maquinas elétricas

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MÁQUINAS ELÉTRICAS, GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO 
 
 
 
 
Sumário 
Unidade 1: Eletricidade: Da Geração à Distribuição; Aspectos Históricos e 
Proposta Didática para o Ensino ............................................................................. 4 
Seção 1.1: Introdução ................................................................................................. 4 
Seção 1.2: Os primórdios da eletricidade estática ...................................................... 4 
Seção 1.3: O desenvolvimento da eletricidade durante o século XVIII ....................... 9 
Seção 1.4: Os avanços da eletricidade no século XIX .............................................. 13 
Seção 1.5: Energia elétrica: o caminho percorrido da geração ao consumo ............ 22 
 
Unidade 2: O Sistema Elétrico ............................................................................... 35 
Seção 2.1: Introdução ............................................................................................... 35 
Seção 2.2: Produção de energia elétrica .................................................................. 36 
Seção 2.3: Transporte de energia elétrica ................................................................ 38 
Seção 2.4: Interligação dos sistemas elétricos.......................................................... 40 
Seção 2.5: Alguns aspectos sobre a operação de sistemas elétricos ....................... 41 
Seção 2.6: Distribuição de energia elétrica ............................................................... 43 
 
Unidade 3: Manutenção em Sistemas Elétricos de Potência .............................. 45 
Seção 3.1: Introdução ............................................................................................... 45 
Seção 3.2: Desenvolvimento acerca da manutenção em sistemas elétricos de 
potência ..................................................................................................................... 47 
Seção 3.3: Sistema elétrico de potência ................................................................... 48 
Seção 3.4: Manutenção aplicada ao sistema elétrico ............................................... 49 
Seção 3.5: Localização das falhas no sistema elétrico de potência em redes de 
distruição rural e urbana ............................................................................................ 51 
Seção 3.6: Manutenção na geração de energia elétrica e técnicas de gestão de 
manutenção para o sistema elétrico .......................................................................... 54 
 
Referências .............................................................................................................. 59 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidade 1: Eletricidade: Da Geração à Distribuição; 
Aspectos Históricos e Proposta Didática para o Ensino 
 
Seção 1.1: Introdução 
Tem sido diagnosticado há muitos anos as dificuldades existentes no ensino de 
física. Dentre elas podemos destacar o desencanto dos alunos em relação à 
disciplina, percebendo-a como muito difícil, abstrata e sem vínculo com o cotidiano, 
acarretando assim altos índices de reprovação. Porém essa concepção deve-se ao 
modelo de ensino tradicional empregado pelas escolas, que enfatizam com maior 
veemência a memorização de fatos, fórmulas, símbolos, teorias e modelos que 
parecem não ter quaisquer relações entre si, além de não preocupar-se em explorar 
os contextos em que as leis e teorias foram propostas, contribuindo assim para uma 
dogmatização do conhecimento científico (Martins, 2006; Bonadiman, 2004). 
Diante deste problema, têm sido expressadas propostas que conduzam ao 
desenvolvimento de um ensino de física, que contribua para a formação de um 
cidadão consciente, atualizado e participativo na realidade do meio que convive. 
Assim esse trabalho tem como objetivo compreender o processo de desenvolvimento 
desde os primórdios da eletricidade até sua aplicação prática em escala comercial, a 
fim de produzir uma proposta de material didático-experimental adequado que possa 
ser utilizado no ensino médio ou em cursos superiores. Para isso foram selecionados 
os seguintes objetivos específicos: Pesquisar em literatura especializada, a fim de 
identificar as origens e o processo de desenvolvimento dos conceitos relacionados à 
eletricidade; identificar a importância da experimentação aliada à história da ciência 
como estratégia, viabilizadora de conhecimentos expressivos e consistentes no 
ensino de Física; Construir uma maquete envolvendo os processos desde a geração 
a distribuição da eletricidade e elaborar um material didático para estudo de tal 
experimento. 
 
Seção 1.2: Os primórdios da eletricidade estática 
As Primeiras Descobertas Dos Fenômenos Elétricos 
 
De acordo com a Arqueologia, o homem faz observação de fenômenos naturais 
desde os tempos pré-históricos, porém demorou muito para registrar esse conjunto 
de ocorrências e somente mais tarde e que se iniciou a busca por explicações 
racionais. No estudo da eletricidade foi constatada a existência de fenômenos 
particulares muito antes da Idade Antiga, porém somente neste período é que esses 
fenômenos começaram a ser pesquisados, e analisados na busca de evidências que 
explicasse a ocorrência destes. 
Segundo Luz e Álvares (2000), os primeiros fenômenos elétricos foram 
observados pelos gregos, na Antiguidade. O matemático e filósofo Thales de Mileto 
no século VI a. C. foi quem observou que um pedaço de âmbar, uma resina fóssil, 
após ser atritado com uma pele de animal, passava a adquirir a propriedade de atrair 
corpos leves. Ao observar este fenômeno, Thales na tentativa de explica-lo por meio 
do pensamento filosófico, atribuiu às substâncias capazes de eletrizar terem uma 
alma, e esta por sua vez atraiam os pedaços de matéria inanimada. Verifica-se que a 
primeira tentativa de explicar a eletrização por atrito é muito antiga, no entanto os 
fenômenos relacionados à eletricidade ficaram esquecidos por vários anos, devido à 
falta de aplicação prática. 
Somente cerca de 2000 anos mais tarde vários estudiosos começaram a fazer 
observações mais sistematizadas a respeito dos fenômenos elétricos. Nesse contexto 
pode-se destacar: o médico inglês William Gilbert, que retomando as observações de 
Thales verificou que não era apenas o âmbar que possuía a propriedade de atrair 
corpos, sendo eles leve ou não. Esta constatação foi obtida por meio de um aparelho 
muito sensível, construído por Gilbert denominado versorium, usando este aparelho 
ele pode verificar a existência de forças elétricas de outros objetos como o diamante, 
safira, opala, ametista, cristal entre outros, como descreve a sua obra De magnete. 
Para explicar esta atração, Gilbert utilizou a hipótese do eflúvio, um fato interessante 
é que apesar das experiências de Gilbert serem realizadas com muito cuidado e por 
diversas vezes, ele não observou a repulsão dos corpos eletrizados, isto só foi 
observado pelo físico alemão Otto von Guericke, quando este reproduzia as 
experiências de Gilbert. Tal fato permitiu-o constatar que quando os corpos são 
eletrizados por atrito, eles podem atrair ou repelir outros corpos. A fim de observar 
melhor este fenômeno Guericke construiu um aparato constituído de uma grande 
esfera de enxofre que podia ser movimentada por uma manivela, sendo esta a 
 
primeira máquina eletrostática a ser construída; com isto ele também pode perceber 
que a “eletricidade” podia passar de um corpo para outro através do contato, no 
entanto ele não buscou explicações para este fenômeno, pois acreditava que este 
comportamento era natural, devido às virtudes existentes no corpo. (TORRES, 
FERRARO e SOARES, 2010). 
Figura 1 – Máquina eletrostática de Von Guericke. 
Fonte: ASSIS, 2010, p. 68. 
 
Conforme foi descrito no decorrer deste subcapítulo, ao longo dos anos houve 
várias descobertas relacionadas aos fenômenos elétricos, noda corrente) e ainda pela ausência de subestações intermediárias 
abaixadoras ou de seccionamento. 
As linhas de transmissão em corrente contínua apresentam custo inferior ao de 
linhas em corrente alternada enquanto que as estações conversoras ainda 
apresentam custo relativamente alto portanto a transmissão em corrente contínua 
somente se mostra vantajosa em aplicações específicas como na interligação de 
 
sistemas com freqüências diferentes ou para transmissão de energia a grandes 
distâncias. 
A necessidade de sistemas de transmissão em tensão superior à de geração e 
de distribuição se deve a impossibilidade de transmitir diretamente, mesmo em 
distâncias relativamente pequenas , a potência elétrica gerada nas usinas, pois as 
correntes seriam elevadas e as quedas de tensão e as perdas de potência na 
transmissão inviabilizariam técnica e economicamente as transmissões. Esse 
problema é tanto mais grave quanto maior for a distância de transmissão e quanto 
maior for a potência a ser transmitida. Com a elevação da tensão, a potência gerada 
nas usinas (que é função do produto da tensão pela corrente) pode ser transmitida 
com correntes inferiores às de geração, o que viabiliza a transmissão. 
Um fator importante na minimização dos custos de transmissão e de 
distribuição está ligado à escolha da seção dos cabos condutores das linhas, ou seja, 
de sua resistência ôhmica. Como o custo das linhas (e do sistema de transmissão) 
aumenta de forma linear com a seção condutora e as perdas ôhmicas (e portanto o 
seu custo) variam com o inverso da seção dos condutores, existe um ponto de mínimo 
custo, que corresponde a seção condutora ótima. 
Os consumidores, individualmente, requerem potências inferiores às 
transmitidas. Portanto, são previstas estações abaixadoras nas quais as tensões de 
transmissão são transformadas para níveis compatíveis com as cargas que vão 
alimentar regionalmente. Observa-se que as pequenas potências de distribuição 
transportadas por circuitos aéreos ou subterrâneos nas ruas ou avenidas são 
adequadas às baixas tensões, também por questões de segurança. 
Em resumo, sob o ponto de vista funcional e também operacional, a estrutura 
de um sistema elétrico pode ser dividida em várias subestruturas baseadas sobretudo 
nos seus diversos níveis de tensão: geração/ transmissão/ sub-transmissão/ 
distribuição (primária e secundária). 
 
Seção 2.4: Interligação dos sistemas elétricos 
A medida em que aumenta a demanda de energia, mais fontes necessitam ser 
exploradas e novas redes de transmissão necessitam ser construídas para conectar 
essas novas estações geradoras aos novos pontos de distribuição e também às 
 
estações já existentes, surgindo assim a interligação de sistemas. Se por um lado 
essas interligações implicam numa maior complexidade de operação do sistema como 
um todo, por outro, são economicamente vantajosas, além de aumentarem a 
confiabilidade do suprimento às cargas. Se um centro consumidor é alimentado 
radialmente, falhas na transmissão ou na geração podem prejudicar ou mesmo 
comprometer totalmente a sua alimentação, ao passo que se tal centro consumidor 
fizer parte de um sistema interligado, existirão “caminhos” alternativos para o seu 
suprimento. 
As interligações de sistemas elétricos também podem propiciar um melhor 
aproveitamento das disponibilidades energéticas de regiões com características 
distintas. Um exemplo é a interligação dos sistemas Sudeste/Centro Oeste e Sul do 
Brasil: são sistemas caracterizados por sensíveis diferenças de hidraulicidade de seus 
rios, isto é, os períodos chuvosos não são coincidentes nas diversas bacias 
hidrográficas. Dessa forma, através da interligação pode-se fazer uma adequada troca 
de energia, sendo o superávit de uma exportado para a outra e viceversa. 
Relativamente aos sistemas isolados, uma outra vantagem dos sistemas 
interligados é a necessidade de um número menor de unidades geradoras de reserva 
para o atendimento da carga. 
 
