Apostila tópico 3 8 - Conceitos fundamentais de Eletricidade e Eletrônica 13 06 20 - Tensão contínua e alternada (Original Rocelito)

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<p>Reparador de</p><p>Eletrodomésticos</p><p>Conceitos Fundamentais de Eletricidade e</p><p>Eletrônica I – Tensão contínua e alternada.</p><p>Novo Hamburgo, junho de 2020.</p><p>Professor Rocelito Andrade</p><p>2</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Rocelito Andrade é Engenheiro Eletricista e Mestre em Ciências dos Materiais pela UFRGS. É</p><p>professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia e possui mais de 30 anos de</p><p>experiência no ramo da eletricidade e da eletrônica.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>3</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Conceitos Fundamentais de Eletricidade e Eletrônica I</p><p>Ementa: Estudo sobre a estrutura do átomo, carga elétrica, eletrostática e eletrização dos</p><p>corpos. Busca de compreensão sobre tensão, corrente e resistência elétrica, seus múltiplos e</p><p>submúltiplos. A construção de saberes sobre as diversas fontes de energia elétrica e os</p><p>diferentes tipos de resistores e suas utilizações. Investigação sobre os circuitos elétricos, suas</p><p>leis e convenções. Investigação sobre condutores e isolantes, energia e potência elétrica.</p><p>Desenvolvimento de técnicas, habilidades e conhecimentos para trabalhar com equipamentos</p><p>que consomem energia elétrica de alta, média e baixa potência. Uso da energia elétrica</p><p>contínua e alternada no dia a dia da profissão de Reparador de Eletrodomésticos.</p><p>Objetivos: O tópico tem como objetivo repassar os conceitos de eletricidade e eletrônica</p><p>básica, partindo do estudo das cargas elétricas até os componentes básicos de um circuito</p><p>elétrico, com o propósito de instrumentalizar o estudante para aplicação em problemas</p><p>práticos do profissional Reparador de Eletrodomésticos, priorizando a segurança no trabalho.</p><p>Avaliação: As atividades avaliativas são feitas ao término de cada módulo do curso. Para ser</p><p>aprovado, o estudante necessita obter a nota mínima 6 (seis) em todas as atividades</p><p>avaliativas.</p><p>Recuperação: Cada atividade avaliativa possui 3 (três) tentativas permitidas. Finalizadas as</p><p>três tentativas, sem atingir a nota mínima de 6 (seis), o estudante terá direito a uma</p><p>oportunidade extra.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>4</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>1 Sumário</p><p>1 Sumário 4</p><p>2 Índice de Figuras 5</p><p>3 Introdução 6</p><p>4 Corrente contínua e corrente alternada 7</p><p>4.1 Abreviação utilizada para corrente contínua e alternada 7</p><p>4.2 O que é corrente contínua e corrente alternada? 7</p><p>4.3 Forma de onda da tensão contínua 10</p><p>4.4 Forma de onda da tensão alternada 12</p><p>4.5 Frequência da tensão alternada 14</p><p>4.6 Amplitude de uma tensão alternada 18</p><p>4.7 Valor eficaz (RMS) de uma tensão alternada (CA) 21</p><p>4.7.1 Curiosidade: meu rádio tem 100W mesmo? 24</p><p>4.8 Exercícios sobre corrente contínua e alternada 26</p><p>4.9 Respostas dos exercícios 27</p><p>5 Fim da apostila 28</p><p>6 Bibliografia 29</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>5</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>2 Índice de Figuras</p><p>Figura 1– Abreviação e simbologia para corrente alternada e corrente contínua. ............ 7</p><p>Figura 2- Fontes de tensão AC e DC .................................................................................... 8</p><p>Figura 3– Um acumulador de chumbo com os bornes VERMELHO = POSITIVO e PRETO =</p><p>NEGATIVO ................................................................................................................................... 9</p><p>Figura 4- Na ficção, desarmar uma bomba é uma questão de cortar os fios certos. Na vida</p><p>real, sempre o VERMELHO = POSITIVO e sempre o PRETO = NEGATIVO. ............................... 9</p><p>Figura 5– Medindo a tensão de uma bateria. ................................................................... 