Eletricidade 1

•

FPD

erick

01.10.2015

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Elétricidade I
*
*
Objetivo
Entender os conceitos básicos da eletricidade que possam dar sustentabilidade ao entendimento do funcionamento e elaboração de projetos de Sistemas Elétricos Prediais e Telefônicos.
*
*
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
CAPÍTULO 1 – Conhecendo a Eletricidade CAPÍTULO 2 – Variáveis Elétricas
CAPÍTULO 3 – Geração Elétrica
CAPÍTULO 4 – Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica
*
*
CAPÍTULO 5 – Energia e Corrente Elétrica
CAPÍTULO 6 – Entrada e Ligação
CAPÍTULO 7 – Circuitos Elétricos
CAPÍTULO 8 – Lei de Ohms
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
*
*
CAPÍTULO 9 – Potência Elétrica
CAPÍTULO 10 – Circuitos em Série
CAPÍTULO 11 – Circuitos em Paralelo
CAPÍTULO 12 – Circuitos Mistos
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
*
*
CAPÍTULO 1
Eletricidade Básica
*
*
Isolantes e Condutores
Os corpos podem ser bons ou maus condutores de eletricidade. São bons condutores: os metais (cobre, ferro, alumínio, níquel), a grafita etc.
São maus condutores (isolantes): o papel, porcelana, borracha, vidro, e a madeira seca, entre outros
*
*
Isolantes Elétricos
As propriedades mecânicas desejadas variam conforme a aplicação: fios requerem revestimentos flexíveis, feitos de materiais plásticos como o cloreto de polvinil, enquanto o vidro e a porcelana são usados em dispositivos rígidos, como nos isolantes destinados a apoiar cabos de alta tensão.
APLICAÇÕES:
Os isoladores elétricos usados nos postes são de porcelana e os cabos de ferramentas usadas pelos eletricistas são de borracha ou de plástico.
*
*
Condutores Elétricos
São substâncias (geralmente metais) cuja condutividade elevada as torna capazes de transmitir correntes elétricas. Geralmente são usadas em forma de fios ou cabos. O melhor condutor é a prata mas, por razões econômicas, o mais usado é o cobre.
*
*
Características dos Materiais
Resistividade – É a capacidade que cada material tem para se opor à corrente elétrica.
Condutância – Característica que torna um material bom condutor de corrente elétrica (quanto maior a condutância menor a resistividade).
*
*
Tipos de Eletricidades
A eletricidade pode ser :
Estática - sem movimento (ocorre nos maus condutores elétricos).
Dinâmica - com movimento (ocorre nos bons condutores).
Resistividade e Condutancia
*
*
CAPÍTULO 2
Variáveis Elétricas
*
*
Elementos de um Circuito Elétrico
Em um circuito elétrico devemos considerar quatro aspectos:
1 - VOLTAGEM - (Que é igual a diferença de potencial) é a diferença entre a quantidade de elétrons nos dois pólos do gerador.
A voltagem é medida em volts (em homenagem ao físico italiano VOLTA ).
O aparelho que registra a voltagem denomina-se VOLTÍMETRO;
*
*
Elementos de um Circuito Elétrico
2 - RESISTÊNCIA - é a dificuldade que o condutor oferece á passagem da corrente elétrica. A resistência é medida em ohms (em homenagem ao físico alemão G.S. Ohms). Representamos a resistência pela letra grega (Ω).
*
*
Elementos de um Circuito Elétrico
3 - INTENSIDADE - é a relação entre a voltagem e a resistência da corrente elétrica.
A intensidade ou corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons de um polo para o outro da fonte de tensão através de um condutor
Ela é medida num aparelho chamado AMPERIMETRO, através de uma unidade física denominada AMPÉRE.
*
*
Elementos de um Circuito Elétrico
4 – POTÊNCIA – é o trabalho realizado pelo circuito elétrico para produzir o efeito desejado.
A potencia é medida em Watts e é medida com o auxilio de um aparelho chamado watímetro.
Nossa conta de energia mensal é a relação da potencia utilizada pelo tempo.
*
*
Resumo dos Elementos de um Circuito

