator trifásico pode ser ligado também de modo que as 
fases sejam ligadas de extremidades a extremidades. 
Numa ligação “delta”, as voltagens são iguais às voltagens de fase; as correntes da linha são 
iguais à soma vetorial das correntes de fase; e a corrente da linha é igual a 1,73 vezes a 
corrente de fase, quando as cargas estão equilibradas. 
Para cargas iguais (igual Kw de saída), a ligação “delta” fornece corrente de linha maior em 
um valor de voltagem de linha igual à voltagem de fase; e a ligação “Y” fornece uma voltagem 
de linha maior em um valor de corrente de linha igual à corrente de fase. 
 
 
Unidade alternadora-retificadora 
Um tipo de alternador usado no sistema elétrico de muitos aviões com peso inferior a 12.500 
libras (5.700 Kgf) é chamado de gerador CC, mas na realidade é uma unidade alternadora-
retificadora, sendo uma unidade auto-excitada, mas não contém ímã permanente. 
A excitação para a partida é obtida da bateria e, imediatamente após a partida, a unidade é 
auto-excitada. 
Geralmente o alternador está acoplado diretamente ao motor do avião, por meio de um 
acoplamento de acionamento flexível (correia). 
A saída da seção alternadora da unidade é uma corrente alternada trifásica, proveniente de 
um sistema trifásico, de ligação delta, incorporando um retificador trifásico de onda completa. 
Esta unidade opera com uma velocidade média de 2.100 a 9.000 RPM com voltagem de 
saída CC de 26 a 29 Volts e cerca de 125 Amperes. 
 
Figura 1.30: Unidade alternadora-retificadora 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
Alternadores sem escovas 
As grandes aeronaves (peso > 5.700 Kgf) possuem alternadores sem escovas que fornecem 
30 ou 40 KVA cada, com 120 a 208 Volts, corrente alternada de 380 a 420 Hz, com rotação 
de 5.700 a 6.300 RPM. 
O induzido ou o excitador não possuem anéis coletores, comutadores ou escovas. 
Os alternadores acionados pelos motores são acoplados à unidade de transmissão à 
velocidade constante (CSD = CONSTANT SPEED DRIVE) na parte inferior dos motores. 
A refrigeração do alternador é feita por ar sangrado do FAN do motor. 
Os alternadores sem escovas tem duas partes ligadas ao mesmo eixo, o Excitador (A) e o 
Alternador Principal (B). 
No Excitador, a Armadura é o rotor e o Campo de Excitação é o estator. 
No Alternador Principal, o Campo Principal é o rotor e a Armadura é o estator. 
 
 
 
Figura 1.30: Alternadores sem escovas 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
O Campo de Excitação (1) produz o campo magnético com a ajuda do Regulador de 
Voltagem Automático - 6 (AVR - Automatic Voltage Regulator) e do magnetismo residual. 
Ao girar o rotor, uma voltagem é gerada na Armadura do Excitador (2), que fornece a corrente 
ao Campo Principal (4) para produzir o campo magnético na parte Principal do alternador. 
A voltagem produzida na Armadura do Excitador passa através da Placa Retificadora de 
Diodos (3) e vai para o Campo Principal (4) onde gera um campo magnético. 
Quando esse campo magnético atravessa a Armadura Principal (5), é produzida uma FEM 
(Força Eletromotriz) para alimentar a carga, diretamente, sem escovas. 
 
 
1.4- BATERIAS UTILIZADAS EM AVIAÇÃO 
 E SUAS CARACTERÍSTICAS 
 
Introdução 
Em 1800, o físico italiano Alessandro Volta criou a primeira pilha elétrica que passou a ser 
chamada de pilha de Volta, pilha Galvânica ou pilha voltaica. 
Ele colocou um disco de cobre por cima de um disco de feltro embebido em uma solução de 
ácido sulfúrico e, por último, um disco de zinco; e assim sucessivamente, empilhando essas 
séries até formar uma grande coluna. O cobre, o feltro e o zinco tinham um furo no meio e 
eram enfiados numa haste horizontal, sendo assim conectados por um fio condutor. Esse 
experimento causou reviravoltas no mundo científico e a partir daí todos os aparelhos que 
produziam eletricidade a partir de processos químicos (ou seja, que produziam energia 
química em energia elétrica) passaram a ser chamados de celas voltaicas, pilhas galvânicas 
ou, simplesmente, pilhas. 
 
 
Figura 1.31: Pilha de Alessandro Volta 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
As pilhas e baterias transformam a energia química em energia elétrica e constituem os 
acumuladores elétricos. 
Os acumuladores elétricos são classificados em: 
 Primários  são caracterizados por possuírem ação química irreversível, isto é, uma 
vez descarregadas, tornam-se imprestáveis, não permitem recarga. Comumente são 
chamados de pilhas. 
 Secundários  são caracterizados por possuírem ação química reversível, isto é, uma 
vez descarregadas, podem ser novamente recarregados. Comumente são chamados de 
baterias. 
 
As aeronaves possuem dois tipos diferentes de fontes de energia elétrica, o gerador e a 
bateria. Durante a operação normal do motor, a energia elétrica é obtida do gerador acoplado 
ao eixo do motor e a bateria é usada como fonte auxiliar, quando o gerador estiver inativo, por 
exemplo, durante a partida do motor. 
As baterias podem ser de diversos tipos, sendo que as mais empregadas nas aeronaves são: 
 Chumbo-ácida 
 Níquel-cádmio 
 Íon-lítio 
 
 
 