10</p><p>Figura 6- Gráfico do valor da tensão de uma bateria em função do tempo: uma reta. ... 11</p><p>Figura 7– Baterias e pilhas são exemplos de fonte de tensão contínua. .......................... 11</p><p>Figura 8–As tomadas das residências são fontes de tensão ALTERNADA. ....................... 12</p><p>Figura 9- Gráfico do valor da tensão de um gerador eletromagnético em função do tempo:</p><p>forma de onda SENOIDAL......................................................................................................... 12</p><p>Figura 10- Formas de onda de tensão alternada periódica .............................................. 14</p><p>Figura 11– A frequência da rede elétrica no Brasil é de 60 Hertz ou 60 ciclos por segundo.</p><p>.................................................................................................................................................. 14</p><p>Figura 12– Uma oscilação por segundo = 1HERTZ; 2 oscilações por segundo = 2HERTZ; 4</p><p>oscilações por segundo = 4 HERTZ. .......................................................................................... 17</p><p>Figura 13- Países em vermelho adotam o padrão americano de 60 Hz. Países em azul usam</p><p>o padrão europeu de 50 Hz. ..................................................................................................... 18</p><p>Figura 14– Acumulador de chumbo = 12V; Bateria de Íon-lítio = 3,7V; Pilha seca = 1,5V.</p><p>.................................................................................................................................................. 18</p><p>Figura 15– Medindo a tensão de uma pilha, na figura indicando 1,57 Volts. .................. 19</p><p>Figura 16- Forma de onda de dois geradores de corrente alternada; gerador 2 com</p><p>amplitude de 311V, e gerador 1 com amplitude de 179V. ...................................................... 19</p><p>Figura 17– Amplitude de uma forma de onda é o nome dado ao seu valor máximo,</p><p>também chamado de valor de pico. ........................................................................................ 20</p><p>Figura 18– Medindo a tensão da rede: o valor mostrado é o valor eficaz (rms). ............. 21</p><p>Figura 19– O instrumento indica a tensão eficaz, também chamada de tensão rms. ..... 21</p><p>Figura 20– Tensão alternada de 220VRMS ou tensão contínua de 220V realizaram o</p><p>mesmo trabalho no mesmo tempo. ........................................................................................ 22</p><p>Figura 21– O brilho da lâmpada será o mesmo se ligada em 10V DC ou 10V AC RMS. ... 23</p><p>Figura 22– A tensão eficaz de uma forma de onda senoidal equivale a 70,7% do seu valor</p><p>de pico. ..................................................................................................................................... 24</p><p>Figura 23– Potência RMS x PMPO. .................................................................................... 25</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>6</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>3 Introdução</p><p>O curso Reparador de Eletrodomésticos oferecido pelo IFSUL foi desenvolvido com o</p><p>objetivo de atender profissionais ou estudantes, maiores de 18 (dezoito) anos, com no mínimo</p><p>o ensino fundamental I completo, e que estejam:</p><p>● Interessados em desenvolver habilidades relativas à execução de reparos básicos em</p><p>aparelhos eletrodomésticos, seguindo procedimentos, legislação e normas técnicas,</p><p>ambientais, priorizando sempre a saúde e a segurança.</p><p>Ou</p><p>● Interessados em aumentar sua renda familiar, atuando como microempreendedor ou</p><p>como empregado de empresas de assistência técnica, ou mesmo para reparar seus</p><p>próprios eletrodomésticos, seguindo procedimentos, legislação e normas técnicas,</p><p>ambientais, priorizando sempre a saúde e a segurança.