Seção 2.5: Alguns aspectos sobre a operação de sistemas elétricos 
Desde os grandes motores industriais até os equipamentos eletrodomésticos, 
todos são projetados e construídos para trabalhar dentro de certas faixas de tensão e 
freqüência, fora das quais podem apresentar funcionamento não satisfatório ou até 
mesmo se danificarem. 
Essas exigências básicas impõem, à operação dos sistemas elétricos um 
adequado controle da tensão e da freqüência na rede, a qual está sujeita às mais 
variadas solicitações de carga. Essas solicitações, mudam ano a ano, mês a mês e, 
o que é mais importante, variam muito durante um único dia (por exemplo, nos 
horários de pico – 17:00 às 21:00 horas - a demanda de energia requerida no sistema 
é bem maior do que durante a madrugada. Note que não é possível armazenar 
energia elétrica comercialmente, e assim deve ser produzida, a cada instante, na justa 
medida da demanda requerida. 
 
Além dessas variações de carga previstas, existem outras de natureza 
aleatória, como por exemplo, a conexão ou desconexão de cargas por manutenção 
ou defeito nas instalações da planta industrial/comercial que ocasionam alterações, 
em geral, pequenas na freqüência e na tensão da rede. Variações ou oscilações 
sensivelmente maiores ocorrem quando ocorrer defeitos na rede que provocam o 
desligamento de linhas, geradores, grandes blocos de carga ou de interligações entre 
sistemas. Estas variações, os equipamentos de controle procuram minimizar. 
A frequência é controlada automaticamente nos próprios geradores através dos 
reguladores de velocidade, equipamentos que injetam mais ou menos água (ou vapor 
ou gás) nas turbinas que acionam os geradores, dependendo do aumento ou 
diminuição da demanda. 
O controle da tensão pode ser feito remotamente nas usinas, através dos 
reguladores automáticos de tensão, mas também pode ser efetuado a nível de 
transmissão, de subtransmissão e/ou de distribuição. De um modo geral, o controle 
remoto não é suficiente e o controle junto à carga é bem mais efetivo. O controle é 
feito automaticamente por meio de transformadores com controle de tap, por 
compensadores síncronos ou compensadores de reativos estáticos e, manualmente, 
por meio de conexão ou desconexão de bancos de capacitores e/ou reatores em 
derivação. 
Além desses aspectos ligados ao controle de tensão e da carga/freqüência, na 
operação das redes interligadas existe o problema de como distribuir as cargas entre 
as diversas usinas do sistema, nas diversas situações de demanda (máxima, média 
ou mínima). À alocação dessa geração dá-se o nome de despacho de geração, de 
cujo estabelecimento depende muito a operação racional e eficaz do sistema como 
um todo. A operação econômica dos sistemas nos quais é grande o número de usinas 
térmicas (como nos EUA e em alguns países da Europa), cujo combustível tem custo 
elevado, é extremamente dependente da alocação dos despachos de geração. 
É interessante ressaltar também que existem sistemas automáticos de 
supervisão e controle ou de despacho automático. O controle é feito por algoritmos de 
simulação/decisão em computador com dados monitorados continuamente sobre o 
carregamento das linhas de transmissão, as gerações das diversas usinas e, o estado 
da rede de transmissão. 
 
 
Seção 2.6: Distribuição de energia elétrica 
As linhas de transmissão e de subtransmissão convergem para as estações de 
distribuição, onde a tensão é abaixada, usualmente para o nível de 13,8 kV. 
Destas subestações originam-se alguns alimentadores que se interligam aos 
transformadores de distribuição da concessionária ou a consumidores em tensão 
primária. 
Os alimentadores primários aéreos operam normalmente de maneira radial e 
com formação arborescente atendendo aos pontos de carga, conforme ilustração a 
seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Existem ainda outros níveis de tensões primárias normalizadas , atendendo 
localidadesespecíficas, tais como 23 kV (existente em São Roque); 3,8 kV em alguns 
pontos da cidade de São Paulo; 6,6 kV em Santos e São Vicente. Nas localidades 
onde o nível de tensão é de 3,8 kV ou 6,6 kV a tensão prevista no futuro será de 13,8 
kV. No interior do Estado de São Paulo há o nível 11,9 kV (por exemplo, em Campinas) 
e em alguns casos a tensão de 34,5 kV é usada na distribuição primária. 
A energia, sob tensão primária, é entregue a um grande número de 
consumidores tais como indústrias, centros comerciais, grandes hospitais etc. Os 
alimentadores primários suprem um grande número de transformadores de 
distribuição que abaixam o nível para a tensão secundária para uso doméstico e de 
pequenos consumidores comerciais e industriais. 
Quanto ao nível de tensão de distribuição secundária observam-se os 
seguintes valores nominais mais freqüentes em São Paulo: 
• 127/220 V; ou 220/380 V para as redes que utilizam transformadores com 
secundário em estrela aterrado. (Valores entre fase e neutro/ valores entre 
fases) 
 
• 115/230 V; para as redes que utilizam transformadores com secundário em 
delta aberto ou delta fechado (delta com neutro), utilizado pela Eletropaulo 
(valor entre fase e neutro e entre fases). 
• 220 V; para secundário em estrela isolado, utilizado pela Eletropaulo no 
suprimento de alguns municípios tais como Santos e Cubatão, entre outros. 
Na zona subterrânea de distribuição da Eletropaulo os níveis padronizados são 
de 120/208 V. (valores de fase e neutro/valores entre fases). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidade 3: Manutenção em Sistemas Elétricos de 
Potência 
 
Seção 3.1: Introdução 
A presente unidade tem como tema manutenção em sistemas elétricos de 
potência, as atividades de manutenção vêm fazendo ao longo do tempo com que as 
organizações alcancem a visibilidade de mercado e colocação junto aos concorrentes 
e junto aos consumidores. O nível de organização dos setores de manutenção de uma 
forma geral reflete os estágios de desenvolvimento industrial de um país. A partir do 
momento em que começa a ocorrer o envelhecimento dos equipamentos e 
instalações, surge a necessidade das práticas e procedimentos de manutenção. Foi 
em países da Europa e América do Norte onde surgiram as ideias de organização dos 
setores de manutenção, isso devido esses países possuírem grandes parques 
industriais e com maior tempo de existência que os demais países do globo. 
Referindo-se as empresas do ramo de geração, transmissão e distribuição de 
energia elétrica, em meados da década de 1970, essas empresas passaram a sofrer 
pressões de ordem econômica, restrições em seus investimentos e exigências de 
qualidade no fornecimento de energia elétrica. A manutenção dos sistemas elétricos 
de potência ocupou um papel estratégico para amenizar essas exigências de mercado 
e de condições operacionais, através das coletas de dados e informações mais 
aperfeiçoadas e confiáveis, utilizando para isso, as mais avançadas tecnologias de 
mercado disponíveis para o ramo, criando condições e meios para análises críticas e 
observações do fornecimento de energia elétrica que permitiu a evolução das 
atividades de manutenção com ênfase na prevenção de situações indesejáveis no 
sistema de geração e fornecimento de eletricidade, intenso incentivo na qualificação 
de sua mão de obra com objetivo de capacitar colaboradores em prestar um serviço 
de alta qualidade e eficiência, mantendo sempre a atualização das novas técnicas e 
aprimoramento dos procedimentos existentes. 
A abordagem do tema, no artigo, procura distinguir a separação e a interface 
das atividades de manutenção e operação, dando um destaque especial aos serviços 
de manutenção dos equipamentos e dispositivos que compõem as linhas vivas do 
sistema elétrico e apresentar os princípios de funcionamento dos mesmos. Na 
 
indústria de energia elétrica temos as seguintes atividades: “Produção”, 
“Transmissão”, “Distribuição” e “Comercialização”, sendo que esta última engloba a 
mediação e faturamento dos consumidores. O fornecimento de energia elétrica para 
residências e indústrias e as atividades de comercialização são realizadas juntamente 
com a atividade de distribuição. Entre a produção da energia elétrica até o consumidor 
final existe um caminho longo pelo qual a eletricidade é transportada, chamadas de 
linhas ou redes de transmissão e de distribuição. Ao conjunto das instalações e 
equipamentos que são utilizados para gerar energia elétrica e transmitir em grandes 
quantidades a energia gerada, dá-se o nome de sistema elétrico de potência. 
Desde os grandes motores industriais até os equipamentos utilizados nas 
residências, todos são projetados e construídos para trabalhar dentro de uma faixa de 
tensão e frequência elétrica, quando essa faixa de operação não é levada em 
consideração, pode ocorrer das máquinas e equipamentos apresentarem mal 
funcionamento até danificar de forma permanente os seus componentes 
eletroeletrônicos. Essas exigências básicas impõem á operação dos sistemas 
elétricos um adequado controle de suas variáveis importantes para garantir o estável 
funcionamento do sistema de fornecimento de energia elétrica. Cabe ao setor de 
manutenção gerar condições operacionais para que os equipamentos, instalações e 
serviços funcionem adequadamente, visando atingir objetivos e metas da organização 
atendendo assim, aos clientes, ao mais baixo custo, sem perda de qualidade e sem 
perdas de eficiência e segurança no sistema elétrico de potência. 
Nesta perspectiva, construíram-se questões que norteiam esta unidade: 
 Controle de custo por manutenção em equipamento. 
 Estrutura de análise de ocorrências e anormalidades nos equipamentos 
utilizados no sistema elétrico de potência. 
 Indicadores de desempenho da manutenção. 
 Padronização nos processos da execução de atividades de manutenção 
através dos procedimentos de trabalho. 
 Análise no índice de obsolescência de equipamentos. 
 Históricos atualizados dos equipamentos. 
 Treinamento específico para o pessoal. 
 Circulação das informações interna e externa. 
 