 
Bateria chumbo-ácida 
A bateria chumbo-ácida é constituída de placas de chumbo (negativas), placas de peróxido de 
chumbo (positivas) e um eletrólito composto de 25% de ácido sulfúrico (H2SO4) e 75% de 
água destilada (H2O). Quando a bateria está carregada a densidade do eletrólito é de 1,275 a 
1,300g/cm3. 
Quando os elementos se descarregam, o ácido sulfúrico reage sobre ambas as placas, 
formando sulfato de chumbo; isto deixa uma solução muito fraca, com densidade de 
1,100g/cm3 a 1,150g/cm3 (bateria descarregada), em virtude de parte do ácido ter-se unido 
às placas. 
Se a descarga for continuada, os materiais ativos, tanto nas placas positivas como nas 
negativas, tornam-se inertes, e desta forma, a bateria estará completamente descarregada. 
Quando a bateria é novamente carregada, o ácido existente nas placas, sob a forma de 
sulfato de chumbo, transforma-se novamente em ácido sulfúrico e, misturando-se com a 
solução fraca, aumenta, o seu grau de concentração. Ao mesmo tempo, as placas são 
reintegradas no seu estado primitivo. 
Quando todo o ácido estiver fora das placas, a bateria está completamente carregada; 
portanto, a densidade do eletrólito é um indício do estado de carga de uma bateria e a 
capacidade de uma bateria depende da quantidade do material disponível para a reaçãoquímica. A bateria chumbo-ácida é formada por células que produzem cerca de 2,0 Volts, 
cada uma. 
As células são formadas por placas, isolantes, terminais, caixa, plugs e eletrólito. Cada placa 
consiste de uma armação chamada grade, feita de chumbo e antimônio, no qual o material 
ativo (chumbo esponjoso ou peróxido de chumbo) é fixado. 
As placas negativas e positivas são montadas, de forma que cada placa positiva fique entre 
duas placas negativas. Entre as placas existem separadores porosos (isolantes) que evitam o 
contato entre as placas negativas e positivas, que significaria curto-circuito na célula. 
Os separadores têm frisos verticais no lado, faceando a placa positiva, que permitem o 
eletrólito de circular livremente em torno das placas e também possibilitam sedimentos 
descerem para o fundo da célula. 
Cada célula é selada com um revestimento de borracha dura, com terminais colocados na 
parte superior, e suspiros (plugs) destinados a evitar derramamento do eletrólito. Removendo-
se os plugs, tem-se acesso para teste da densidade do eletrólito e para que se adicione água, 
se necessário. 
 
 
Figura 1.32: Bateria chumbo-ácida 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
O plug permite a exaustão dos gases com vazamento mínimo da solução, 
independentemente da posição da aeronave. 
Em vôo nivelado, o peso de chumbo permite ventilação dos gases através de um pequeno 
furo e, em vôo de dorso, este orifício é fechado pelo peso do chumbo. 
As células individuais de uma bateria são conectadas em série por meio de barras e esse 
conjunto completo é embutido numa caixa resistente ao ácido, que serve como protetor 
elétrico e proteção mecânica. 
A caixa da bateria possui uma tampa superior para evitar curtos e conter os gases corrosivos, 
possuindo um conector (nipple) para um tubo de ventilação em cada extremidade. 
Quando a bateria é instalada na aeronave, um tubo de ventilação é encaixado em cada 
"nipple“, sendo um tubo de entrada (exposto ao fluxo aerodinâmico) e o outro é de exaustão 
 
 
(conectado ao reservatório de drenagem da bateria, que é de vidro contendo uma mistura 
com alta concentração de bicarbonato de sódio). 
Assim, o fluxo de ar é dirigido para o alojamento da bateria, onde os gases são recolhidos no 
reservatório, e expelidos sem danos à aeronave. 
A ligação elétrica é feita conectando-se os cabos (+/-) nos terminais da bateria e em seguida 
deve-se apertar as porcas e aplicar o torque especificado pelo fabricante. 
 
Figura 1.33: Reação eletroquímica na bateria chumbo-ácida 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
A voltagem de uma bateria é determinada pelo número de células conectadas em série. 
Embora a voltagem de uma célula chumbo-ácido logo que removida de um carregador seja 
de aproximadamente 2,2 volts, ela é considerada normalmente como 2 volts, porque logo cai 
para este valor. Uma bateria de 12 volts consiste em 6 células ligadas em série, e uma de 24 
volts, tem 12 células, o dobro. 
A capacidade de armazenagem da bateria é referida em amperes-hora (Ah), o que indica por 
quanto tempo a bateria pode ser usada a uma dada razão, antes de se tornar descarregada. 
Teoricamente, uma bateria de 100 Ah fornecerá 100 A durante 1 hora, 50 A por 2 horas ou 20 
A por 5 horas, sendo que para as baterias de aeronaves foi especificado o tempo de 5 horas 
para que seja descarregada em operação. 
 
 
A capacidade em Ah da bateria depende da área total da placa. Descargas de corrente 
elevada esquentam a bateria e diminuem sua eficiência e saída total em Ah. Conectando-se 
baterias em paralelo, aumenta a sua capacidade em Ah e conectando-se baterias em série, 
tem-se o aumento da voltagem total, mas a capacidade de amperagem permanece a mesma. 
Manutenção das baterias chumbo-ácidas 
 
 
 
 
Remover a bateria, desconectando-se primeiro o cabo de massa (-), para evitar curtos. 
A condição de carga da bateria deve ser verificada pela densidade do eletrólito, através de 
um densímetro, que consiste em um pequeno tubo de vidro (flutuador) mais pesado na 
extremidade inferior, que flutua na posição vertical dentro de uma pipeta com maior diâmetro. 
Dentro do flutuador existe uma escala na faixa de 1,100 a 1,300. Enche-se o densímetro com 
o eletrólito e lê-se na escala do flutuador a densidade, que para carga total deve ser de 1,300 
e 1,100 para a bateria totalmente descarregada. 
 As leituras do densímetro devem ser realizadas sempre antes da adição de água destilada, 
nunca depois, porque a água adicionada não se mistura imediatamente com o eletrólito, 
causando assim uma leitura falsa. 
O eletrólito é composto de 25% de ácido sulfúrico (H2SO4) e 75% de água destilada (H2O). 
Ações para prolongar a vida das baterias: 
 Desligar todos equipamentos elétricos ao dar partida nos motores. 
 Evitar deixar equipamentos operando sem o funcionamento do motor, APU ou fonte 
externa. 
 Se a aeronave for ficar inoperante por mais de 7 dias, desconectar o cabo negativo da 
bateria e se exceder 21 dias, remover a bateria e a cada 21 dias carregá-la. 
 Manter sempre o nível do eletrólito acima das placas e, se necessário, completar 
somente com água destilada. 
 Evitar sobrecarga porque provoca excesso de sulfatação, e carga e descarga muito 
rápidas resultando em superaquecimento das placas causando desprendimento do 
material ativo. 
 Evitar armazenar as baterias descarregas ou com baixa carga para não danificá-las 
permanentemente. 
 
ATENÇÃO: 
É necessário extremo cuidado ao realizar o teste com densímetro em baterias ácidas, 
porque o eletrólito (ácido sulfúrico) pode queimar roupas, e também a pele. No caso do 
contato da pele com a solução é necessário lavar o local com bastante água, e aplicar 
bicarbonato de sódio. 
 