</p><p>Pensar com clareza é condição indispensável para analisar de forma adequada o que</p><p>está</p><p>acontecendo com o equipamento defeituoso. Para além dos instrumentos de medida elétrica,</p><p>os conceitos da eletricidade e da eletrônica são as principais ferramentas de trabalho. Para</p><p>ser um bom e responsável profissional, é necessário ter um conjunto de conceitos</p><p>coerentemente articulados entre si. Sem os conceitos, o profissional corre o risco de trabalhar</p><p>apenas com subjetividades, palpites e aparências.</p><p>É importante destacar que o trabalho do reparador de eletrodomésticos, apesar de ser</p><p>eminentemente prático, requer o domínio de conhecimentos técnicos, ou seja, para poder</p><p>identificar o defeito e efetuar o conserto com presteza, qualidade e principalmente com</p><p>segurança, é indispensável que o profissional conheça os fundamentos teóricos dos</p><p>dispositivos, circuitos e sistemas presentes nos eletrodomésticos.</p><p>E este módulo tem tudo a ver com isso!</p><p>Bons estudos!</p><p>Professor: Rocelito Andrade</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>7</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>4 Corrente contínua e corrente alternada</p><p>O reparador de eletrodomésticos irá se deparar com fontes de tensão contínua e</p><p>alternada.</p><p>4.1 Abreviação utilizada para corrente contínua e alternada</p><p>O profissional da área elétrica irá se deparar com abreviações utilizadas para corrente</p><p>contínua e corrente alternada:</p><p>● Corrente contínua pode ser abreviada por CC ou DC do inglês direct current.</p><p>● Corrente alternada pode ser abreviada por CA ou AC do inglês alternating current.</p><p>Figura 1– Abreviação e simbologia para corrente alternada e corrente contínua.</p><p>4.2 O que é corrente contínua e corrente alternada?</p><p>Consideremos os pontos A e B da figura abaixo sendo os terminais de uma fonte geradora</p><p>de tensão elétrica.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>8</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 2- Fontes de tensão AC e DC</p><p>● Se a tensão no polo A é sempre maior que a tensão no polo B, dizemos que esta é uma</p><p>fonte de tensão CONTÍNUA.</p><p>● Se a tensão no polo B é sempre maior que a tensão no polo A, dizemos que esta é uma</p><p>fonte de tensão CONTÍNUA.</p><p>● Mas se ora a tensão no polo A é maior que a do polo B, e ora a tensão no polo A é menor</p><p>que a tensão no polo B, dizemos que se trata de uma fonte de tensão ALTERNADA.</p><p>Dos seis processos de geração de tensão elétrica vistos anteriormente, cinco geram uma</p><p>tensão CONTÍNUA nos seus terminais, e apenas um gera uma tensão ALTERNADA.</p><p>1) Eletrização = Contínua</p><p>2) Eletrólise = Contínua</p><p>3) Magnetismo = ALTERNADA</p><p>4) Luz = Contínua</p><p>5) Pressão = Contínua</p><p>6) Calor = Contínua</p><p>Nos geradores de tensão contínua, o terminal que possui a tensão maior é chamado de</p><p>terminal positivo, e o terminal que possui a tensão menor é chamado de negativo.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>9</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>As tensões que temos disponíveis nas tomadas residenciais são tensões do tipo</p><p>alternadas.</p><p>Figura 3– Um acumulador de chumbo com os bornes VERMELHO = POSITIVO e PRETO =</p><p>NEGATIVO</p><p>Além da padronização dos sinais + para positivo e − para negativo, é mundialmente</p><p>padronizada a cor VERMELHA para o terminal positivo e a cor PRETA para o terminal negativo.</p><p>Figura 4- Na ficção, desarmar uma bomba é uma questão de cortar os fios certos. Na vida</p><p>real, sempre o VERMELHO = POSITIVO e sempre o PRETO = NEGATIVO.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>10</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>4.3 Forma de onda da tensão contínua</p><p>Consideremos um acumulador de chumbo convencional utilizado nos automóveis que</p><p>gera uma diferença de potencial (=tensão) de 12V. Se medirmos o valor da tensão nos</p><p>terminais do gerador a cada minuto (1min, 2min, 3min, ...), veremos que o valor medido será</p><p>sempre o mesmo, ou seja, 12V. Então, o gráfico do valor da tensão em função do tempo,</p><p>também chamado de forma de onda da tensão, será uma reta conforme a mostrada abaixo:</p><p>Figura 5– Medindo a tensão de uma bateria.