 
Seção 3.2: Desenvolvimento acerca da manutenção em sistemas elétricos 
de potência 
A conservação de máquinas, equipamentos, ferramentas é uma prática 
observada na história da humanidade desde os primórdios da civilização, mas foi 
intensificado de uma forma expressiva a partir do momento da invenção das primeiras 
máquinas utilizadas nas indústrias têxteis e máquina a vapor, foi somente por volta do 
século XVIII, que a função da manutenção surgiu nesse contexto. Nessa época os 
responsáveis em projetar as máquinas e equipamentos, eram as mesmas pessoas 
que treinavam para operar e consertar quando ocorria uma falha. Até então os 
operadores eram responsáveis pela produtividade e pela manutenção dos seus 
maquinários de trabalho. Somente no século XX, quando as máquinas e 
equipamentos começaram a se desenvolverem e integrar aos seus projetos de 
construção novas tecnologias de fabricação é que houve a necessidade de criar 
equipes separadas do setor de operação, com objetivo de manter o funcionamento 
dós maquinários utilizados em seus processos de produção, surgiram então os 
primeiros profissionais dedicados à manutenção essa realizada foi mais intensificada 
em períodos de conflitos militares, tais como as grandes guerras mundiais que 
ocorreram no século passado, nesses momentos as práticas e procedimentos de 
manutenção passaram por constantes mudanças e atualizações com o objetivo de 
não apenas consertar, mas prevenir sempre que possível à ocorrência de falhas em 
seus maquinários e equipamentos. 
Na era moderna, após a revolução industrial, foram surgindo funções básicas 
nas empresas e organizações da qual a manutenção é parte integrante. O termo 
manutenção tem sua origem no vocabulário militar, cujo sentido era “manter”,nas 
unidades de combate, o efetivo e o material em nível constante. Nas indústrias, o 
aparecimento do termo “manutenção” ocorreu por volta dos anos 1950 nos Estados 
Unidos da América e Europa, termo que sobrepõe-se progressivamente á palavra 
“conservador”. Portanto podemos definir a manutenção como o conjunto de ações 
destinadas a assegurar o bom funcionamento das máquinas e instalações. A 
manutenção é a combinação das ações de gestão, técnicas e econômicas, que são 
 
aplicadas aos bens para a otimização de seu ciclo de vida, garantindo assim uma 
maior utilização de sua capacidade de produção. 
Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) (1994), 
“manutenção é a combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo 
as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual 
possa desempenhar uma função requerida” 
Segundo Monchy (1989) “A manutenção pode ser considerada como a 
medicina das máquinas e pode ser feita uma comparação entre a saúde humana e a 
saúde das máquinas”. 
Segundo Azevedo (2007) “Manutenção é a atividade que visa manter as 
características técnicas de um equipamento ao nível do seu desempenho 
especificado”. 
Segundo Branco (2006a), “Manutenção são ações técnicas como 
administrativas que visem preservar o estado funcional de um equipamento ou 
sistema, ou para recolocação”. 
 
Seção 3.3: Sistema elétrico de potência 
O sistema elétrico de potência é dividido em três zonas funcionais para fins de 
planejamento, operação e análise, são elas, geração, transmissão e distribuição. A 
energia elétrica pode ser produzida por diversas formas, através do aproveitamento 
da energia cinética dos ventos, aguas e fontes térmicas de energia. Em países como 
o Brasil, são muito utilizadas para geração de energia elétrica, as usinas hidrelétricas 
de grande porte, isso devido à contribuição da malha hidrográfica que o território 
brasileiro dispõe para a implantação dessa forma de geração de energia. 
Independente do processo de obtenção de energia elétrica, as etapas mencionadas 
estarão presentes no processo, pois a energia gerada deverá ser transmitida e 
distribuída para os consumidores em suas diversas localizações geográficas. 
Na etapa da geração da energia elétrica, são utilizados equipamentos tais 
como, turbinas de vários modelos e tamanhos, determinadas pelas caraterísticas do 
local onde será construído a usina hidrelétrica, reguladores e sistemas auxiliares, 
tubos de sucção e caixas espirais para serem instaladas nos condutos forçados que 
serão direcionados para as turbinas da geração. Ainda na fase de geração, são 
 
utilizados de uma forma geral, equipamentos hidromecânicos (comportas, pontes 
rolantes, pórticos, etc.), geradores, barramentos blindados e transformadores de alta 
potencia e equipamentos de comando, controle e proteção. 
Na etapa de transmissão da energia elétrica gerada, são utilizados, 
transformadores elevadores, que são acionados quando a tensão elétrica na linha 
necessitar ser elevada a valores consideravelmente mais altos, para reduzir o impacto 
das perdas nas linhas de transmissão e consequentemente garantir uma faixa de 
tensão aceitável nas linhas, disjuntores, chaves seccionadoras, bancos de 
capacitores, cabos de transmissão, torres e isoladores. Na etapa de distribuição de 
energia elétrica, são utilizados os transformadores abaixadores, cabos de condução 
de energia, equipamentos de proteção. Todas essas fases do processo necessitam 
de uma manutenção eficiente para garantir seu pleno funcionamento. 
Figura 1 Esquema demonstrativo da organização do Sistema Elétrico de 
Potência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Seção 3.4: Manutenção aplicada ao sistema elétrico 
À medida que aumenta a demanda de energia elétrica para o consumo em 
diversos setores da sociedade, mais fontes necessitam ser exploradas e novas redes 
de transmissão necessitam serem construídas ou ampliadas dentro do sistema 
elétrico de potência, para conectar essas novas estações geradoras aos novos pontos 
de distribuição e também a sua interligação as estações já existentes, são necessárias 
adequações em todo o sistema elétrico, tais como, estudo de viabilidade de rede, 
capacidade de carga e condução, sem falar no estudo geográfico por onde as novas 
 
redes irão ser implantadas. Juntamente com o desenvolvimento e ampliação do 
sistema elétrico, a manutenção vem acompanhando esse crescimento, para garantir 
pleno funcionamento e estabilidade. 
As manutenções em sistemas elétricos possuem vários diferenciais em relação 
aos outros setores convencionais, isso por se tratar de uma atividade com alto índice 
de periculosidade, requer de seus profissionais um alto nível de conhecimento sobre 
as atividades que são realizadas, baseado nisso, são realizadas pesquisas 
constantemente para buscar novas formas de realizar as atividades com mais 
segurança, tanto para os profissionais quanto para o próprio sistema elétrico. Ao 
realizar uma intervenção no sistema elétrico para fins de manutenção, no passado 
eram normal à ocorrência de falta de fornecimento de eletricidade por um longo 
período de tempo, porem isso esta mudando com as novas praticas e ferramentas 
associadas às tecnologias de monitoramento do sistema, que ao serem aplicadas 
corretamente, a um ganho satisfatório em relação à confiabilidade das informações 
coletadas do sistema. 
As grandes empresas concessionárias de energia elétrica vêm se preocupando 
em introduzir técnicas que permitem a manutenção nas redes e linhas de distribuição 
sem desligamento, pois essa forma de intervenção para realização das atividades 
causa menos transtorno para o consumidor. Entretanto por ser um serviço bastante 
oneroso e de investimento inicial elevado, é conveniente para que a sua implantação 
ocorra de forma eficiente é necessário atender a pré-requisitos tais como: Um eficiente 
controle de custo por manutenção realizada nos equipamentos e dispositivos que 
compõem as redes, garantindo assim uma melhor visualização da matriz de condições 
operacionais do sistema elétrico, podendo canalizar os investimentos nos pontos mais 
relevantes e fundamentais para proporcionar uma maior confiabilidade. Na gestão do 
setor de manutenção, é necessário a implantação de um sistema de controle de 
qualidade em que se determina índices operativos capazes de diagnosticar o 
desempenho do sistema elétrico, de acompanhar sua evolução com o tempo e de 
fornecer dados que permitam a definição de metas a serem alcançadas. 
Para que o sistema de monitoramento das linhas seja realizado com uma 
eficiência satisfatória, além das recomendações informadas, as redes no local onde 
se deseja monitorar o sistema elétrico, devem apresentar uma preocupação gerencial 
dirigida para a sistematização das atividades de manutenção, dentre as quais 
 
podemos citar: coleta constante de dados de interrupção do sistema no nível de seus 
componentes, identificação das diversas formas de interferência no sistema elétrico 
com sua periodicidade e predominância definida em diferentes áreas e épocas do ano, 
esses dados são obtidos pelas inspeções realizadas nas redes elétricas, deve-se 
realizar o acompanhamento do comportamento operacional dos diapositivos de 
proteção a fim de investigar seu comprometimento nos índices de interrupções ou 
falhas por mau dimensionamento, a classificação dos consumidores mais importantes 
e sua vulnerabilidade as interrupções, e coletas dos dados e informações fornecidos 
pelas equipes de manutenção com o objetivo de quantificar e qualificar a mão de obra, 
quando a forma é execução do serviço e o grau de dependência em relação ao 
desligamento. 
A existência de um suporte técnico e gerencial capaz de coordenar com 
eficiência os critérios e planejamentos, construção e operação da rede elétrica, 
também fazem parte do pacote de recomendações para uma boa implementação demonitoramento das linhas do sistema elétrico de potência. Dessa forma as atividades 
de manutenção nas linhas vivas passam a ser uma forma eficiente de reduzir os 
desligamentos aleatórios das redes energizadas, evitando trazer maiores prejuízos ao 
sistema elétrico e aos consumidores. 
Segundo João Mamede Filho (2012) “A execução, de modo sistemático, de um 
adequado programa de manutenção das instalações elétricas está inserida no 
contexto da filosofia de conservação de energia elétrica, visto que sua ausência 
implica aumento de perdas térmicas, custos adicionais imprevistos em virtude da 
incidência de defeitos nas instalações, maior consumo, maior probabilidade de 
ocorrência de incêndios. Portanto, é preciso ter uma boa gestão e atuação da 
manutenção nos sistemas elétricos.”. 
 
Seção 3.5: Localização das falhas no sistema elétrico de potência em 
redes de distruição rural e urbana 
A administração do consumo de energia elétrica dentro do sistema elétrico de 
potência é de fundamental importância para obtenção de ganhos de produtividade e 
agilidade nas realizações das manutenções e interferências no sistema elétrico. 
Assim, a administração de energia deve inserir nos projetos e construções, a 
 