 
Figura 1.34: Verificação de densidade do eletrólito 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
Recarga das baterias chumbo-ácidas 
A bateria deve ser recarregada pela aplicação de corrente contínua (ou pulsante 
unidirecional) através da bateria, na direção oposta a de descarga. 
A tensão usada precisa ser superior a da bateria sem carga, por causa de sua resistência 
interna (V = I.R). Por exemplo, no caso de uma bateria de 12 elementos (células), 
completamente carregada, com aproximadamente 26.4 Volts (12 x 2.2 Volts), são necessários 
28 Volts para carregá-la. 
As baterias são carregadas tanto pelo método de corrente-constante quanto pelo de 
voltagem-constante. 
Um gerador ajustado com voltagem constante força a corrente através da bateria, a corrente 
inicial do processo é alta, mas diminui 1 A, quando a bateria está completamente carregada. 
O método de voltagem constante requer menos tempo e supervisão do que o método de 
corrente constante. 
No método de corrente-constante, a corrente se mantém quase constante durante o processo 
completo de recarga. Esse método exige um tempo maior para carregar completamente a 
bateria, e necessita de acompanhamento para evitar sobrecarga, à medida que o processo 
avança para o final. 
 
 
Quando uma bateria está sendo carregada, é produzida uma certa quantidade de hidrogênio 
e oxigênio e, como se trata de uma combinação de gases explosiva deve-se adotar medidas 
de prevenção contra ignição desta mistura. 
As tampas de ventilação devem ser afrouxadas e conservadas no lugar, evitar chamas, 
centelhas e outros pontos de ignição nas proximidades. 
Antes de se conectar e desconectar uma bateria, em carga, desligar sempre a energia, por 
meio de uma chave remota. 
A corrente de carga pode ser regulada com diversos níveis até um máximo de 6 amperes. 
As baterias podem ser carregadas com a carga lenta (2 a 4 A) ou carga rápida (4 a 6 A) . 
Na aeronave, a bateria de acumuladores é carregada por corrente contínua do sistema do 
gerador. Esse método corresponde ao de voltagem-constante, já que a voltagem de gerador é 
mantida constante pelo regulador de voltagem.Figura 1.35: Carregamento de baterias 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Bateria chumbo-ácida selada 
Também chamadas de baterias VRLA (Valve Regulated Lead-Acid) ou Sem Manutenção 
(Maintenance Free) ou SLA (Sealed Lead Acid – bateria selada chumbo-ácido). 
 A evaporação da água faz necessária a complementação periódica com água pura. Para 
evitar isso, sugiram na década de 1970 as primeiras células seladas, que dispõem também de 
um composto catalítico que produz água se houver formação de hidrogênio e oxigênio 
durante o processo de carga. Assim a bateria selada não requer manutenção, segundo o 
fabricante a água da bateria dura por toda a vida útil sem a necessidade de recarga, esta vida 
útil normalmente chega a 3 anos se a bateria for bem cuidada. 
O eletrólito é confinado por absorção em manta de microfibra de vidro (Tecnologia AGM - 
Absorbed Glass Mat) ou através de sua gelificação (Tecnologia Gel). Esse confinamento, 
 
 
aliado à característica física da bateria, possibilita que haja um processo de recombinação 
interna dos gases gerados no processo de operação, de modo que não haja perda dos 
elementos ativos, não necessitando, dessa forma, qualquer tipo de manutenção interna. 
São vantagens da bateria selada: 
 Pode ser utilizada no mesmo ambiente de pessoas e equipamentos eletrônicos, uma 
vez que seu processo de recombinação de gases faz com que a bateria, em 
condições normais de funcionamento, não emita gases para o meio ambiente. 
 Devido ao confinamento do eletrólito por absorção (AGM) ou gelificação (GEL), uma 
bateria VRLA pode ser utilizada em diversas posições. 
 Não requer cuidados especiais como manutenção do eletrólito (complementação e 
verificação de densidade) e nem equalização periódica 
 
Figura 1.34: Bateria chumbo-ácida selada 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
Bateria de níquel-cádmio 
As baterias de níquel-cádmio (Ni-CD) foram desenvolvidas após as de chumbo-ácido, tendo 
sido descoberta em 1899 pelo engenheiro sueco Waldemar Jungner , mas devido ao seu 
custo superior só iniciou a produção comercial em 1946, sendo inicialmente empregadas em 
grandes aeronaves. São também chamadas de alcalinas devido ao eletrólito empregado ser o 
hidróxido de potássio (KOH). 
 
 
Com a redução de seu preço e suas vantagens, vêm sendo empregadas com maior 
frequência. Suas principais vantagens são: 
 Maior tempo de vida. 
 Baixo custo de manutenção. 
 Menor tempo de recarga. 
 Maior confiabilidade. 
 Boa capacidade de partida. 
 
Essas baterias são formadas por células que possuem placas positivas e negativas, 
separadores, eletrólito, suspiros e uma caixa. As placas positivas são feitas de uma chapa 
porosa, sobre a qual é depositado hidróxido de níquel. Essa chapa porosa é obtida pela fusão 
de pequenos grãos de níquel, formando uma fina malha (tela). Uma barra de níquel é então 
soldada no canto de cada placa, que passa a formar um conjunto com as barras soldadas em 
terminais apropriados. 
As placas negativas são feitas de chapas semelhantes, sobre a qual é depositado hidróxido 
de cádmio. 
As placas são separadas uma das outras por uma faixa contínua de plástico poroso. 
O eletrólito usado nas baterias de Ni-Cd é uma solução de 30% de hidróxido de potássio 
(KOH) em água destilada, com peso específico entre 1,240 e 1,300 à temperatura ambiente. 
Como nenhuma mudança considerável ocorre no eletrólito durante a descarga, não é possível 
determinar as condições de carga da bateria pela densidade do eletrólito. 
Figura 1.34: Bateria Ni-Cd
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
 
Ao aplicar uma corrente de carga a uma célula de níquel-cádmio, as placas negativas perdem 
oxigênio e começa a formação de cádmio metálico. 
O material ativo das placas positivas se torna mais altamente oxidados, persistindo enquanto 
a corrente de carga é aplicada, ou até que todo o oxigênio seja removido da placa negativa, e 
somente o cádmio permaneça. 
Próximo do final do ciclo de carga as células emitem gás, originados da decomposição da 
água do eletrólito, sendo hidrogênio nas placas negativas e oxigênio nas placas positivas. 
Um pouco da água será consumida, por menor que seja a emissão de gás, até que a bateria 
esteja completamente carregada. 
A ação química é revertida durante a descarga. As placas positivas lentamente liberam 
oxigênio, que é reabsorvido pelas placas negativas. 
Esse processo resulta na conversão de energia química em energia elétrica. Durante a 
descarga as placas absorvem certa quantidade de eletrólito e durante a recarga o nível do 
eletrólito aumenta, e quando completamente recarregada, o eletrólito estará no seu mais alto 
nível. Por isso, só se deve adicionar água quando a bateria estiver totalmente carregada. 
 