</p><p>Tabela 1 – Medição da tensão nos terminais de uma bateria com o tempo.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>11</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 6- Gráfico do valor da tensão de uma bateria em função do tempo: uma reta.</p><p>Figura 7– Baterias e pilhas são exemplos de fonte de tensão contínua.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>12</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>4.4 Forma de onda da tensão alternada</p><p>Figura 8–As tomadas das residências são fontes de tensão ALTERNADA.</p><p>Consideremos agora um gerador eletromagnético como os utilizados nas hidroelétricas e</p><p>termoelétricas que fornecem energia para as tomadas de nossas residências. Se medirmos o</p><p>valor da tensão nos terminais desse gerador a cada milisegundo (1ms, 2ms, 3ms, 4ms, ...),</p><p>veremos que o valor medido da tensão irá variar a cada nova medida. O gráfico do valor da</p><p>tensão em função do tempo, também chamado de “forma de onda” da tensão, de um gerador</p><p>eletromagnético típico será como o da figura abaixo.</p><p>Figura 9- Gráfico do valor da tensão de um gerador eletromagnético em função do tempo:</p><p>forma de onda SENOIDAL.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>13</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>A forma de onda mostrada na figura anterior representa um ciclo da forma de onda</p><p>presente nas tomadas das residências que operam com 220V. O ciclo se repete</p><p>indefinidamente neste sobe e desce a que chamamos senoide ou forma de onda senoidal.</p><p>Tabela 2 - Medição da tensão nos terminais de um gerador eletromagnético revela que a</p><p>tensão fornecida é ALTERNADA.</p><p>A curva obtida quando traçamos o gráfico do valor da tensão pelo tempo é chamada</p><p>“Forma de Onda”. Os geradores eletromagnéticos geram uma forma de onda chamada</p><p>SENOIDAL.</p><p>Sem dúvida, a forma de onda de tensão alternada mais comum é a senoidal, tendo em</p><p>vista que é a forma de onda disponível nas tomadas das casas de todo o planeta. Porém, é</p><p>importante o profissional eletrotécnico saber que nos aparelhos eletrônicos existem outras</p><p>formas de onda, como a forma de onda retangular, a forma de onda dente de serra ou a forma</p><p>de onda triangular.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>14</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 10- Formas de onda de tensão alternada periódica</p><p>4.5 Frequência da tensão alternada</p><p>A velocidade da mudança de polaridade em função do tempo nos geradores de tensão</p><p>alternada, ora positiva ora negativa, damos o nome de frequência.</p><p>Figura 11– A frequência da rede elétrica no Brasil é de 60 Hertz ou 60 ciclos por segundo.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>15</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Veja a seguir a representação da mudança de polaridade de quatro geradores:</p><p>● Gerador de tensão alternada 1</p><p>+ + + + + + + + - - - - - - - - - - + + + + + + + + + - - - - - - - - - - + + + + + + + + + - - - - - - - - - -</p><p>● Gerador de tensão alternada 2</p><p>+ + + + - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - + + + + - - - - + + + + - - - -+ + + + - - - -</p><p>● Gerador de tensão alternada 3</p><p>+ + - - + + - - + + - - + + - - + + - - + + -</p><p>- + + - - + + - - + + - - + + - - + + - - + + - - + + - - + + - -</p><p>● Gerador de tensão alternada 4</p><p>+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + -</p><p>Notamos que o gerador 4 alterou sua polaridade com maior rapidez; dizemos que a</p><p>frequência deste gerador é maior. Ao mesmo tempo, notamos que o gerador 1 alterou sua</p><p>polaridade com menor velocidade: dizemos que a frequência deste gerador é menor.</p><p>A quantidade de vezes que uma tensão alternada completa seu ciclo positivo e negativo</p><p>em um segundo é chamada de frequência, e a unidade da frequência é o HERTZ (abreviado</p><p>por HZ) em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz, que provou a existência das</p><p>ondas eletromagnéticas em 1887.