implantação de meios que auxiliaram na realização das atividades de monitoramento 
das falhas e defeitos. No fornecimento de energia elétrica em áreas rurais, onde as 
linhas de transmissão e distribuição são longas e ramificadas é necessário à 
instalação de um sistema de monitoramento das redes muito eficiente e com elevado 
índice de confiabilidade para fornecer os dados corretamente em tempos reais, com 
o objetivo de garantir o rápido estabelecimento da energia elétrica e auxiliar nas 
manutenções que poderão ser realizadas nas proximidades. Muitas concessionarias 
de energia ainda não possuem tais sistemas devido aos grandes custos de instalação 
e operação dos mesmos, isso faz com que os reparos dessas redes sejam realizados 
de forma lenta e menos eficiente, isso devido às equipes de manutenção ter que 
percorrer grandes distancias nas redes de distribuição para procurar o ponto de 
ocorrência da falha. 
Com a instalação dos sensores em pontos estratégicos nas redes localizadas 
nas zonas rurais, foi um grande passo para facilitar as manutenções, esses sensores 
detectam a falha e sua localização e sinalizam ao centro de operações todas as 
informações necessárias sobre a falha ocorrida, que a partir disso, o centro de 
operações enviaram as equipes de manutenção diretamente ao ponto de ocorrência 
do defeito, reduzindo-se o tempo de interrupção do fornecimento de energia, o custo 
da manutenção e o aumento da segurança da operação do sistema elétrico. A 
localização das falhas pelos sensores baseia-se na analise de sinais de campo 
elétrico e campo magnético, sendo que esses sinais são amplificados e filtrados para 
serem amostrados pelo micro controlador. 
O micro controlador calcula repetidamente os valores eficazes dessas 
grandezas até executar as rotinas de detecção das falhas, esses dispositivos podem 
ser alimentados por fontes de +5Vcc ou através de baterias recarregáveis alimentadas 
por pequenos painéis fotovoltaicos. Com essa tecnologia, sem dúvidas, os 
indicadores do setor de manutenção serão beneficiados de uma forma muito 
satisfatória, pois é possível obter uma melhoria no tempo médio entre falhas e tempo 
médio de atendimento as ocorrências e sem falar no indicador de qualidade. 
Figura 2 Sensor de identificação de falhas em redes de transmissão e 
distribuição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nas redes de transmissão e distribuição localizadas em áreas urbanas os 
processos de monitoramentos diferenciam em relação aos utilizados em áreas rurais. 
São utilizados para realizar essa tarefa os algoritmos que monitoram os afundamentos 
de tensão nessas redes, em áreas urbanas a maioria dos alimentadores de 
distribuição apresentam uma topologia radial, isso devido às várias seções de linhas 
e ramais trifásicos, bifásicos e monofásicos acompanhados de cargas que 
apresentam diferentes comportamentos, isso é um diferencial em relação às cargas 
rurais, que possuem um comportamento mais uniforme em relação às cargas 
alimentadas pelas redes de energia elétricas urbanas. Os algoritmos contidos nos 
sistemas embarcados foram construídos com a habilidade de lidar com essas 
caraterísticas e técnicas adequadas para esses tipos de redes. 
O uso de medições de afundamento de tensões ou esparsas de tensões, 
permite que o algoritmo obtenha com precisão necessária a localização da área 
afetada pela falta de energia elétrica. Como requisito para auxiliar no trabalho de 
monitoração, são solicitados para compor o sistema, dispositivos para oscilografia de 
tensão e corrente e medidores de afundamento de tensão, canais de comunicação 
para transmitir os dados registrados até o computador de processamento, ambos 
serão utilizados para enviar as informações de comportamento da rede até a central 
de operações que será responsável em informar a localização da falha fornecida pelo 
sistema de monitoração. Essa nova técnica terá grande relevância na sociedade, pois 
 
os resultados permitirão melhorias nos processos de gestão dos recursos do setor de 
operação e manutenção, melhorando assim as tomadas de decisão das ações sobre 
o sistema, além de melhorar a confiabilidade e satisfação dos consumidores. 
Figura 3 Algoritmo de localização de falhas em redes de alimentação elétrica 
urbana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Seção 3.6: Manutenção na geração de energia elétrica e técnicas de 
gestão de manutenção para o sistema elétrico 
A geração é a etapa onde ocorre a transformação da energia cinética mecânica 
em energia elétrica, a energia elétrica pode ser produzida através da utilização dos 
recursos como água, sol e vento, esses meios de obtenção são considerados formas 
de energia limpa e renováveis, pois apresentam baixos índices de produção de 
poluentes, considerando todas as fases de produção, distribuição e consumo. Assim 
como qualquer processo de produção, a etapa da geração de eletricidade utiliza 
máquinas e equipamentos em seu processo, necessitando de manutenção e 
monitoramento como quaisquer outros maquinários e equipamentos. Elas são 
 
formadas por centrais elétricas que convertem alguma forma de energia, iguais às 
citadas anteriormente, em energia elétrica. 
Os equipamentos que compõem a etapa de geração são monitorados durante 
todo o tempo de operação por sistemas automatizados, esses sistemas facilitam a 
operação e o controle da geração de energia através da integração das malhas, 
possibilitando as centrais de geração elétrica ser operadas a longas distancia da 
planta de produção, garantindo desta forma, maior segurança e confiabilidade das 
informações obtidas. Nos processos automatizados as paradas e horas trabalhadas 
são monitoradas constantemente, quando o equipamento atinge a quantidade de 
horas trabalhadas para efetuar a parada programada e receber a manutenção, o 
próprio sistema aciona um alarme ou emite a própria ordem de serviço e encaminha 
para o setor responsável para a realização dessa atividade. São utilizados como 
equipamentos auxiliares aos sistemas de monitoramento na geração os termopares, 
muito utilizados para medir a temperatura interna dos mancais das turbinas e enviar 
um sinal que comandara a liberação de mais quantidade de lubrificante ao 
componente, são utilizados sensores de posição de ângulo de abertura das pás das 
turbinas, que são acionados quando existe a necessidade de controlar a velocidade 
de rotação das turbinas geradoras, os dispositivos de proteção das instalações e 
proteção humana, como os disjuntores e reles de sobrecargas de alta tensão, são 
todos interligados ao sistema de monitoramento, ao serem acionados, o próprio 
supervisório emite a localização e possíveis causasda falha ocorrida, facilitando a 
atuação da equipe de manutenção nessa situação. Com a aplicação dessa tecnologia 
obtivemos um maior controle sobre as paradas e maior aproveitamento de vida útil 
dos equipamentos, reduzindo assim os custos indesejáveis de manutenção. 
Dessa forma a manutenção dos sistemas elétricos de potência da atualidade, 
se engloba as chamadas manutenções de terceira geração ou manutenção moderna, 
pois com aplicações de melhores técnicas e procedimentos de trabalho, a 
manutenção está conseguindo maior confiabilidade e segurança em suas atuações 
junto ao sistema elétrico. Segundo Moubray (1997), “A terceira geração da evolução 
da manutenção marca o período que envolve as mudanças que trouxeram mais 
dinamismo para as indústrias e que engloba os dias atuais”. Segundo a Associação 
Brasileira de Normas Técnicas (2007), “A confiabilidade é definida pela capacidade 
 
de um item desempenhar uma função especificada, sob condições e intervalo de 
tempo predeterminado". 
A manutenção seja ela em qualquer ramo de atuação, possui como objetivo a 
conservação dos equipamentos para garantir a operação segura e confiável dos 
mesmos, para que esse objetivo seja alcançado é necessário que a manutenção 
possua uma gestão focada no aumento da confiabilidade e segurança nas realizações 
das atividades, são apresentadas algumas técnicas de gestão que podem direcionar 
as ações para alcançar esse objetivo, tais como; o planejamento estratégico da 
manutenção quando se refere aos critérios de criticidade dos equipamentos baseados 
em consideração aos fatores de saúde, segurança, meio ambiente, qualidade, 
produtividade e custo de manutenção, criação do plano de atividades de manutenção 
que é elaborado seguindo a estratégia de manutenção definida anteriormente para 
cada tipo de equipamento, importante à definição de perigos e riscos que as máquinas 
e equipamentos estão expostos ou poderão sofrer. 
Segundo Billinton e Allan (1992) “A sociedade tem uma grande dificuldade em 
distinguir entre um perigo, que pode ser priorizado em termos de sua severidade, mas 
não leva em conta sua probabilidade, e risco, que considera não somente o evento 
perigoso, mas também a sua probabilidade de ocorrência.”. 
Segundo Lafraia (2011), uma relação figurativa entre risco e perigo seria: 
RISCO= PERIGO / MEDIDAS DE CONTROLE 
O mesmo autor define que matematicamente o risco pode ser expresso pela 
relação: 
RISCO= (PROBABILIDADE DE OCORRENCIA) X (DETECÇÃO) X 
(SEVERIDADE DAS CONSEGUENCIAS) 
A aplicação dos estudos de analises de risco envolvendo todos da equipe de 
manutenção pode demonstrar um ganho significativo no crescimento profissional de 
todos da equipe, melhorando assim a atuação da manutenção em suas atividades, 
importante implementar a gestão do conhecimento estre os setores, com o objetivo 
de reter dentro da empresa os conhecimentos construídos ao longo dos anos, e saber 
especificar recursos humanos e financeiros, essas ações podem fazer a diferença em 
uma boa gestão de manutenção. 
Concluímos, portanto, que a busca em aplicar as novas técnicas de execução 
e de gestão para a manutenção em sistemas elétricos de potência tem contribuído 
 
muito para o crescimento do setor elétrico brasileiro, através das prestações de 
serviços realizados com alto índice de qualidade e confiabilidade pelo setor de 
manutenção. Mas é importante ter em mente que as técnicas de gestão e de execução 
das atividades de manutenção têm a ver com mudanças, ou seja, estamos visando 
buscar e trazer novas tendências tecnológicas para aprimorar nossas práticas frente 
às necessidades que o setor elétrico tem apresentado ao longo do tempo, na tentativa 
de impulsionar os processos já existentes. 
De forma objetiva podemos dizer que os serviços de manutenção nas 
instalações elétricas, consistem nas atividades exercidas por profissionais ou 
organizações qualificadas para a investigação de problemas e na elaboração das 
recomendações para proporcionar o auxílio nas implementações dessas ações. 
Dessa forma, podemos entender que a manutenção, seja ela em qual for o seu 
segmento de atuação, deverá buscar sempre uma constante atualização dotada de 
uma visão sistêmica que possui a finalidade de facilitar a identificação dos problemas 
e os caminhos necessários para a superação dos mesmos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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formulada nenhuma explicação para estes fenômenos. Só a partir da descoberta dos 
materiais condutores e isolantes que isto aconteceu. 
As Primeiras Explicações Dos Fenômenos Elétricos 
Com a continuidade dos estudos relacionados aos fenômenos elétricos, 
Gaspar (2003) lembra a descoberta realizada por Stephen Gray em 1730 sobre a 
condutividade dos materiais. Ele percebeu ao friccionar um tubo de vidro fechado com 
duas rolhas de cortiça, que ambos tinham a capacidade de atrair pequenas penas. 
Dando continuidade a suas experiências ele adapta à rolha utilizando o barbante 
outros materiais como um pequeno tronco de madeira com uma bola de marfim na 
ponta, filamentos de metal ou cordéis, e verificou que todos eles atraiam os pequenos 
 
corpos leves que eram colocados na sua proximidade, porém ele notou que se fosse 
utilizado para efetuar essa conexão um fio metálico o fenômeno da atração não era 
constatado. Deste modo ele classificou os materiais denominando aqueles que 
conduziam melhor a eletricidade de condutores, ao contrário de outros que não 
conduziam, ou conduziam mal a eletricidade, dando-lhes o nome de isolantes. Estas 
observações serviram de embasamento para o surgimento da ideia de que a 
eletricidade era um fluido que podia passar de um corpo para outro (SILVA e 
PIMENTEL, 2008). Neste contexto, vale ressaltar as propostas de Charles Dufay que 
teve importante papel na explicação do fenômeno da atração e repulsão, ele ao 
realizar várias experiências verificou que havia dois comportamentos para os 
materiais, uns comportavam-se como o vidro, e outros como a resina, propondo assim 
dois tipos de eletricidade: uma eletricidade vítrea e uma eletricidade resinosa. 
Whittaker cita as percepções de Dufay sobre o fenômeno de atração e repulsão: 
[…] that there are two electricities of a totally different nature namely, that of 
transparent solids, such as glass, crystal, &c., and that of bituminous or 
resinous bodies, such as amber, copal, sealing-wax, &c. Each of them repels 
bodies which have contracted an electricity of the same nature as its own, and 
attracts those whose electricity is of the contrary nature. We see even that 
bodies which are not themselves electrics can acquire either of these 
electricities and that then their effects are similar to those of the bodies which 
have communicated it to them (1973, p. 40). 
 