Figura 1.35: Reação química na bateria Ni-Cd 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
Manutenção das baterias de níquel-cádmio 
O manuseio das baterias Ni-Cd deve possuir local e ferramentas separadas das baterias 
chumbo-ácidas porque seu eletrólito é quimicamente incompatível com o ácido sulfúrico 
usado nas baterias ácidas. 
O eletrólito (hidróxido de potássio) utilizado nas baterias Ni-Cd é extremamente corrosivo, 
sendo necessário usar óculos de proteção, luvas e avental de borracha para manipular e 
trabalhar nessas baterias. 
Adequados meios de lavagem são necessários para ocaso de o eletrólito atingir à pele ou 
roupas. Tal exposição requer imediato enxaguamento com água ou vinagre, suco de limão ou 
solução de ácido bórico. 
Quando o hidróxido de potássio e a água estiverem sendo misturados, o hidróxido deve ser 
adicionado lentamente à água e nunca vice-versa. 
Violento centelhamento pode ocorrer, se for usada escova de cerdas metálicas para limpeza 
da bateria. 
Os plugues de ventilação(tampas) devem ser mantidos fechados durante o processo de 
limpeza, e jamais devem ser usadas substâncias como ácidos, solventes ou soluções 
químicas. 
Quando o carbonato de potássio se forma sobre uma bateria, pode indicar que esteja 
sobrecarregada porque o regulador está desajustado. 
Nunca adicionar água à bateria antes de três ou quatro horas após estar completamente 
carregada e, quando necessário, usar apenas água destilada ou desmineralizada. 
Não é possível determinar o estado de carga da bateria com o densímetro, pois o eletrólito 
não reage quimicamente com as placas. 
A carga também não pode ser determinada através da tensão, porque ela permanece 
constante durante 90% do ciclo de descarga. 
Periodicamente (p.ex. mensal), verificar o nível do eletrólito e completar com água (destilada 
ou desmineralizada) se necessário. 
A intervalos regulares, durante as revisões de 25 ou 50 horas, a bateria deve ser removida da 
aeronave para teste de bancada. 
Em baterias completamente descarregadas, algumas células podem atingir potencial zero e 
carga invertida, afetando a bateria de tal modo que ela não mantenha a capacidade total de 
carga. Nesses casos, essas baterias devem ser descarregadas e cada célula colocada em 
curto-circuito, a fim de obter balanceamento de zero potencial, antes de recarregar a bateria 
(equalização). 
 
 
 
 
Recarga das baterias Ni-Cd 
A carga pode ser realizada tanto pelo método da corrente-constante quanto da tensão 
constante, e para melhores resultados, a temperatura ambiente deve estar entre +5ºC até 
+45ºC. 
A tensão mínima usada precisa ser superior a 1,5 V por célula Por exemplo, no caso de uma 
bateria de 20 células, são necessários pelo menos 30 V para carregá-la. 
Verifique a tensão das células ao iniciar a carga, se qualquer célula tiver um aumento súbito 
de tensão para acima de 1,5 V, acrescente 5 cm3 de água destilada ou desmineralizada 
nessa célula. 
Durante os últimos 15-30 minutos da sobrecarga, ajuste o nível do eletrólito, acrescentando a 
água. 
 Para carga com tensão constante, manter a tensão constanteaté que a corrente de carga 
diminua para 3 ampères ou menos, assegurando-se de que a temperatura da célula não 
ultrapasse 37,7ºC. 
Para carga com corrente constante, começar e continuar até que a tensão atinja o potencial 
desejado, então, reduzir o nível de corrente até 4 A, continuando a carga até que a bateria 
atinja a temperatura de 37,7ºC, e a tensão comece a declinar. 
 
 
 
 
 
 
Bateria de Íon-Lítio 
O lítio é o mais leve de todos os metais, tem o maior potencial eletroquímico e fornece a 
maior energia específica por peso. 
A instabilidade inerente do metal de lítio, em especial durante o carregamento, dirigiu a 
pesquisa para uma solução não-metálica usando ions de lítio, e, em 1991, a Sony 
comercializou a primeira bateria de ion-Li, tornando-se hoje a bateria mais promissora e com 
o mais rápido crescimento no mercado. 
Embora com menor energia específica que o metal-lítio, a bateria de ion-Li é segura, desde 
que os limites de tensão e correntes sejam respeitados. 
Os três componentes básicos de uma célula de Ion-Li são os eletrodos positivo, negativo e o 
eletrólito. 
A bateria de ion-lítio original da Sony usava o ânodo (eletrodo negativo) de coque, que é um 
derivado do carvão, e, a partir de 1997, a maioria dos fabricantes, incluindo a Sony, passaram 
a usar o grafite para atingir uma curva de descarga mais plana. 
ATENÇÃO: 
Não faça recarga com tensão constante se a tensão estiver 
abaixo de 1,0 V por célula, com circuito aberto. 
 
 
 
O eletrodo positivo (poroso) é um óxido de metal, tais como óxido de cobalto e lítio, ou óxido 
de manganês e lítio, ou Óxido de cobalto-manganês-níquel-lítio, ou fosfato de ferro-lítio. 
O eletrólito, não aquoso, é um sal de lítio num solvente orgânico (mistura de carbonatos 
orgânicos, tais como carbonato de etileno ou carbonato de dietilo contendo complexos de ions 
de lítio). 
Um separador de polietileno poroso e permeável (30 a 50%) é utilizado para isolar as placas 
positivas das negativas, funcionando como fusível quando a temperatura atingir 130ºC. 
Quando a célula de Íon-Lítio está descarregando, os íon positivos de lítio movimentam-se do 
eletrodo negativo (ânodo) e entram no eletrodo positivo (cátodo), fornecendo-se assim, um 
excesso de elétrons ao eletrodo negativo. 
Quando a célula está carregando, ocorre o inverso. 
As reações químicas que ocorrem são: 
 
 
 
 
 