</p><p>Clique para saber mais sobre Heinrich Hertz</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>https://pt.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Hertz</p><p>16</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Representação de dois ciclos completos de uma forma de onda senoidal.</p><p>1 𝐻𝑍 =</p><p>1 𝐶𝐼𝐶𝐿𝑂 𝐶𝑂𝑀𝑃𝐿𝐸𝑇𝑂</p><p>1 𝑆𝐸𝐺𝑈𝑁𝐷𝑂</p><p>60 𝐻𝑍 =</p><p>60 𝐶𝐼𝐶𝐿𝑂𝑆 𝐶𝑂𝑀𝑃𝐿𝐸𝑇𝑂𝑆</p><p>1 𝑆𝐸𝐺𝑈𝑁𝐷𝑂</p><p>50 𝐻𝑍 =</p><p>50 𝐶𝐼𝐶𝐿𝑂𝑆 𝐶𝑂𝑀𝑃𝐿𝐸𝑇𝑂𝑆</p><p>1 𝑆𝐸𝐺𝑈𝑁𝐷𝑂</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>17</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 12– Uma oscilação por segundo = 1HERTZ; 2 oscilações por segundo = 2HERTZ; 4</p><p>oscilações por segundo = 4 HERTZ.</p><p>● Assim, se a frequência da rede elétrica do Brasil e dos Estados unidos é de 60HZ,</p><p>equivale dizer que a cada segundo a senóide da rede completa 60 ciclos.</p><p>● Ou se a frequência da rede elétrica da Argentina e da Europa é de 50HZ, equivale</p><p>dizer que a cada segundo a senóide da rede completa 50 ciclos.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>18</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 13- Países em vermelho adotam o padrão americano de 60 Hz. Países em azul usam o</p><p>padrão europeu de 50 Hz.</p><p>4.6 Amplitude de uma tensão alternada</p><p>Tomemos três fontes de tensão contínua: um acumulador de chumbo, uma bateria de</p><p>íon-lítio e uma pilha seca.</p><p>Figura 14– Acumulador de chumbo = 12V; Bateria de Íon-lítio = 3,7V; Pilha seca = 1,5V.</p><p>Como são tensões contínuas, é fácil descobrir qual das três fontes de tensão gera a maior</p><p>tensão. Basta medir a qualquer momento para descobrir o valor de cada uma e comparar. No</p><p>exemplo da figura acima, o acumulador de chumbo tem 12V, a bateria de íon-lítio tem 3,7V,</p><p>e a pilha seca tem 1,5V aproximadamente.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>19</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 15– Medindo a tensão de uma pilha, na figura indicando 1,57 Volts.</p><p>Mas como comparar a tensão gerada por geradores de corrente alternada se a todo o</p><p>momento a tensão nos terminais do gerador está alternando de valor?</p><p>Figura 16- Forma de onda de dois geradores de corrente alternada; gerador 2 com amplitude</p><p>de 311V, e gerador 1 com amplitude de 179V.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>20</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Como o valor de uma tensão alternada está alternando a todo instante, precisamos</p><p>adotar um ponto de referência para comparação. Uma maneira de compararmos duas fontes</p><p>de tensão alternada é chamada de AMPLITUDE DA ONDA.</p><p>Tabela 3 – Valores medidos para o Gerador 220V e 127V</p><p>Consideramos a amplitude da forma de onda o seu valor máximo ou valor de pico. Assim,</p><p>na Figura 16 a amplitude de um gerador 1 é de 311V, e do outro gerador 2 é de 179V.</p><p>Figura 17– Amplitude de uma forma de onda é o nome dado ao seu valor máximo, também</p><p>chamado de valor de pico.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>21</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>4.7 Valor eficaz (RMS) de uma tensão alternada (CA)</p><p>Figura 18– Medindo a tensão da rede: o valor mostrado é o valor eficaz (rms).</p><p>Figura 19– O instrumento indica a tensão eficaz, também chamada de tensão rms.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>22</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Apesar do valor de pico, ou seja, a amplitude ser um importante parâmetro das formas</p><p>de onda dos geradores de tensão alternada, não é a AMPLITUDE o valor mais utilizado no dia</p><p>a dia dos eletrotécnicos reparadores. O valor utilizado no dia a dia dos profissionais da</p><p>eletricidade e eletrônica é o valor eficaz. Os instrumentos de medida de tensão e de corrente</p><p>alternada são calibrados para informar o valor eficaz, também conhecido como valor RMS.