Tal fato lançou a ideia do fluido vítreo e do fluido resinoso, assim a eletricidade 
contida em um corpo era aquela que este possuísse em excesso, e esta nova hipótese 
obteve grande aceitação durante todo o século XVIII. 
Figura 2- Representação da repulsão e da atração entre corpos eletrizados. 
Fonte: TORRES, FERRARO E SOARES, 2010, p. 14. 
 
 
Conforme afirmam Silva e Pimentel (2008), os estudos de Dufay foram 
continuados pelo francês Jean- Antoine Nollet. Ele criou vários experimentos para 
exibir e demonstrar os efeitos elétricos, propondo com isso novas explicações para os 
fenômenos observados, e tais elucidações foram aceitas em todos os países da 
Europa. Para esclarecer os fenômenos elétricos Nollet, utilizou a ideia do movimento, 
em que as duas correntes de fluido elétrico, se moveriam em direções opostas. 
Segundo Nollet, quando atritamos um corpo, o seu fluido escapa causando uma 
corrente efluente, esta perda, contudo é restituída por uma corrente afluente do 
mesmo fluido vindo de fora. Este sistema predominou por algum tempo, no entanto 
quando Benjamin Franklin apresenta em seu livro uma explicação totalmente 
diferente, acerca dos fenômenos elétricos as ideias de Nollet são abandonadas, e 
atualmente ele nem sequer é lembrado. 
Luz e Álvares (2000) e Gaspar (2003) afirmam que no decorrer do século XVIII, 
a Europa vivia uma época em que a sociedade rica, não importava com os princípios 
religiosos, e buscavam uma boa aparência e diversão. Neste contexto os fenômenos 
elétricos fizeram muito sucesso, um dos fenômenos que se tornou moda foram o 
choque e o beijo elétrico, assim várias pessoas realizavam diversos espetáculos até 
mesmo em praças públicas. Benjamin Franklin ao observar um destes espetáculos 
interessou-se pelos fenômenos elétricos e a partir daí começou os seus estudos, 
desenvolvendo o conceito de fluido único. Esta idéia de fluido único de Franklin 
baseou-se na proposta de que os corpos eram formados pela matéria comum e a 
matéria elétrica, e era essa matéria elétrica, também chamada de fogo elétrico que 
tornava o corpo capaz de atrair ou repelir outros corpos. Sendo assim Franklin 
explicou que quando atritamos um corpo ao outro, a eletrização dá-se pelo acúmulo 
de fluido por um dos corpos, ao passo que o outro perderia esse fluido. Tendo 
estabelecido que o corpo que recebia o fluido era chamado de positivo e o que perdia 
de negativo. 
Portanto, é interessante destacar que a teoria de fluido único de Franklin, está 
parcialmente correta, em relação às ideias atuais sobre o processo de eletrização por 
atrito. Atualmente sabemos que de fato há uma transferência de cargas elétricas entre 
os corpos atritados, no entanto essa troca de cargas é efetuada pela passagem de 
elétrons de um corpo para outro e não devido à troca de fluidos como afirmava 
 
Franklin. Entretanto só foi possível explicar corretamente o processo de eletrização, 
no início do século XX, depois da descoberta dos elétrons. 
Portanto com a evolução do modelo atômico, sabemos hoje que os elétrons 
que se encontra nas camadas eletrônicas mais afastadas do núcleo podem 
movimentar-se de um corpo para outro. Assim podemos explicar os diversos 
processos de eletrização. 
 
Seção 1.3: O desenvolvimento da eletricidade durante o século XVIII 
Segundo afirma Tolentino e Rocha-Filho (2000) e ainda Germano, Lima e Silva 
(2012) durante o século XVIII, os estudos relacionados à eletricidade tornaram-se 
mais sistematizados, e para isso vários aparatos experimentais foram construídos, 
dentre eles podemos destacar as maquinas eletrostáticas construídas baseadas na 
máquina da Von Guericke. Porém não se conseguia com estes equipamentos um 
fluxo continuo, pois as cargas elétricas geradas por essas máquinas, só produziam 
apenas faíscas intensas, ou podiam fluir por pontas metálicas, e ainda serem 
armazenadas pelas garrafas de Leyden conhecidas hoje por capacitores. 
Nos primórdios da eletricidade não havia aparatos que possibilitava o 
armazenamento de eletricidade por um longo período. Até o ano de 1800 o único meio 
de produzir uma corrente elétrica dava-se por meio da descarga da garrafa de Leyden 
através de um condutor. As primeiras evidências que se tem da garrafa de Leyden 
data de 1745, quando segundo Rocha (2011), o clérigo E. G. von Kleist e o professor 
da universidade de Leyden Pieter Van Musschenbroek, produziram quase que 
concomitantemente tal dispositivo na tentativa de encontrar um meio de reduzir a 
perda de carga. Neste contexto vale ressaltar que prevalecia a ideia de que os corpos 
carregados, quando expostos ao ar, perdia sua carga elétrica por meio da evaporação 
do fluido elétrico. Baseando nessas ideias os estudiosos, realizaram o seguinte 
experimento: Tamparam com uma rolha uma garrafa de vidro, cheia de agua, 
espetando em seguida um prego através da tampa, que entrava em contato com a 
água, em seguida segurando a garrafa com uma das mãos, eletrizou o prego 
utilizando uma máquina eletrostática; após tal procedimento colocou a garrafa sob 
uma superfície não isolante, e ao tocar o prego recebeu um grande choque. Após o 
sucesso de tal experimento, este foi divulgado e muitas pessoas tentaram sem êxito 
reproduzir tal procedimento, pois segundo relatos ao carregarem a garrafa deixavam-
 
na isolada. No decorrer do tempo à garrafa foi sendo aprimorada, porém tal aparato 
produzia apenas uma corrente transitória. 
Contudo somente após as descobertas de Luigi Galvani e posteriormente a 
criação da primeira pilhapor Alessandro Volta tornou-se possível explicar 
detalhadamente os fenômenos elétricos observados. 
Com a publicação da monografia de Galvani, o novo fenômeno observado tem 
uma ampla divulgação principalmente nos centros de pesquisa da Europa. Neste 
contexto o professor de física da Universidade de Pávia Alessandro Giuseppe 
Anastásio Volta, ao conhecer a experiência de Galvani decidiu reproduzi-la, assim 
como todos os experimentadores da época. Ao repetir a experiência, Alessandro Volta 
concordou a princípio com Galvani, acreditando assim que os animais produziam 
eletricidade. Porém ao aprofundar seus estudos na área, investigando melhor o 
experimento, Volta propõe uma nova explicação para o fenômeno observado 
(TOLENTINO e ROCHA-FILHO, 2000). 
Segundo Martins (1999), Alessandro Volta ao repetir por diversas vezes 
fazendo algumas alterações no experimento de Galvani, constatou que não era 
necessário o contato exatamente com o músculo da rã, pois as contrações ocorriam 
também quando pontos diversos dos nervos da coxa eram conectados por meio de 
um arco bimetálico. Ao direcionar sua atenção para a importância do uso de metais 
diferentes na verificação de tal fenômeno, Volta observa que quando é utilizado no 
circuito um arco bimetálico, as contrações são mais fortes que as com arco 
monometálico. Isto serve de base para Volta propor que os metais desempenham não 
o papel de condutor da eletricidade animal, e sim que a eletricidade vem de uma 
origem externa, resultante da diferença dos metais que formam o arco, sendo assim 
são os metais que produzem tal efeito. E a rã, entretanto funcionaria como um detector 
muito sensível de eletricidade, reagindo tanto a essa eletricidade metálica quanto a 
qualquer forma de eletricidade. Entretanto, neste período surge uma importante 
observação feita pelo físico Johann Georg Sulzer. Ele ao colocar sua língua entre dois 
discos de prata e chumbo percebeu que no contato com as bordas dos discos, sentia 
se um gosto desconfortável. Volta ao tomar conhecimento de tal experiência, 
reproduziu-a, depois de fazer alterações incluindo seu globo ocular, ele pode observar 
que quando era estabelecido o contato elétrico, uma sensação de luz era percebida. 
Tais fatos serviram para reforçar as hipóteses de Volta de que não era necessário o 
 
contato com os músculos, para a ocorrência das contrações, e que os metais eram os 
próprios geradores da eletricidade. No entanto essas idéias enfrentavam grandes 
problemas, pois os experimentos que levou Volta a descobrir tal eletricidade 
(produzida pelo contato entre metais diferentes), utilizavam animais, sendo assim 
podiam ser interpretados como procedente da eletricidade animal. 
Assim surge uma controvérsia entre Volta e Galvani, o ultimo não aceitava a 
interpretação de Volta, pois havia mostrado que contrações ocorriam, quando 
estabelecido o contato entre o nervo e o músculo utilizando metais iguais. Indo além, 
Galvani mostra por volta de 1794, que não era necessário empregar nenhum metal 
para conseguir a eletricidade, tal hipótese partiu da observação da ocorrência de 
contrações ao colocar em contato o nervo crural seccionado de uma rã dissecada, 
com o músculo da perna. Tal experiência, que comprovaria a eletricidade animal, não 
foi aceita por Volta, pois para ele neste caso as contrações nas pernas das rãs 
ocorriam devido a um estimulo mecânico. E assim ele procede, na tentativa de 
descobrir uma evidência que comprovasse suas hipóteses (MARTINS, 2000; 
TOLENTINO e ROCHA-FILHO, 2000). 
De acordo com o esclarecimento de Martins (1999), Volta tentou detectar a 
eletricidade gerada por metais diferentes por meio de um eletroscópio, porém não 
obtendo sucesso e partindo da suposição que a tensão elétrica gerada era muito fraca 
para ser detectada por tal instrumento, ele constrói um sensível aparelho: o eletróforo. 
Utilizando tal aparato, em 1796, Volta consegue detectar fracas tensões elétricas 
geradas por condutores diferentes. Porém isso não era suficiente, pois na época ele 
queria provar que suas ideias estavam bem fundamentadas, e para isso ele busca 
produzir usando pares metálicos, fortes efeitos elétricos; como resultado desta 
pesquisa nasce à pilha. 
 