Figura 1.36: Bateria de Íon-Lítio 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
Manutenção das baterias de Íon-Lítio 
As baterias de Íon-Li praticamente não necessitam de manutenção, somente requer alguns 
cuidados para prolongar a sua vida (n° de ciclos). 
Devem ser evitados uma taxa de carga/descarga próximos de sua capacidades, sendo 
recomendável taxas de 0,5 a 0,8C . 
Evitar o carregamento a temperaturas abaixo de 0ºC ou acima de 45ºC. 
A operação (descarga) deve ser na temperatura de -20 a 60ºC. 
Nunca exceder a temperatura de 60 ºC, devido a risco de explosão. 
A célula carregada , com circuito aberto tem 3,7V e descarregada tem de 2,5 a 3,0 V. 
Reação parcial no ânodo  Li1-xCoO2 + xLi+ + Xe-  LiCoO2 
Reação parcial no cátodo  xLiC6  xLi+ + Xe- + xC6 
 
 
Possuem circuito de proteção contra sobretemperatura e sobrecorrente, que se desarmam ao 
atingir seus limites, voltando a armar quando os limites são abaixados. 
Possui uma taxa de auto-descarga de 3 a 5% ao mês, devido aos circuitos de proteção, à 
temperatura ambiente de 20ºC. 
Em caso de incêndio, a temperatura de combustão da bateria pode atingir 500ºC, devendoser 
usado extintores da Classe A-B-C. 
Na bateria de Lítio metálico usar somente extintor da classe D, pois a água alimenta a 
combustão. 
 
Recarga das baterias de Íon-Lítio 
 
 
 
 
Durante a carga, uma fonte de energia elétrica externa (carregador) aplica-se uma sobre-
tensão (tensão mais elevada do que a bateria produz, da mesma polaridade), obrigando a 
corrente de carga a fluir no interior da bateria do eletrodo positivo para o negativo, ou seja, no 
sentido inverso de uma corrente de descarga. 
Os íons de lítio (Li+), em seguida, irão migrar do eletrodo positivo para o negativo, onde eles 
se tornam incorporados no eletrodo de material poroso. 
O procedimentos de carregamento completo para as baterias de íon de lítio deve ser 
realizado em 4 etapas: 
 Corrente constante (CC) 
 Tensão constante (CV) 
 Descanso ( 0 A) 
 Complemento de tensão (CC) 
Durante a fase de corrente constante, o carregador aplica uma corrente constante para a 
bateria a uma tensão com crescimento constante, até que o limite de tensão por célula seja 
atingido ( entre 4,2 V a 4,3 V). 
A corrente aplicada deve ser de 0,5 a 0,8C, onde C é a capacidade da bateria em Ah. 
Exemplo: Em uma bateria de 40Ah, ao aplicar uma corrente de carga de 0,5C = 20A, esta 
fase deve durar cerca de 2 horas. 
Durante a fase de tensão constante, o carregador aplica uma tensão igual à tensão máxima 
de cada célula multiplicado pelo número de células em série na bateria. 
Terminar a fase de tensão constante quando a corrente atingir o valor de 3% da corrente 
inicial dessa fase. 
Deixar a bateria descansar, sem carga por 1-2 horas, e medir a tensão. 
ATENÇÃO: 
Não seguir as limitações de corrente e tensão durante a recarga pode 
resultar em explosão. 
 
 
Caso haja queda na tensão, aplique novamente uma carga de corrente constante por mais 1 
hora. 
Observações: 
 A 4ª etapa da recarga é opcional, uma vez que não é necessário carregar totalmente 
as baterias de Íon-Li, pois não possuem o efeito de memória. 
 O aquecimento de 5ºC das baterias durante a recarga é normal, mas não deve atingir 
10ºC para não danificá-las. 
 A taxa de carga superior a 0,8C até 1,0C pode reduzir a vida da bateria, não sendo 
recomendável pelos fabricantes. 
 Nunca utilizar uma taxa de carga superior a 1,0C, pois pode causar explosão das 
células. 
 As baterias de Íon-Li devem ser carregadas na temperatura de 0 a 45 ºC, nunca 
abaixo de 0ºC. 
 
Tabela 1.2: Comparativo de baterias 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
Cuidados com o ambiente 
As pilhas e baterias, quando descartadas em lixões ou aterros sanitários, liberam 
componentes tóxicos que contaminam o solo, os cursos d'água e os lençóis freáticos, 
afetando a flora e a fauna das regiões circunvizinhas e o homem, pela cadeia alimentar. 
Devido a seus componentes tóxicos, as pilhas podem também afetar a qualidade do produto 
obtido na compostagem de lixo orgânico. 
 
 
Além disso, sua queima em incineradores também não consiste em uma boa prática, pois 
seus resíduos tóxicos permanecem nas cinzas e parte deles pode volatilizar, contaminando a 
atmosfera. 
Os componentes tóxicos encontrados nas pilhas são: cádmio, chumbo e mercúrio. Todos 
afetam o sistema nervoso central, o fígado, os rins e os pulmões, pois eles são 
bioacumulativos. 
O cádmio é cancerígeno, o chumbo pode provocar anemia, debilidade e paralisia parcial, e o 
mercúrio pode também ocasionar mutações genéticas. 
 Considerando os impactos negativos causados ao meio ambiente pelo descarte inadequado 
das pilhas e baterias usadas e a necessidade de disciplinar o descarte e o gerenciamento 
ambientalmente adequado (coleta, reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final) de 
pilhas e baterias usadas, a Resolução n° 257/99 do CONAMA resolve em seu artigo primeiro: 
"As pilhas e baterias que contenham em suas composições chumbo, cádmio, mercúrio e 
seus compostos, necessário ao funcionamento de quaisquer tipos de aparelhos, veículos 
ou sistemas, móveis ou fixos, bem como os produtos eletroeletrônicos que os contenham 
integrados em sua estrutura de forma não substituível, após seu esgotamento energético, 
serão entregues pelos usuários aos estabelecimentos que as comercializam ou à rede de 
assistência técnica autorizada pelas respectivas indústrias, para repasse aos fabricantes 
ou importadores, para que estes adotem diretamente,ou por meio de terceiros, os 
procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento ou disposição final ambientalmente 
adequado". 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.5- TRANSFORMADORES DE CORRENTE ALTERNADA 
Um transformador modifica o nível de tensão ou corrente, aumentando-a ou diminuindo-a 
como necessário. Ele consiste em duas bobinas eletricamente independentes, que são 
dispostas de tal forma que o campo magnético em torno de uma das bobinas atravessa 
também a outra bobina. Quando uma tensão alternada é aplicada na bobina primária, o 
campo magnético variável formado em torno dela cria uma tensão alternada na bobina 
secundária por indução. 
Um transformador também pode ser usado com corrente contínua pulsativa, mas corrente 
contínua pura não pode ser usada, já que apenas a corrente variável cria o campo magnético 
variável, que é a base do processo de indução. 
Um transformador consiste de três partes básicas, conforme figura 1.37, que são o núcleo de 
ferro magnético, a bobina primária e a bobina secundária. 
Os transformadores podem ser de duas classes: 
 Transformadores de tensão ou potencial (TP), usados para aumentar ou diminuir a 
tensão 
 Transformadores de corrente (TC), usados em circuitos de instrumentos para limitar a 
corrente. 
 