</p><p>As duas formas de onda apresentadas na Figura 16 representam as tensões alternadas de</p><p>220V e 127V, os dois valores padrão utilizados nas tomadas do Brasil. Estes valores (220V e</p><p>127V) não são os valores máximos nem médios da onda, eles são chamados valores EFICAZES</p><p>(também conhecidos como RMS, do inglês root mean square).</p><p>O Valor Eficaz de uma tensão alternada representa o valor de uma fonte contínua que</p><p>realizaria o mesmo trabalho.</p><p>Por exemplo, se uma chaleira elétrica ligada na rede de tensão alternada de 220V de</p><p>tensão eficaz leva 5 minutos para ferver 1 litro de água, uma bateria de tensão contínua com</p><p>valor de tensão de 220V levaria exatos 5 minutos para ferver o mesmo litro de água.</p><p>Figura 20– Tensão alternada de 220VRMS ou tensão contínua de 220V realizaram o mesmo</p><p>trabalho no mesmo tempo.</p><p>Importante: Se não for informada ao contrário, toda a tensão alternada é informada no seu</p><p>valor eficaz.</p><p>Outro exemplo: considere uma lâmpada incandescente ligada em uma bateria (tensão</p><p>contínua) de 10V. Se ligarmos esta mesma lâmpada em uma tensão alternada cujo valor eficaz</p><p>(ou rms) seja 10V, a lâmpada brilhará exatamente com a mesma intensidade quando</p><p>comparada com a tensão CC.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>23</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 21– O brilho da lâmpada será o mesmo se ligada em 10V DC ou 10V AC RMS.</p><p>Para obter o valor da tensão eficaz de ondas senoidais, basta multiplicar seu valor de pico,</p><p>ou seja, sua amplitude por 0,707.</p><p>Assim, caso uma forma de onda de uma tensão senoidal tenha 311Volts de amplitude,</p><p>seu valor eficaz será de 220V.</p><p>𝑉𝑒𝑓𝑖𝑐𝑎𝑧 = 𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜 × 0,707 ∴ 𝑉𝑒𝑓𝑖𝑐𝑎𝑧 = 311 × 0,707 = 220 𝑉</p><p>Para obter o valor da tensão de pico de ondas senoidais, basta multiplicar seu valor eficaz</p><p>por 1,414.</p><p>Assim, caso uma forma de onda de uma tensão senoidal tenha 220V de valor eficaz, seu</p><p>valor de pico será de 311V.</p><p>𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜 = 𝑉𝑒𝑓𝑖𝑐𝑎𝑧 × 1,414 ∴ 𝑉𝑝𝑖𝑐𝑜 = 220 × 1,414 = 311 𝑉</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>24</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 22– A tensão eficaz de uma forma de onda senoidal equivale a 70,7% do seu valor de</p><p>pico.</p><p>4.7.1 Curiosidade: meu rádio tem 100W mesmo?</p><p>As especificações de potência de alguns amplificadores de áudio comerciais usam valores</p><p>de potência máxima de pico, PMPO, com a finalidade de dar a impressão que um determinado</p><p>produto é melhor que o do seu concorrente.</p><p>Veja este exemplo: digamos que estamos examinando um amplificador cujo fabricante</p><p>informa que possui uma potência de áudio de saída de 100 watts. No entanto,</p><p>pelo próprio</p><p>folheto de características técnicas, o fabricante informa que o aparelho drena uma corrente</p><p>máxima de 2 ampères quando alimentado por 12 V.</p><p>Ora, se o aparelho "consome" 2A x 12V = 24 watts, como ele pode fornecer 100 W?</p><p>Na natureza, não se pode criar nem destruir energia e, no entanto, graças a artifícios de</p><p>especificações, o amplificador é anunciado com uma potência muito maior que a real.</p><p>Supondo que o amplificador do exemplo anterior tivesse um rendimento de 80% (que é</p><p>um excelente rendimento para amplificadores de áudio), convertendo 80% da energia elétrica</p><p>consumida da bateria em som, este amplificador não teria uma potência rms (ou seja,</p><p>potência que realiza trabalho) maior do que 20 watts!</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>25</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Figura 23– Potência RMS x PMPO.</p><p>A indicação mais correta para a potência de um amplificador, bem como para a potência</p><p>dos alto-falantes, é dada por valores rms (root mean square ou eficazes).</p><p>Agora resolva os exercícios para fixar as aprendizagens desse tópico e,</p><p>assim, efetuar consertos de eletrodomésticos com presteza, qualidade</p><p>e principalmente com segurança!