Figura 8 – Reprodução do desenho das pilhas em anexo à carta de Alessandro 
Volta a Royal. Na Figura 1 é representada a versão denominada por Volta de 
cadeia de copos. Nas Figuras 2 a 4 são representadas pilhas com números 
crescentes de discos metálicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: TOLENTINO e ROCHA-FILHO, 2000, p. 38. 
 
Conforme relata a carta de Volta enviada a Royal Society, para construção de 
seu dispositivo ele empilhou discos de prata e de zinco, separado por papelão 
embebido em solução salina. Volta sugere que também podiam ser utilizados outros 
metais como: estanho, chumbo e cobre, porém a melhor combinação era a prata e o 
zinco. Este dispositivo foi construído de modo que os discos inferiores fossem de prata 
e os discos superiores de zinco, tendo nos terminais destas placas fios ligados para 
conduzir a eletricidade. Além da pilha, Volta testou um arranjo, colocando lado a lado 
recipientes de vidro, madeira ou cerâmica, cheios até a metade com uma solução de 
sal ou com barrela, de modo que tais recipientes fossem conectados por um conjunto 
de lâminas, cujos terminais eram um de prata, depositada sobre cobre, e o outro de 
zinco (ou estanho), imerso na próxima vasilha. Na carta de Volta, ele discute apenas 
os efeitos fisiológicos, pois chamavam mais atenção naquele período. Contudo com 
a pilha foi possível estudar o comportamento da corrente elétrica e seus efeitos, além 
 
de verificar a decomposição das substâncias (CHAGAS, 2000; MAGNAGHI e ASSIS, 
2008). 
 
Seção 1.4: Os avanços da eletricidade no século XIX 
Breve Introdução Ao Histórico Do Eletromagnetismo 
Ao longo do século XIX, com a descoberta da pilha por Alessandro Volta toda 
a produção de eletricidade procedia das reações eletroquímicas, sendo esta grande 
uma das peças fundamentais para a descoberta que foi o marco deste século: as leis 
do eletromagnetismo. 
Segundo Rocha (2011) até o início do século XIX a eletricidade e o magnetismo 
desenvolveram-se sem nenhum vínculo, e eram considerados campos distintos. 
Porém nas duas primeiras décadas deste século, os trabalhos experimentais que 
buscavam comprovar a relação entre os fenômenos elétricos, térmicos, magnéticos, 
químicos e ópticos desenvolveu-se consideravelmente. Neste contexto podemos 
destacar o trabalho de um dos cientistas que defendia a relação existente entre o 
magnetismo e a eletricidade: Hans Christian Oersted, cuja descoberta resulta na 
unificação destes campos, dando origem ao ramo da física, chamado 
eletromagnetismo. 
Partindo do conhecimento que a passagem de corrente elétrica em um fio, 
provocava emissão de luz e aquecimento, o cientista Oersted aprofunda seus estudos 
realizando experiências, com a finalidade de confirmar suas hipóteses. Como 
esclarece Alvares e Luz este rigoroso trabalho, obteve sucesso em 1820, quando 
Oersted, ao montar um circuito elétrico tendo próximo uma agulha magnética, 
percebeu que: 
não havendo corrente no circuito, a agulha magnética se orientava na direção 
norte-sul […], ao estabelecer uma corrente no circuito, Oersted observou que 
a agulha magnética se desviava […], interrompendo-se a corrente, a agulha 
retornava à sua posição inicial, ao longo da direção norte-sul (LUZ e 
ALVARES, 2000, p.210). 
 
Este fenômeno observado por Oersted, provocou um grande sobressalto na 
sociedade cientifica, motivando vários cientistas da Europa a investigar as causas de 
tal acontecimento. De acordo com a visão de Oersted, tal fato devia-se ao movimento 
em direção oposta da corrente elétrica, que era composta de dois fluxos de cargas 
(positiva e negativa), no interior dos fios. O consecutivo encontro e separação destas 
 
cargasgerava o conflito elétrico. Supondo que este conflito elétrico não restringia ao 
interior dos fios, sendo existente também no ambiente em volta do fio; Oersted, explica 
que a deflexão no fio é devido à interação entre o conflito elétrico do exterior deste 
com os polos magnéticos do imã. Entretanto, sua teoria teve poucos adeptos; apenas 
seus resultados experimentais foram ligeiramente aceitos pela comunidade científica 
(CHAIB e ASSIS, 2009). 
Um dos estudiosos deste século que também merece destaque é o francês 
André-Marie Ampère. Em seus trabalhos dedicou-se a química e a matemática, não 
mostrando interesse nos fenômenos elétricos e magnéticos, até tomar conhecimento 
em 1820 da experiência de Oersted ao assistir as apresentações de Arago na 
Academie des Sciences de Paris. Entretanto Ampère ao ver tal apresentação, 
constata que os trabalhos de Oersted estariam incompletos, dando início a uma 
pesquisa na tentativa de elucidar a natureza do fenômeno. Ao reproduzir o 
experimento da imantação da agulha, ele sugere uma nova visão defendendo o 
princípio de ação e reação entre o fio e o imã. Assim ele explica que os fenômenos 
observados na experiência de Oersted, ocorrem devido à existência de correntes 
elétricas no interior da agulha. No entanto para defender tal proposta, Ampere teve 
que demonstrar empregando somente circuitos elétricos, a capacidade de reproduzir 
os efeitos de um imã sobre outro e também de um circuito fechado sobre um imã. 
Sendo estes experimentos publicados em duas partes no volume 15 dos Annales de 
Chimie et de Physique de 1820 (GUERRA, REIS e BRAGA, 2004). 
De acordo com Dias e Martins (2004), outra formidável contribuição para o 
eletromagnetismo foi à descoberta de Michael Faraday, em 1831 da indução 
eletromagnética. Sabe-se que no laboratório de Humphry, onde Faraday iniciou sua 
carreira cientifica desempenhando o papel de auxiliar, ele conheceu vastamente o 
mundo da ciência, tornando assim um grande experimentador, o que foi de extrema 
utilidade para o desenvolvimento de seus trabalhos relacionados ao 
eletromagnetismo. O seu interesse por esse campo iniciou-se em 1821, quando o 
editor do Annals of Philosophy, Richards Phillips convidou-o a escrever um artigo de 
revisão acerca do eletromagnetismo. Para desempenhar tal função ele refez várias 
experiências, além de estudar diversas teorias, propondo assim novos experimentos. 
Ao investigar a força magnética, procedente de um fio condutor, utilizando uma 
agulha imantada, Faraday notou que ao invés dos polos da agulha sofrerem uma 
 
atração e uma repulsão, eles tendiam a girar em torno do fio. A partir desta observação 
ele dedicou notadamente a este assunto, levando-o a publicar um artigo, onde 
apresentava experimentos que permitisse verificar a rotação de um fio condutor em 
torno de um imã e também o movimento contrário. Com a publicação deste artigo 
estabeleceu-se uma comunicação por meio de cartas com Ampère, como resultado 
deste contato Faraday conheceu o livro: Manuel d’electricité dynamique, escrito por 
Demonferrand, onde este assegurava que uma corrente elétrica passando por um 
condutor podia induzir uma corrente constante em outro colocado na vizinhança. Este 
fato interessou-lhe bastante, iniciando assim os estudos de Faraday relacionados ao 
fenômeno da indução, e assim ele constrói diversos experimentos na busca de 
evidências experimentais que explicasse tal fenômeno. Conforme descreve em seus 
diários, após anos de tentativa o primeiro experimento obtido com sucesso, foi 
concretizado em 29 de agosto de 1831. Para realização de tal trabalho ele construiu 
um anel de ferro doce, contendo várias espiras de fio de cobre enroladas ao redor 
dele, sendo este separado por dois lados: A e B. Sendo assim, foi realizado o seguinte 
procedimento: 
Os dois enrolamentos do lado B foram unidos para formar um único, e sua 
extremidade foi conectada a um fio de cobre passando sobre uma agulha 
magnética […]. Deste modo, a agulha ao mover-se indicaria a passagem de 
uma corrente pelo lado B do anel. Uma das espiras do lado A foi conectada 
com uma bateria […] e, com a passagem da corrente pelo lado A, vinda da 
bateria, uma corrente foi detectada no lado B do anel (DIAS e MARTINS, 
2004, p.525). 
 
Deste modo foi possível visualizar a magnetização da agulha. Entretanto o 
efeito encontrado neste experimento não foi de um imã sobre uma corrente, e sim de 
uma corrente elétrica sobre outra. Após várias reflexões sobre o resultado de seu 
experimento, Faraday dá continuidade em seus estudos, e ao testar um novo 
experimento em que ele utilizando um cilindro de ferro e a hélice L, procedia da 
seguinte forma: 
Todos os fios foram unidos em uma única hélice e conectados à hélice 
indicadora, à distância, pelo fio de cobre, depois o ferro foi colocado entre os 
pólos da barra magnética, […]. Toda vez que o contato magnético no norte 
ou sul foi estabelecido ou quebrado, existiu movimento magnético na hélice 
indicadora. […] Mas, se o contato elétrico (isto é, através do fio de cobre) era 
quebrado, então as disjunções e contatos não produziram qualquer efeito 
(FARADAY, apud DIAS e MARTINS, 2004, p. 527). 
 