Figura 1.37: Componentes do transformador 
 
Fonte: Mundo Educação 
 
 
 
 
 
 
Transformadores de potencial (TP) 
Nos transformadores de potencial, a bobina primária é ligada em paralelo com a fonte de 
alimentação e a carga é ligada também em paralelo com a bobina secundária. 
Eles podem aumentar ou diminuir a tensão, conforme a proporção de espiras entre a bobina 
primária e secundária. 
 
V1 / V2 = N1 / N2  V2 = V1 x N2 / N1 (1.14) 
Onde: V1  Tensão na bobina primária 
 V2  Tensão na bobina secundária 
 N1  Número de espiras da bobina primária 
 N2  Número de espiras da bobina secundária 
 
Exemplo 1.6: 
Um transformador possui 100 espiras na bobina primária e 20 espiras na bobina secundária. 
Se alimentarmos esse transformador com uma corrente alternada de 110 V, qual será a 
tensão de saída ? 
Solução: 
V2 = V1 x N2 / N1 = 110 x 20 / 100 = 110 / 5  V2 = 22 VCA 
 
Figura 1.38: Classes dos transformadores 
 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
 
 
 
 
Transformadores de corrente (TC) 
Os enrolamentos primários dos transformadores de corrente são ligados em série com a 
carga no circuito primário. 
São usados em sistemas de fonte de força de CA para captar a corrente da linha do 
gerador e prover uma corrente no secundário, proporcional à corrente de linha, para circuito 
de proteção e dispositivos de controle. 
A corrente no primário induz uma corrente no secundário, por indução magnética. 
Os lados de todos os transformadores de corrente são marcados “H1” e “H2”, na base. Os 
transformadores devem ser instalados com o lado “H1” na direção do gerador, no circuito, 
mantendo a polaridade apropriada. 
O secundário do transformador não pode jamais ficar aberto quando o sistema estiver 
funcionando, caso contrário, isto provocaria altas voltagens perigosas e poderia superaquecer 
o transformador. Portanto, as conexões de saída do transformador precisam estar sempre 
conectadas com uma ponte (jumper) quando o transformador não estiver sendo usado, mas 
permanece no sistema. 
 
Potência dos transformadores 
 
Em um transformador ideal, a potência no primário seria igual à potência no secundário. 
É impossível construir um transformador com 100% de eficiência, porque não são todas as 
linhas de força do primário que conseguem cortar a bobina do secundário. Uma certa 
quantidade de fluxo magnético vaza do circuito magnético, causando uma perda de potência 
no swcundário. 
O grau de eficiência do fluxo do primário, que é aproveitado no secundário, é chamado de 
rendimento “”. 
Assim, a potência do secundário deve ser reduzida através do rendimento “”. 
Potência do primário  P1 = V1 x i1 (1.15) 
Potência no secundário  P2 = V2 x i2 =  x V1 x i1 (1.16) 
 
 
 
 
 
 
Exemplo 1.7: 
Um transformador é alimentado com 220 VCA e 5 A no primário. Temos uma tensão no 
secundário de 80VCA alimentando uma determinada carga. Calcule a potência e a corrente 
no secundário, sabendo-se que o rendimento desse transformador é de 85%. 
Solução: 
P1 = V1 x i1 = 220 x 5 = 1100 watts 
P2 = V2 x i2 =  x V1 x i1 = 0,85 x 1100 W  P2 = 935 watts 
Como P2 = V2 x i2 = i2 = P2 / V2 = 935 / 80  i2 = 11,69 A 
 
1.5- INVERSORES 
 
O inversor é usado em alguns sistemas do avião com a finalidade de transformar uma 
parte da força CC em CA. Esta CA é usada principalmente nos instrumentos, rádios, radar, 
iluminação e outros acessórios. 
Os inversores são construídos para fornecer uma corrente de 400 Hz, mas alguns são 
projetados para fornecer mais do que uma tensão, por exemplo, 26 VCA num enrolamento e 
115 VCA num outro. 
Há dois tipos básicos de inversores: o rotativo e o estático e ambos podem ser monofásico ou 
polifásico. 
O inversor polifásico é mais leve para a mesma potência nominal que o monofásico, mas 
existem complicações na distribuição da potência polifásica em manter as 
cargas equilibradas. 
 
Inversores rotativos 
Há diversos tamanhos, tipos e configurações de inversores rotativos. Esses inversores 
são essencialmente geradores CA e motores CC numa única carcaça. O motor CC faz girar a 
armadura de campo do gerador CA, induzindo a voltagem CA no estator do gerador, sem 
utilizar escovas. Podem ou não possuir ímãs permanentes. 
 
Figura 1.39: Inversor rotativo 
 
 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Inversores estáticos 
Os inversores estáticos utilizam semi-condutores e por isso são conhecidos como inversores 
do estado sólido. 
Este tipo de equipamento possui algumas vantagens em relação aos inversores rotativos: 
 Ausência de partes móveis, proporcionando maior durabilidade. 
 Menor necessidade de manutenção. 
 Maior facilidade de arrefecimento, por condução. 
 Nenhum período de aquecimento necessário. 
 Capaz de começar a operar sob carga. 
 Operação extremamente silenciosa. 
 Reação rápida à mudança de carga. 
 São menores, compactos e mais leves. 
 Figura 1.39: Inversor estático 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
 