</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>26</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>4.8 Exercícios sobre corrente contínua e alternada</p><p>Marque V para Verdadeiro e F para Falso:</p><p>1. ( ) Com exceção do gerador eletromagnético, todas as outras formas de conversão</p><p>de energia em energia elétrica geram uma tensão contínua.</p><p>2. ( ) As células fotovoltaicas geram energia alternada diretamente, não sendo</p><p>necessários sistemas eletrônicos de conversão.</p><p>3. ( ) Vermelho é mundialmente utilizado para identificar o polo positivo.</p><p>4. ( ) Preto é mundialmente utilizado para identificar o negativo.</p><p>5. ( ) Uma fonte de tensão contínua inverte sua polaridade a todo instante.</p><p>6. ( ) Uma fonte de tensão alternada inverte sua polaridade com uma frequência que é</p><p>medida em Hertz.</p><p>7. ( ) Uma tensão senoidal com frequência de 60 Hertz significa que em um segundo</p><p>ocorreram 60 ciclos completos (positivo e negativo) da senóide.</p><p>8. ( ) A amplitude de uma forma de onda senoidal é o seu valor de pico.</p><p>9. ( ) Os valores das tensões dos aparelhos eletrodomésticos que ligamos na tomada</p><p>são os valores de pico.</p><p>10. ( ) Os valores das tensões dos aparelhos eletrodomésticos que ligamos na tomada</p><p>são os valores eficazes.</p><p>11. ( ) Uma tensão senoidal cujo valor eficaz é de 127V possui uma tensão de pico de</p><p>aproximadamente 180V.</p><p>12. ( ) Uma tensão senoidal cujo valor eficaz é de 200V possui uma tensão de pico de</p><p>aproximadamente 311V.</p><p>13. ( ) Uma tensão senoidal cujo valor eficaz é de 127V possui uma tensão de pico de</p><p>aproximadamente 311V.</p><p>14. ( ) Uma tensão senoidal cujo valor eficaz é de 200V possui uma tensão de pico de</p><p>aproximadamente 180V.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>27</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>15. ( ) Se um chuveiro elétrico fosse ligado a uma bateria (tensão contínua) de 220V,</p><p>geraria mais calor que o mesmo chuveiro ligado em uma rede de corrente alternada</p><p>de 220V eficazes.</p><p>16. Complete as frases abaixo com algumas das seguintes palavras/expressões:</p><p>Um sentido, Gerador eletromagnético, Dois sentidos, Usina hidroelétrica, Inverte, Bateria,</p><p>Watts, Hertz</p><p>a) A corrente contínua (cc) tem somente __________ .</p><p>b) Uma __________ é um exemplo de uma fonte de tensão cc.</p><p>c) Uma corrente alternada (ca) _________ sua polaridade com uma frequência medida em</p><p>________.</p><p>4.9 Respostas dos exercícios</p><p>1. ( V )</p><p>2. ( F )</p><p>3. ( V )</p><p>4. ( V )</p><p>5. ( F )</p><p>6. ( V )</p><p>7. ( V )</p><p>8. ( V )</p><p>9. ( F )</p><p>10. ( V )</p><p>11. ( V )</p><p>12. ( V )</p><p>13. ( F )</p><p>14. ( F )</p><p>15. ( F )</p><p>16.</p><p>a) A corrente contínua (cc) tem somente __ um sentido__.</p><p>b) Uma ____ Bateria ________ é um exemplo de uma fonte de tensão cc.</p><p>c) Uma corrente alternada (ca) __ inverte __ sua polaridade com uma frequência medida em</p><p>____ Hertz ____.</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>28</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>5 Fim da apostila</p><p>Parabéns, estudante!</p><p>Você concluiu a apostila 3.8 do tópico Fundamentos de Eletricidade e Eletrônica</p><p>do curso Reparador de Eletrodomésticos.</p><p>Se você já fez todos os exercícios desta apostila, vá até o Moodle e assista ao</p><p>vídeo desta aula.</p><p>Não fique com dúvidas: utilize o fórum para dirimi-las.</p><p>Quando se sentir seguro, responda o questionário deste TÓPICO no Moodle de</p><p>forma a ficar apto para seguir para o próximo tópico do curso.</p><p>Prof. Rocelito Andrade</p><p>http://lattes.cnpq.br/961030442301763</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>29</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>6 Bibliografia</p><p>BOYLESTAD, Robert L. Introdução a Análise de Circuitos. São Paulo: Prentice Hall, 2006.</p><p>GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2008.</p><p>U.S. NAVY. Curso Completo de Eletricidade Básica. Curitiba: Hemus, 2002.</p><p>STOUT, Melville B.. Curso Básico de Medidas Elétricas. Vol. 1”, LTC, Rio de janeiro, 1974.