 
Por conseguinte, ele finalmente obtém uma corrente elétrica induzida pela ação 
de um imã e assim e observado o fenômeno da indução pela primeira vez. É 
importante enfatizar que devido à agregação da eletricidade, com o magnetismo, 
gerando um novo ramo na ciência, e consequentemente com as descobertas das leis 
de indução, surgem novas possibilidades e grandes inovações para as indústrias, 
abrindo as portas para o investimento na produção de eletricidade em maior escala. 
Os Primórdios Das Máquinas Elétricas 
A construção dos motores elétricos foi o primeiro passo rumo às inovações 
tecnológicas hoje existentes, que não sequer eram sonhadas no início do século XIX. 
Com o uso de motores elétricos tornou-se possível revolucionar a indústria, permitindo 
assim um mundo de facilidades. Porém para consolidação de tal instrumento, vários 
pesquisadores estiveram envolvidos em tal atividade, e muito teve de ser 
desenvolvido, aprimorado e experimentado até chegarmos aos motores capazes de 
gerar eletricidade suficiente para seu uso na indústria. 
De acordo com Pomilio (2012), os primeiros motores CC (trabalham com 
corrente continua), foram construídos aproximadamente em 1831, por Faraday. Ele 
construiu um gerador, sendo este constituído de um disco de cobre de 
aproximadamente 30 cm de diâmetro. É importante destacar neste contexto a 
invenção do inglês Willian Sturgeon, que em 1825 verificou que quando era aplicada 
uma corrente elétrica a um fio condutor, que envolvia um núcleo de ferro, este se 
transformava em um imã, tendo sua força interrompida quando a corrente era 
suspendida, deste modo foi inventada uma peça muito importante na construção de 
máquinas elétricas girantes: o eletroímã. 
Continuando o processo de construção de máquinas, vale realçar a invenção 
por volta de 1833 pelo cientista W. Ritchie do comutador, peça esta importante nos 
motores elétricos. O comutador é uma peça fundamental nos motores de corrente 
contínua, pois eles têm a função de trocar periodicamente o sentido da corrente no 
rotor de tal modo a garantir que o torque tenha sempre o mesmo sentido, impedindo 
assim que o rotor fique parado em uma posição de equilíbrio (ALVES, 2003). Mais 
tarde por volta de 1837 os trabalhos de Thomas Davenport e sua esposa Emily, 
resultaram na patente de um motor CC já aprimorado. Porém além desses motores 
rudimentares terem um rendimento baixíssimo, não havia energia suficiente para 
abastecer tais dispositivos. Entretanto surge em 1873 um meio de minimizar o 
 
problema do desperdício da energia, graças à descoberta do dínamo reversível pelo 
cientista belga Zenobe Grame. Ele foi um dos importantes colaboradores no 
desenvolvimento das maquinas elétricas, sendo o dínamo o resultadode seus 
trabalhos inspirado na máquina de Antônio Pacinotti. Conforme cita Souza et al 
(2010), o equipamento original era constituído de: 
[…] um anel maciço de ferro com eixo de rotação vertical ao redor do qual 
eram enroladas 16 bobinas elétricas regularmente espaçadas por cunhas de 
madeira […]. As bobinas eram ligadas em série e cada conexão entre duas 
dessas bobinas era ligada a uma lâmina de um coletor de tensões, localizado 
na base do eixo vertical de giro do anel. Essa estrutura circular é comumente 
conhecida como “armadura” ou “anel” de Pacinotti (pág.5). 
 
Figura 9- Máquina do construtor italiano Antonio Pacinotti. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Souza et al, 2010, p. 5. 
Fazendo uma adaptação na máquina, Zenobe Grame substituiu o núcleo sólido 
de ferro, por um anel laminado, constituído de feixes de fios de ferro, sendo estes 
isolados entre si. Ele também acrescentou 16 bobinas no anel, resultando em 32 
bobinas. Tal adequação teve o objetivo de diminuir as correntes induzidas no núcleo, 
e limitar o pulso da tensão gerada que sai da máquina, contribuindo no aumento do 
campo magnético sobre as bobinas, gerando consequentemente um melhor 
rendimento da máquina, pois deste modo não haveria grandes perdas no processo de 
geração e transformação de energia. Diante disso foi desenvolvido por volta de 1869, 
o equipamento conhecido na época como Anel de Grame. Um acontecimento 
importante que queremos destacar ocorrido em 1873, na Exposição de Viena foi à 
descoberta da reversibilidade do dínamo. Quando Grame conectou dois dínamos de 
 
corrente contínua em paralelo, tendo apenas uma dessas máquinas, o dispositivo de 
acionamento, percebeu-se que uma delas começava a girar aplicando assim um 
torque em seu eixo, agindo como motor (SOUZA et al, 2010; POMILIO, 2012). 
Figura 10- Ilustração da Máquina de Grame. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Souza et al., 2010, p.8. 
 
Contudo as máquinas de Grame foram fundamentais para descortinar o 
processo de produção do conhecimento científico do século XIX no campo da 
eletricidade, desta forma tornou-se possível a geração de energia elétrica em 
quantidade necessária para atender a demanda existente nas indústrias. 
O Aproveitamento Da Eletricidade Para Fins Comerciais – O Embate Entre 
Thomas Edison E Nikola Tesla 
Por volta do início do século XIX, começa a surgir o sistema de iluminação a 
gás, substituindo as velas e lâmpadas a óleo. Logo depois surge à ideia da utilização 
da eletricidade na iluminação, desenvolvendo deste modo a lâmpada de arco, porém 
tais instrumentos além de não serem econômicos eram extremamente brilhantes para 
serem usados em domicílio; e logo se percebe que o uso de filamentos nas lâmpadas 
seria a melhor alternativa para obtenção da luminosidade desejada. Diante disso, 
pesquisadores iniciam seus trabalhos a fim de encontrar o material adequado a ser 
utilizado no filamento. Neste contexto podemos destacar o inventor Thomas Alva 
Edison, que desenvolve seus trabalhos inventando a lâmpada de alto vácuo, com 
filamento de bambu carbonizado. A partir daí ele investe na ampliação e 
 
aproveitamento da eletricidade, criando sua companhia de energia elétrica, 
fornecendo energia em corrente continua. 
O importante inventor e empresário Thomas Edison que muito se destacou no 
século XIX, contribuindo para o advento do sistema de geração e distribuição de 
energia elétrica, nasceu em uma família de classe média, em 11 de fevereiro de 1847 
na cidade de Milan Ohio, EUA. Sua vida escolar foi curta, pois tinha problemas na 
escola e segundo seu professor ele era muito questionador e inquieto. Sendo assim 
ele deixa a escola muito cedo, ficando sua mãe que era professora a responsável por 
sua educação, despertando-lhe o interesse pela ciência. Desde cedo Thomas começa 
a trabalhar para conseguir dinheiro para realizar seus experimentos. E aos 21 anos, 
tem registrada sua primeira invenção: a máquina de votar; porém não alcança o 
reconhecimento esperado. Buscando tornar-se um inventor independente, 
alcançando novos horizontes ele se muda para Nova Iorque. Após passar por um 
momento de muita dificuldade, ele tem seu contrato assinado para a empresa Western 
Union quando vende para ela sua invenção do indicador automático de cotações da 
bolsa de valores. Em torno de 1876, cinco anos após sua contratação já era um 
inventor famoso, e a amplitude de suas atividades impulsiona a construção do grande 
centro de pesquisa Menlo Park. Neste ambiente constituído de laboratórios e oficinas, 
rodeado de assistentes e técnicos capacitados, Edison propõe produzir a cada dez 
dias uma nova invenção, porém não conseguiu alcançar tal meta, mas é verdade que 
num período de quatro anos conseguiu patentear 300 inventos, dentre eles podemos 
destacar o fonografo, o microfone de carvão, cinetógrafo (máquina de filmar), 
vitascópio (projetor de filmes em tela), contador de eletricidade, ditafone, Cinetoscópio 
(caixa com imagens filmadas vistas no seu interior), lâmpada incandescente, a criação 
de uma central de energia elétrica dentre outros, que em conjunto modificaram o 
mundo, consagrando definitivamente a tecnologia (CORRÊA, 2011). 
No ano de 1882 a empresa The Edison Eletric Light Company pertencente a 
Thomas Edison, desenvolve a primeira central de energia elétrica do mundo para fins 
comerciais, localizada à Rua Pearl Street em Nova York. A usina que forneia energia 
elétrica em corrente continua para cerca de 59 clientes, contava com vários geradores 
movidos a vapor e por operarem em única voltagem, estes deveriam estar a 800 
metros de distância dos pontos de consumo. Porém o sucesso de Edison logo é 
ameaçado pela chegada imponente das propostas do uso da corrente alternada, por 
 
seu rival Nikola Tesla que tencionava exceder as limitações da corrente continua 
(LAMARÃO, 2012; CORRÊA, 2011). 
Segundo FUKE (2010), o grande incentivador da corrente alternada, o servo-
croata Nikola Tesla nascido em 10 de julho de 1856, desde os 19 anos progride nos 
estudos de engenharia elétrica quando ingressa na escola politécnica de Graz, na 
Áustria, ali ele conhece um campo de pesquisa que muito lhe intriga: a eletricidade; e 
desde este instante ele anseia por compreender as suas leis. Sua carreira profissional 
inicia-se por volta de 1881, quando se torna engenheiro eletricista na National 
Telephone Company em Budapeste. Em torno de 1882 passa a trabalhar na 
Continental Edison Company em Paris, aprimorando os equipamentos elétricos. É 
importante ressaltar que é neste período que ele idealiza o instrumento no qual 
acreditava ser possível gerar a corrente alternada, que até então era considerado 
impossível pelos cientistas, isto é o motor de indução. Visando ampliar seus 
conhecimentos sobre corrente elétrica, ele parte no ano de 1884 para os Estados 
Unidos onde começa a trabalhar na companhia de Thomas Edison, onde após 
conquistar o respeito do empresário, lhe foi atribuído à função de aperfeiçoar os 
dínamos de corrente continua, a fim de alcançar uma melhora na eficiência. Caso tal 
meta fosse realizada com êxito ele seria recompensado com 50 mil dólares. Sendo 
assim Tesla empenha durante um ano no aprimoramento de tais instrumentos, 
alcançando uma rentável eficiência para a empresa de Edison; porém não recebeu 
seu prêmio conforme convencionado, levando-o a se demitir (WHITE, 2003). 
Entretanto, enquanto desenvolvia seu notável trabalho na Edison General 
Eletric, Tesla tornou-se famoso nos círculos especializados. E assim, após sua 
demissão ele funda por volta de 1886 sua empresa: a Tesla Electric Light and 
Manufacturing Company. Porém seus investidores financeiros não apoiaram suas 
ideias de desenvolver o motor de corrente alternada, desde modo mais uma vez ele 
é levado a deixar o emprego se frustrando novamente. Porém após muitas lutas, as 
ideias de Tesla são acolhidas pelo também engenheiro GeorgeWestinghouse, dono 
da Westinghouse Electric Company, que financia o desenvolvimento de seus 
aparelhos e logo compra sua patente. Cabe esclarecer que até este período 
predominava a corrente continua divulgada e distribuída por Edison, porém os 
trabalhos de Tesla possibilitaram gerar e distribuir energia elétrica em corrente 
alternada, de modo a superar as limitações da sua concorrente (HARF, 2010). 
 
Figura 11- Fotografia do motor de indução, inventado por Nikola Tesla em 
1882. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Disponível em www.teslasociety.com. 
 
Desta forma surge a conhecida batalha das correntes, onde duas ideias 
disputavam seu espaço. De um lado havia a corrente continua, que até o momento 
supria as exigências da sociedade, por outro lado a corrente alternada apresentava 
mais facilidade tanto na geração quanto na transmissão da energia, superando as 
dificuldades da sua concorrente em elevar a tensão de trabalho e ser transmitidas a 
longas distancias até chegar ao consumidor. Contudo as ideias de Tesla 
apresentavam mais vantagens, ganhando assim a preferência; porém Edison não 
satisfeito empenha em desestimular o uso da corrente alternada, para isso em sua 
campanha ele chega a executar animais por meio da eletrocussão, a fim de mostrar 
os riscos existentes na transmissão de corrente alternada, o que segundo ele não 
ocorria com a corrente continua. No entanto tais apelos não alcançaram o resultado 
desejado, pois foi à companhia Westinghouse utilizando às ideias de Tesla, a 
escolhida para o grande projeto de geração de energia que consistia em aparelhar as 
Cataratas do Niagara, a fim de produzir eletricidade, gerando energia suficiente para 
abastecer a indústria de Bufallo, em Nova York, marcando assim uma nova era da 
eletricidade. Em vista disso Nikola Tesla vence tal disputa, e a partir daí a corrente 
alternada foi legitimada como forma de produzir e distribuir energia (GUIMARÃES, 
2010). 
 