1.6- CARACTERÍSTICAS DE CONTATORES, RELES, 
 CHAVES DE ACIONAMENTO 
Chaves de acionamento 
São dispositivos manuais que permitem energizar ou desenergizar equipamentos, através do 
fechamento ou abertura de circuitos elétricos. Por serem de acionamento manual, não 
permitem o comando remoto. As chaves podem ser dos tipos: 
 NA  Normalmente Aberta (NO  Normally Opened). 
 NF  Normalmente Fechada (NC  Normally Closed). 
 L-D  Liga ou Desliga (On-Off) permanece na posição Aberta ou Fechada. 
As chaves NA são mantidas na posição aberta por ação de mola, mudando para a posição 
fechada manualmente. Ao cessar o esforço manual, ela retorna para a posição aberta. Já as 
chaves NF funcionam de modo invertido. As chaves L-D se mantém na posição comandada, 
só alterando após nova atuação manual. 
Entre as principais chaves de acionamento, temos as botoeiras, chaves de partida, seletores 
e chaves de fim de curso. 
Figura 1.40: Chaves de acionamento 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
Contatores 
Pode-se considerar os contatores como um tipo de relé, pois o principio de 
funcionamento é similar. O contator é um elemento eletro-mecânico de comando a 
distância, com uma única posição de repouso e sem travamento. O contator consiste 
basicamente de um núcleo magnético excitado por uma bobina. Uma parte do núcleo 
magnético é móvel, e é atraído por forças de ação magnética quando a bobina é 
percorrida por corrente e cria um fluxo magnético. Quando não circula corrente pela 
bobina de excitação essa parte do núcleo é repelida por ação de molas. Contatos 
elétricossão distribuídos solidariamente a esta parte móvel do núcleo, constituindo 
 
 
um conjunto de contatos móveis. Solidário a carcaça do contator existe um 
conjunto de contatos fixos. Cada jogo de contatos fixos e móveis podem ser do tipo 
Normalmente aberto (NA), ou normalmente fechados (NF). 
Figura 1.41: Contatores 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
Relés 
Os relés são os elementos fundamentais de manobra remota de cargas elétricas, pois 
permitem a combinação de lógicas no comando, bem como a separação dos circuitos de 
potência e comando. Os mais simples constituem-se de uma carcaça com cinco 
terminais. Uma característica importante dos relés, é que a tensão nos terminais (1) e (2) 
pode ser 5 VCC, 12 VCC ou 24 VCC, enquanto simultaneamente os terminais (3), (4) e (5) 
podem trabalhar com 110 VCA ou 220 VCA. Ou seja, não há contato físico entre os terminais 
de acionamento e os de trabalho. 
Figura 1.42: Relés 
 
Fonte: Adaptado de Google imagens 
 
O relé é um dispositivo elétrico destinado a produzir modificações súbitas e predeterminadas 
em um ou mais circuitos elétricos de saída, quando alcançadas determinadas condições no 
 
 
circuito de entrada, que controla o dispositivo. Assim, o relé não possui a função de 
interromper o circuito principal, mas sim de fazer atuar o seu sistema de manobra. 
Esse equipamento, quando ligado a uma instalação, tem como função permitir o 
funcionamento de outros aparelhos conectados ao mesmo ou em outro circuito elétrico que 
estejam ligados ao relé, devido a uma alteração nas condições do equipamento pela 
passagem da corrente elétrica. Funciona como uma chave automática comutadora que atua 
pela alteração de algumas variáveis predeterminadas como temperatura, corrente elétrica, 
pressão, tempo e campo magnético. Dessa forma, temos tipos diferentes de relés: magnético, 
térmico, pneumático, foto-elétrico, temporizador e outros. Quanto ao princípio de 
funcionamento, os relés podem ser digitais ou eletromagnéticos. 
Os relés eletromagnéticos são compostos, de modo geral, por um eletroímã, em forma de 
bobina; uma armadura metálica, que possa ser atraída pelo campo magnético criado pelo 
eletroímã; uma mola e um conjunto de contatos elétricos, que serão abertos, fechados ou 
comutados, conforme a configuração de cada relé. Quando a corrente elétrica percorre a 
bobina e dá origem a um campo magnético, a armadura é atraída por essa força que altera a 
posição dos contatos, abrindo, fechando ou comutando, dependendo da posição e do tipo de 
relé, fazendo o dispositivo atuar. Quando a corrente da bobina é interrompida, o campo 
magnético se anula e os contatos, pela ação da mola, retornam à posição original. 
A diferença básica entre os relés e contatores é que o contator tem a função de chaveamento 
de cargas importantes, já os relés são destinados à multiplicação de sinais e outras funções 
específicas, tais como atuação por sinal de temperatura, pressão, luz, vibração, tempo e 
outras . 
 
 
1.7- CLASSIFICAÇÃO DE FIOS PADRÃO AWG 
 
 
Os condutores elétricos podem ser fios ou cabos, feitos de cobre ou alumínio e possuindo um 
revestimento isolante. Os fios são feitos de um único e espesso filamento, e por isso são 
rígidos. Já os cabos são feitos por diversos filamentos finos, o que lhes dá maleabilidade e 
facilita sua passagem pela estrutura dos aviões ou colocação dentro dos eletrodutos . 
O fio é fabricado em bitola de acordo com o modelo padrão especificado pelo AWG (American 
Wire Gage), ou usando o padrão métrico SI (Sistema Internacional) adotado pela ABNT. 
Na tabela AWG, os diâmetros dos fios tornam-se menores à medida em que os números do 
calibre tornam-se maiores. 
A maior bitola do fio mostrado na tabela AWG é o número 0000, e a menor é o número 44. 
Bitolas maiores e menores são fabricadas, mas não são comumente usadas. 
 
 
Para se verificar a bitola de um fio, basta medir o diâmetro do condutor, sem o isolante 
usando um micrômetro ou paquímetro. 
 Podem ser usados calibres (ou gabaritos) de fios, variando em bitola do 0 até o número 36. 
O fio desencapado a ser medido é colocado na menor fenda possível. O número do calibre, 
correspondente à fenda, indica a bitola do fio. 
Para se calcular o diâmetro do fio (sólido) na tabela AWG, basta usar a fórmula: 
dn = 0,005 x 92 (36-n)/39 (1.17) 
Onde n é número da tabela AWG e dn é o diâmetro do condutor sólido em polegadas. 
 
Exemplo 1.8: Calcule o diâmetro de um fio bitola nº 10 da tabela AWG. 
Solução: 
dn = 0,005 x 92 (36-n)/39 = 0,005 x 92(36-10)/39 = 0,005 x 920,667 = 0,005x20,382 = 0,1019 in (pol.) 
dn = 0,1019 x 25,4 = 2,588 mm 
dn = 2,588 mm 
Figura 1.43: Fios e cabos 
 
Fonte: Adaptado de FAA Aviation Maintenance Technician Handbook-General 
 
Para o dimensionamento de cabos na tabela AWG, deve-se entrar com a área da seção do 
condutor, em mm2, deste modo não existe diferenciação entre fios (único filamento) e cabos 
(dois ou mais filamentos). 
A norma NBR 5410/1997 da ABNT “Instalações elétricas de baixa tensão” possui uma tabela 
onde se entra com a área da seção do condutor em mm2. 
Quanto maior o diâmetro do condutor, menor será a resistência R e maior será a corrente que 
ele poderá conduzir sem causar o superaquecimento.Quanto maior o comprimento do 
condutor, maior será sua resistência R. 
 