</p><p>APOSTILA: Conserto e Manutenção de Eletrodomésticos. Ed. Virtual.</p><p>BOYLESTAD, Robert; NASHELSKI, Louis. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. 3 ed.</p><p>Rio de Janeiro: Prentice Hall, 1984.</p><p>CAPUANO, F. G.; MARINO, M. A. M. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica. 24. ed. São</p><p>Paulo: Érica, 1990.</p><p>CREDER, Hélio. Instalações Elétricas. Rio de Janeiro: Livro Técnico S/A, 1981.</p><p>DUNN, W. C. Fundamentos de instrumentação industrial e controle de processos. Porto</p><p>Alegre: Bookman, 2013.</p><p>BOYLESTAD, Robert L. Introdução a Análise de Circuitos. São Paulo: Prentice Hall, 2006.</p><p>CEEE; Regulamento de instalações consumidoras: fornecimento em tensão secundária de</p><p>distribuição. 2012. Disponível em:</p><p><http://www.ceee.com.br/pportal/ceee/Archives/Upload/RIC_BT_2012_Vers%C3%A3o</p><p>_1.4%20_J_correto_27355.pdf>. Acesso em: 24 julho 2015.</p><p>LIMA FILHO, Domingos Leite. Projetos de instalações elétricas prediais. 6. ed. São Paulo: Érica,</p><p>2001.</p><p>MAMEDE FILHO, João. Instalações elétricas industriais. 6. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002.</p><p>NISKIER, Julio; MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações elétricas. 4. ed. Rio de Janeiro:</p><p>Guanabara Koogan, 1996.</p><p>PRYSMIAN. Instalações elétricas residenciais: garanta uma instalação elétrica segura.</p><p>2006. Disponível em: <http://br.prysmiangroup.com/br/files/manual_instalacao.pdf></p><p>CREDER, Hélio. Instalações elétricas. 13. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1995.</p><p>NERY, Norberto. Instalações Elétricas: princípios e aplicações. 2. ed. São Paulo: Érica, 2014.</p><p>GUSSOW, Milton, 2006 - Eletricidade Básica 1; Schaum Edição 2</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>http://www.ceee.com.br/pportal/ceee/Archives/Upload/RIC_BT_2012_Vers%C3%A3o_1.4%20_J_correto_27355.pdf</p><p>http://www.ceee.com.br/pportal/ceee/Archives/Upload/RIC_BT_2012_Vers%C3%A3o_1.4%20_J_correto_27355.pdf</p><p>http://br.prysmiangroup.com/br/files/manual_instalacao.pdf</p><p>30</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>Assis, André Koch Torres, 1962- Os fundamentos experimentais e históricos da eletricidade;</p><p>Apeiron Montreal volumes 1 e 2</p><p>Louis E. Frenzel Jr. Mc ,2015 - Eletrônica Moderna. Fundamentos, dispositivos, circuitos e</p><p>sistemas; Graw Hill 1ª Edição.</p><p>JOHNSON, David E. (Org.). Fundamentos de Análise de Circuitos Elétricos. 4. ed. São Paulo:</p><p>LTC, 2001</p><p>PORTAL O SETOR ELÉTRICO. Fios e cabos: condutores da evolução</p><p>humana. Disponível em:</p><p><http://www.osetoreletrico.com.br/web/a-revista/edicoes/223-fios-e-cabos-condutores-da-</p><p>evolucao-humana.html>. Acesso em: 04 agostos 2016.</p><p>Sites consultados:</p><p>https://brasilescola.uol.com.br/</p><p>https://www.infoescola.com/</p><p>https://www.mundodaeletrica.com.br/</p><p>https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/</p><p>https://www.cursonr10.com/</p><p>http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/</p><p>https://www.if.ufrgs.br/novocref/</p><p>https://www.portaleletricista.com.br/</p><p>http://www.newtoncbraga.com.br/livros/livro6_ncb_mouser.pdf</p><p>http://www.cienciamao.usp.br/tudo/indice.php?midia=epc</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p><p>https://brasilescola.uol.com.br/</p><p>https://www.infoescola.com/</p><p>https://www.mundodaeletrica.com.br/</p><p>https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/</p><p>https://www.cursonr10.com/</p><p>http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/</p><p>https://www.if.ufrgs.br/novocref/</p><p>https://www.portaleletricista.com.br/</p><p>https://www.google.com/url?q=http://www.newtoncbraga.com.br/livros/livro6_ncb_mouser.pdf&sa=D&ust=1587087170429000&usg=AFQjCNEmp9jx9-_h0ptdZ3mJstnzCSd3Yg</p><p>http://www.cienciamao.usp.br/tudo/indice.php?midia=epc</p><p>31</p><p>R. Pinheiro Machado, 205 Novo Hamburgo - RS - novohamburgo@ifsul.edu.br - (51) 99137-9601 www.novohamburgo.ifsul.edu.br</p><p>http://www.novohamburgo.ifsul.edu.br/</p>