*
*
CAPÍTULO 3
Geração de Energia
*
*
Princípio de Geração

A energia elétrica é produzida a partir da energia mecânica de rotação de um eixo de uma turbina que movimenta um gerador.
*
*
Princípio de Geração
Esta rotação é causada por diferentes fontes primárias, como a força da água que cai (hidráulica), a força do vapor (térmica) que pode ter origem na queima do carvão, óleo combustível gás ou, ainda, na fissão do urânio (nuclear).
*
*
Princípio de Geração
Desta forma temos varias formas para obtenção do movimento de rotação da turbina que ira fazer com que as linhas de força do campo magnético possam ser retiradas ou extraídas em forma de potência através de captadores.
*
*
Princípio de Geração
Além das formas convencionais, temos também as formas alternativas de geração de energia tipo:
Geração Solar
Geração Eólica
Geração Química, etc.
*
*
CAPÍTULO 4
Transmissão e Distribuição
de Energia Elétrica
*
*
Energia Elétrica
A energia elétrica é uma forma de energia que pode ser transportada com facilidade. Para chegar à sua casa, às ruas, ao seu trabalho, ela percorre um longo caminho desde a usina. A energia elétrica passa pelas seguintes fases:
*
*
Geração
A energia elétrica é produzida a partir da energia mecânica de rotação de um eixo de uma turbina que movimenta um gerador.
Esta rotação é causada por diferentes fontes primárias, como a força da água que cai (hidráulica), a força do vapor (térmica) que pode ter origem na queima do carvão, óleo combustível gás ou, ainda, na fissão do urânio (nuclear).
*
*
Transmissão
As usinas hidrelétricas nem sempre se situam próximas aos centros consumidores. Por isto é preciso transportar a energia elétrica produzida nas usinas até os locais de consumo: cidades, indústrias e fazendas. Para realizar este transporte é que são construídas as subestações e as linhas de transmissão.
*
*
Distribuição
Nas cidades, grandes centros consumidores, são construídas as subestações transformadoras. Sua função é baixar a tensão do nível de transmissão (muito alto), para o nível de distribuição.
*
*
Distribuição

A rede de distribuição recebe a energia em um nível de tensão adequado à sua distribuição por toda a cidade, porém inadequada para sua utilização imediata.
*
*
Distribuição
Assim, os transformadores instalados nos postes das cidades, fornecem a energia elétrica diretamente para as residências, para o comércio e outros locais de consumo, no nível de tensão adequado à utilização
*
*
CAPÍTULO 5
Energia e Corrente Elétrica
*
*
Energia e Corrente Elétrica

A energia elétrica é transportada sob a forma de uma corrente elétrica e esta corrente pode se apresentar sob duas formas:
- Corrente Contínua - CC;
- Corrente Alternada - CA.
*
*
Energia e Corrente Elétrica
A corrente contínua é aquela que mantém sempre a mesma polaridade, fornecendo uma tensão constante, como é o caso das pilhas e baterias. Temos um pólo positivo e um negativo.
*
*
Energia e Corrente Elétrica