 
A resistência dos metais aumente proporcionalmente ao aumento de temperatura, por isso 
deve-se usar a tabela 1.3 com temperaturas de no máximo 30ºC, sendo que para 
temperaturas superiores, a tabela deverá ser recalculada. 
A prata é o melhor condutor, mas o alto custo impede sua utilização. Apesar de possuir menor 
condutibilidade que o cobre, o ouro é empregado em contatos onde não se pode ter oxidação. 
Por isso, os dois condutores mais comumente usados são o cobre e o alumínio. 
O cobre possui maior condutibilidade, é mais dúctil (pode ser estirado), possui relativamente 
alta resistência à tração e pode ser facilmente soldado. Ele é mais caro e pesado do que o 
alumínio. O alumínio possui apenas cerca de 60% da condutibilidade do cobre, também é 
usado extensivamente. Sua leveza torna possível vãos extensos sendo empregado em barras 
para correntes elevadas pois dissipam bem o calor gerado (maior superfície). 
 
 
Tabela 1.3: Tabela AWG (Fio de cobre, temperatura 20 ºC) 
 Fonte: Adaptado de solaris-shop.com 
 
 
 Dimensionamento dos condutores 
O dimensionamento dos condutores deve atender simultaneamente aos dois critérios técnicos 
abaixo: 
Critério 1: A bitola deve ser suficiente para evitar superaquecimento do cabo durante o 
transporte da corrente requerida. 
Determinar a bitola através da corrente exigida pela carga: 
P = V x I => I = P / V , 
Onde P => Potência em Watts, V => Tensão em Volts e I => Corrente em Amperes. 
Após obter a corrente do circuito, entrar na tabela AWG para obter a bitola requerida, sempre 
arredondando para a bitola superior (menor o nº da bitola, maior o diâmetro). 
Critério 2: A bitola do fio deve ser suficiente para evitar queda de voltagem excessiva, 
enquanto estiver conduzindo a corrente requerida na distância necessária. 
Para uso aeronáutico, deve-se atender a queda de tensão máxima permitida (V) no circuito: 
 Para uso contínuo (crítico), a queda máxima permitida é de 3,6 %. 
 Para uso intermitente (menos de 50 % de utilização) é de 7%. 
OBS.: Utilizar operação contínua, quando o tipo de operação não for informado. 
Calcular a resistência R do circuito, devido ao comprimento L do condutor. 
V = I x R ( 1ª Lei de Ohm) 
 
Exemplo 1.8: 
Escolha, usando a tabela AWG, qual o condutor ideal para alimentar uma carga intermitente 
de 500 Watts, distante 30m da fonte de 14 VDC, considerando a temperatura ambiente de 
20ºC. 
Solução: 
Critério 1: 
P = V x I = 500 Watts 
I = P / V = 500 / 14 = 35,71 A 
Entrando na tabela AWG com esta corrente, encontramos que a bitola do fio deve ser #6. 
Critério 2: 
Temos de verificar a queda de voltagem permissível para carga intermitente: 
V= 7%.V = 0,07x14= 0,98 =1 V 
Assim, R = V / I = 1 / 35,71 = 0,028 Ohms 
Para L=30 m = 0,030 km de fio, R / L = 0,028/ 0,030 = 0,93 Ohms/km. 
 
 
Voltando à tabela AWG, a bitola deve ser # 4 ( R/L = 0,80 ) por ser menor que a resistência 
requerida. Com a bitola # 5, a resistência R/L seria 1,01 Ohms/km, maior, causando queda de 
tensão superior a 1 Volt. 
Conclusão: 
O fio # 4 atende aos dois critérios simultaneamente, por isso será utilizado o fio # 4. 
Já o fio # 6 não atende ao Critério 2. 
 
Exemplo 1.9: 
A FAB precisa instalar uma câmara frigorífica no compartimento de carga de um EMB-110 
Bandeirante, cujo consumo é de 1.200 Watts. Sabendo-se que será alimentado pela barra da 
bateria de 28VDC e que o ponto de instalação da câmara fica a 15 m da barra da bateria, 
indique o fio AWG que deverá ser empregado. Considerar a temperatura ambiente de 20ºC. 
Solução: 
Critério 1: 
P = V x I = 1200 Watts 
I = P / V = 1200 / 28 = 42,86 A 
Entrando na tabela AWG com esta corrente, encontramos que a bitola do fio deve ser # 5 
(valor mais próximo acima). 
Critério 2: 
Temos de verificar também a queda de voltagem permissível, considerando carga contínua, 
pois a câmara frigorífica opera acima de 50% do tempo. 
Assim, V= 3,6%.V = 0,036 x 28 = 1,0 V 
Assim, R =  V / I = 1 / 42,86 = 0,0233 Ohms 
Para L=15 m = 0,015 Km de fio R / L = 0,0233 / 0,015 = 1,55 Ohms / Km. 
Voltando à tabela AWG, a bitola deve ser # 6 ( valor mais próximo acima). 
Conclusão: 
Como o fio # 6 não atende ao critério 1, devemos utilizar o fio # 5 por atender aos 2 critérios 
simultaneamente. 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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Disponível em: http://batteryuniversity.com 
Acesso em: 29 de janeiro de 2018. 
Delfino, Carlos, Indutores 
Disponível em: 
 http://carlosdelfino.eti.br/basicaodaeletronica/nivel%202/Indutores-Construindo_o_Seu/ 
Acesso em: 29 de janeiro de 2018. 
Eletrônica Progressiva, Circuitos elétricos 
Disponível em: http://www.eletronicaprogressiva.net 
Acesso em: 29 de janeiro de 2018. 
Federal Aviation Administration, Aviation Maintenance Technician Handbook—Airframe 
Oklahoma City – 2012 
 
Federal Aviation Administration, Aviation Maintenance Technician Handbook - General. 
Oklahoma City – 2008 
 
LEMES, Andryos da Silva, Apostila de eletricidade básica. 
Disponível em: https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/images/4/47/ApostilaEB2.pdf 
Acesso em: 29 de janeiro de 2018. 
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Disponível em: http://slideplayer.com.br/slide/3425001/ 
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Mundo da Elétrica, Conceitos de eletricidade 
Disponível em: https://www.mundodaeletrica.com.br 
Acesso em: 29 de janeiro de 2018. 
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Disponível em: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br 
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Disponível em: https://www.solaris-shop.com 
Acesso em: 5 de fevereiro de 2018.