A corrente alternada tem a sua polaridade invertida um certo número de vezes por segundo. Ao número de variações que a corrente faz por segundo dá-se o nome
de frequência e a sua unidade é Hertz (Hz).
*
*
Energia e Corrente Elétrica
Um Hertz corresponde a um ciclo completo de variação da corrente, daí ser comum falar em "ciclo por segundo" ao invés de Hz.
Dependendo do tipo de trabalho que temos de executar, podemos necessitar de corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA).
*
*
Efeitos Produzidos p/ Energia Elétrica
Os principais efeitos produzidos são:
Luminosos - produz luminosidade;
Mecânico - produz movimento;
Caloríficos - produz calor - aquecendo a água ou mesmo ambientes;
Magnético - Formação de eletroimãns;
Fisiológico - podendo ser útil a saúde ou mesmo maléfico;
*
CHOQUE ELÉTRICO
Perturbação orgânica gerada pela passagem de corrente
elétrica no organismo humano
*
*
CAPÍTULO 6
Entradas e Ligações
*
*
Ramal de Entrada
O ramal de entrada compreende os fios, disjuntores e a estrutura de suporte para estes fios (Postes, pontaletes, blaquetes, caixas de medição e distribuição, etc.
A finalidade do ramal de entrada a atender a demanda (potência) da unidade.
*
*
Fiação na Entrada
Para uma entrada:
Monofásica – Dois Fios 1 fase + 1 neutro.
Tensão 127v
Bifásica – Três Fios 2 fases + 1 neutro.
Tensão – 127v ou 220v
Trifásica – Quatro Fios 3 fases + 1 neutro.
Tensão – 127v, 220v ou 380v
*
*
Ligações
Para uma entrada:
Monofásica – Só poderemos ter equipamentos ligados em 127v (F + N).
Bifásica – Poderemos ter equipamentos ligados
em 127v (F + N)e 220v (F + F)
Trifásica - Poderemos ter equipamentos ligados
em 127v (F + N), 220v (F + F) e 380v (F + F + F)
*
*
Proteção
Para proteção da unidade utilizamos disjuntores termomagnéticos, que são dispositivos para proteção dos circuitos contra:
Sobre-corrente que é o aumento da corrente acima do valor do disjuntor.
Corrente de Curto-circuito que é quando dois fios de polaridades diferentes entram em contato.
*
*
CAPÍTULO 7
Circuitos Elétricos
*
*
Circuitos Fechado
Circuito fechado – É aquele onde um equipamento (R) esta ligada á fonte de tensão (+ v –) com os dispositivos de proteção e controle fechados.
*
*
Circuitos Aberto
Circuito aberto – É aquele onde um equipamento esta ligada á fonte de tensão (+ v –) e um dos dispositivos de proteção e controle ou qualquer ponto do circuito esta aberto.

*
*
Circuito em Curto Circuito
Curto circuito - É quando os dois polos de uma fonte de tensão (+ v –) entram em contato um com o outro sem ter entre eles um equipamento (resistência) com o dispositivo de proteção fechado e de controle aberto ou fechado.
*
*
Circuito Ideal
Circuito Ideal – É aquele onde um equipamento esta ligado à uma fonte de tensão protegido e com um dispositivo de controle para ligar e desligar o equipamento.
*
*
CAPÍTULO 8
Lei de Ohms
*
*
Dimensionamento
Dimensionar um circuito é calcular os valores de corrente, tensão, resistência e potência de forma a poder utilizar os dispositivos do circuito dentro dos valores que estes possam suportar sem danificar (queimar).
Através da lei de Ohms podemos obter estes valores.
*
*
Dimensionamento
A lei de OHM diz respeito à relação entre corrente, tensão e resistência:
I=V/R
V=RxI
R=V/I
Onde:
• I é a corrente em ampères
• V é a tensão em volts
• R é a resistência em ohms
*
*
Dimensionamento
Abaixo, vemos como fica o circuito quando fechamos a chave:
*
*
Dimensionamento
A tensão sobre o resistor de 1kΩ (ou 1000Ω) é de 12V (conforme é mostrado pelo voltímetro). De acordo com a lei de OHM, a corrente deve ser:
I=V/R - 12/1000=0.012A ou 12mA.
De fato, é essa a corrente indicada pelo amperímetro.
*
*
CAPÍTULO 9
Potência Elétrica
*
*
Conceito
A potência elétrica – É o trabalho realizado pelo circuito para produzir um dos efeitos da corrente elétrica que passa por ele.
Essa potência é medida em função do tempo de utilização e em nossas contas de energia vai aparecer em Kw/h.
*
*
Fórmulas
A potência elétrica em um circuito, é igual à tensão desse circuito multiplicada pela corrente que passa por ele:
P=VI
Deduzindo essa equação em função da corrente I=V/R, temos: P=RI² e V²/R.
*
*
Outras Unidades de Potência
Lembramos que para os valores em Hp e Cv, é necessário a conversão para Watts e para isso adota-se os seguintes valores:
1Hp = 746w
1Cv = 736w
*
*
Potencia Ativa e Aparente
Potencia Ativa - A potencia em circuitos onde tenham apenas equipamentos resistivos é dada em Watts (w).
Potencia Aparente - A potencia em circuitos onde tenham apenas equipamentos indutivos (motores) a potência é dada em Volt/Amper (VA).
*
*
Potencia Reativa
Potencia Reativa – É a potencia que aparece em circuitos onde tenham equipamentos indutivos (motores) pela característica destes, que pela bobina ao mesmo tempo que consome também produz potência e é dada em Volt Amper Reativo (VAr).
*
*
Cálculo de Potencia Gasta
Potência gasta = W x [(M x D)/60] - Onde:
W = potência do aparelho.
M = minutos que o equipamento fica ligado/dia.
D = dias que o equipamento é ligado/mês.
O resultado será dado em KW/h e corresponderá a potência consumida, pelo equipamento, no mês.
Faça isto com todos os equipamentos, some os resultados e veja o seu consumo total.
*
*
CAPÍTULO 10
Ligação de Circuitos em Série
*
*
Circuito Série
É aquele onde os resistores estão ligados à fonte de tensão um através do terminal do outro (A+ e B-).
*
*
Circuito Série
As características principais de um circuito em série é:
A tensão se divide proporcionalmente entre os resistores do circuito.
A corrente é sempre a mesma em todos os resistores.
- São também chamados de Divisores de Tensão
*
*
Calculo Circuito Série
Ex. Calcule a resistência equivalente do esquema abaixo:
Calculando a resistência temos:
Rt= R1+R2+R3
Rt= 10000+1000000+470
Rt= 1010470
*
*
Calculo Circuito Série
Ex. Calcule a corrente do esquema abaixo para uma tensão de 60v:
Calculando a corrente temos:
I= V/R
I= 60/1010470
I=0,0001187 ou 0,1187mA
*
*
CAPÍTULO 11
Circuitos em Paralelo
*
*
Circuito Paralelo
É aquele em que os resistores estão todos ligados diretamente á fonte sem depender do outro para funcionar como nos circuitos em série.
*
*
Características do Circuito Paralelo
As características principais de um circuito em paralelo é:
1) A tensão é sempre a mesma em todos os resistores.
2) A corrente se divide proporcionalmente entre os resistores do circuito.
3) São também chamados de Divisores de Corrente.
*
*
Calculando o circuito Paralelo
Para calcular um circuito paralelo é necessário associar dois resistores e utilizar a formula do paralelo ou pelo MMC.
Rt= R1.R2/R1+R2
Rt= 20.20/20+20 = 400/40
Rt= 10Ω
*
*
Calculando o circuito Paralelo
Ou utilizar o MMC para calcular associações em paralelo com mais de dois resistores. Onde:
R= 1/R1+1/R2
R= 1/20+ 1/20 fazendo MMC de 20,20=20
20/20=1 + 20/20=1=2
Logo teremos:
R= 20/2 Rt=10Ω
*
*
CAPÍTULO 12
Circuitos Mistos
*
*
Características do circuito misto
O circuito misto é aquele em que teremos ao mesmo tempo ligações série e ligações paralelas ou seja os dois tipos de ligação vão aparecer em um mesmo circuito.
*
*
Características do circuito misto
Os circuitos mistos conservam as características dos circuitos série e paralelo em cada etapa da resolução.
Para tanto é fundamental que se observe a teoria de comportamento da tensão e corrente em cada parte do circuito onde apareça um ligação série ou paralelo.
*
*
Características do circuito misto

Para este circuito considerando o valor R3 igual a 20Ω.
*
*
Subtítulo da página
1º)Calcula-se as resistências da parte em paralelo:
Ra= R1.R2/R1+R2
Ra= 20.20/20+20 = 400/40
Ra= 10Ω
2º)Calcula-se as resistências em série:
Rt= Ra+R3 = 10+20
Rt= 30Ω
*