Figura 12- A primeira grande usina hidrelétrica do mundo: a Niagara Falls em 
1895, um ano antes do término das instalações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Disponível em www.teslasociety.com 
 
Seção 1.5: Energia elétrica: o caminho percorrido da geração ao consumo 
A energia elétrica tornou-se indispensável para a sobrevivência do ser humano, 
sendo utilizado para os fins desde domésticos aos industriais. Atualmente, graças ao 
desenvolvimento tecnológico, tem-se uma diversidade de equipamentos eletrônicos 
nas residências, indústrias, hospitais dentre outros locais que pressupõe no 
suprimento de energia elétrica para seu funcionamento; desta forma a energia elétrica 
é essencial para o progresso tecnológico. Entretanto ela não é uma energia primária, 
ou seja, para sua produção é necessário utilizar uma fonte de energia primária, como 
por exemplo, o carvão, petróleo, gás natural, urânio, produto da cana, águas 
marítimas e fluviais, vento, sol dentre outras. 
 
Figura 13- Matriz elétrica do Brasil em 2011. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: BRASIL, 2012, p. 31. 
 
De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética, o Balanço Energético 
Nacional (BNE) aponta que em 2011, 81,7% da energia elétrica produzida no Brasil é 
proveniente das hidrelétricas, sendo esta a maior fonte de contribuição. 
Geralmente as fontes primárias são distantes da população consumidora, 
sendo necessária investir na transmissão da energia. Desta forma o sistema elétrico 
brasileiro é constituído da geração, transmissão e distribuição de energia. 
Na geração, grandes usinas produzem a energia elétrica que é então 
transmitida para subestação de energia, que normalmente eleva a tensão e 
a envia para os sistemas de transmissão de alta tensão. Em seguida é 
encaminhada para subestação próxima ao centro de consumo que gera a 
média e baixa tensão, e depois, através das linhas de distribuição, são 
transformadas para tensões apropriadas para ser entregue ao consumidor 
final, por meio da linha de serviço (Ferreira et al, 2010, p. 20). 
 
A Geração De Energia Elétrica No Brasil 
De acordo com o gráfico apresentado na figura 13, temos que a matriz elétrica 
no Brasil consiste no uso de fontes renováveis e não renováveis para geração de 
energia elétrica. Desta forma é importante esclarecer como essas fontes são 
empregadas nas usinas hidrelétricas, termelétricas, nucleares e eólicas, para a 
geração de energia. 
Atualmente a força das águas é utilizada nas hidrelétricas para a geração de 
energia elétrica. Estas por sua vez são formadas basicamente por: reservatório, 
 
barragem, vertedouro e casa de força. O reservatório surge quando a água é 
represada com a criação de uma barragem, esta por sua vez é construída para 
acumular a água. Já o vertedouro tem a função de controlar o nível de água do 
reservatório, principalmente na época de chuva, pois ele possibilita o escoamento da 
água diretamente no canal de fuga sem ter necessidade de passar pela casa de força. 
E por fim a casa de força é o local onde se opera a usina e estão localizados os grupos 
turbinas-geradores e auxiliares. 
Figura 14- Elementos principais de uma hidrelétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Adaptada de www.portalsaofrancisco.com.br 
 
Nas usinas hidrelétricas, a energia elétrica é adquirida pela transformação de 
energia. Basicamente seu funcionamento consiste na transformação da energia 
potencial existente entre o nível do reservatório e o do rio após a barragem, em 
energia cinética quando a água que sai do reservatório é conduzida por meio de 
tubulações, sendo incidida nas pás das turbinas fazendo-as girar. Esta turbina está 
conectada a um gerador, que consequentemente entra em movimento, transformando 
a energia cinética em energia elétrica, após esse processo de geração a energia é 
transmitida para as subestações elevadoras, onde a tensão fornecida pelos geradores 
é elevada por meio de transformadores (MOTA, 2010). 
Figura 15- Figura esquemática de uma usina hidrelétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: www.portalsaofrancisco.com.br 
 
Enquanto nas usinas termelétricas o movimento do gerador é obtido pela 
combustão de combustível fóssil como o carvão, óleo derivado do petróleo ou gás 
natural, ou de combustível renovável como, bagaço de cana, folhas, galhos, sobras 
de colheitas lenha, carvão mineral e até mesmo o lixo orgânico. Independente do 
combustível as termelétricas apresentam funcionamento semelhante, que consiste no 
seguinte processo: Durante a queima do combustível na caldeira, esta gera vapor a 
partir da água que circula por uma extensa rede de tubos que revestem suas paredes. 
Este vapor é utilizado para movimentar as pás de uma turbina cujo rotor gira 
juntamente com o eixo de um gerador, efetuando assim a transformação da energia 
térmica em energia cinética e logo após em energia elétrica. Nesse sistema de 
geração, após a incidência do vapor nas turbinas ele é resfriado em um condensador, 
convertendo-se novamente em água, iniciando dessa forma um novo ciclo (SILVA e 
CARVALHO, 2002). 
Figura 16- Representação esquemática de uma usina termelétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: www.alterima.com.br/ 
 
Conforme afirma Pegollo (2006), nas usinas nucleares utiliza-se o urânio 
composto pelo U-235 (isótopo com 92 prótons e 143 nêutrons) como combustível, 
devido a sua propriedade de fissionar quando atingido por nêutrons de baixa energia. 
O processo de geração de energia consiste na fissão nuclear isto é, na quebra do 
urânio dentro de um reator nuclear, produzindo grande quantidade de calor, que 
servirá para aquecer a água em uma caldeira e transformá-la em vapor, a partir daí o 
método para geração de energia se assemelha as das usinas térmicas convencionais, 
a diferença está no combustível utilizado. 
Podemos destacar também as usinas eólicas, que utiliza a fonte alternativa da 
força dos ventos.Seu funcionamento consiste na transformação da energia cinética 
dos ventos em energia mecânica quando estes são incididos nas pás dos 
aerogeradores que são acoplados em geradores, que por sua vez são utilizados para 
converter a energia mecânica em energia elétrica. Entretanto estas usinas são 
instaladas em regiões que possuam ventos constantes (PENTEADO e TORRES, 
2010). 
Figura 17: Componentes de um aerogerador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: www.alterima.com.br 
 
Cabe aqui esclarecer que todas as usinas geradoras de eletricidade 
assemelham-se pela utilização do gerador para efetuar a transformação da energia, 
porém a fonte primária que fornece a energia para que se efetue a rotação do gerador 
é o que diferencia os tipos de usinas. Dessa forma é importante destacarmos, neste 
contexto o princípio de funcionamento deste equipamento. 
Funcionamento Dos Geradores 
Os geradores são dispositivos capazes de converter energia mecânica em 
energia elétrica, eles são compostos basicamente por um rotor (imã), que gira no 
interior de um estator (bobina), causando o aparecimento de uma corrente elétrica. 
Quando é produzido nas espiras um movimento de rotação, através, por exemplo, do 
movimento de uma turbina nas hidrelétricas, há uma variação no fluxo magnético 
através da espira, fazendo surgir uma corrente elétrica no circuito devido à força 
eletromotriz induzida que aparece neste. Este fenômeno conhecido como indução 
eletromagnética obedece às leis de Faraday e de Lenz (MUSSOI, 2006). 
https://www.nucleodoconhecimento.com.br/wp-content/uploads/2019/03/figura-16-representacao-esquematica-de-uma-usina-termeletrica.png
https://www.nucleodoconhecimento.com.br/wp-content/uploads/2019/03/figura-16-representacao-esquematica-de-uma-usina-termeletrica.png
 
Para entendermos a Lei de Faraday é necessário conhecermos o conceito de 
fluxo magnético, e para isso analisaremos o caso de uma superfície de área plana de 
área A inserida em um campo magnético uniforme . Neste caso será designada por a 
normal a superfície, A e θ é o ângulo formado entre o campo magnético e a superfície 
normal, conforme indicado na figura abaixo. 
Figura 18- Representação do fluxo magnético sobre uma superfície plana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: disponível em: www.brasilescola.com 
 
 
Sendo assim, podemos definir o fluxo magnético representado pela letra Φ(fi), 
como sendo o produto entre o campo magnético, a área da superfície plana e o 
cosseno do ângulo formado, ou seja: 
 
 
 
Onde a unidade de fluxo magnético é definida pelo Sistema Internacional de 
Unidades (SI), como o weber (Wb). Desta forma podemos perceber que o fluxo 
magnético está relacionado ao número de linhas de indução que atravessam a 
superfície, assim sendo, podemos concluir que quanto maior o número de linhas que 
atravessam a superfície maior será o valor do fluxo magnético (LUZ e ALVARES, 
2000). 
De acordo com Penteado e Torres (2010), agora poderemos enunciar as leis 
de Faraday, que ressalta que: sempre que houver uma variação do fluxo magnético 
 
através de um circuito, surgira uma força eletromotriz induzida (ε) neste circuito, que 
pode ser calculada pela equação: 
 
 
 
Onde é a taxa de variação do fluxo magnético, e N é o número de 
espiras. 
Já tendo discutido as situações em que uma corrente induzida aparece no 
circuito variando o seu sentido, podemos enfatizar as leis de Lenz que determina o 
sentido da corrente. 
Segundo afirma Luz e Alvares (2000), quando Faraday estudava o fenômeno 
da indução ele percebeu o fenômeno da alternância do sentido da corrente induzida, 
porém não conseguiu elaborar uma lei que possibilitasse definir tal fenômeno. Isto só 
foi possível após a divulgação do trabalho de Faraday, com os estudos do cientista 
russo Heinrich Lenz. Ele descobriu que o sentido da corrente induzida aparece de 
modo que origina um campo magnético induzido, que se opõe à variação do campo 
magnético indutor, observe na figura abaixo: 
Figura 19- Representação do sentido da corrente induzida em uma espira. 
Fonte: LUZ E ALVARES, 2000, p.299. 
 
Desta forma podemos interpretar a lei de Lenz da seguinte forma: 
Quando a corrente induzida é estabelecida em virtude de um aumento do 
fluxo magnético, o seu sentido é tal que o campo por ela criado tem sentido 
contrario ao campo magnético existente no interior do circuito. Quando a 
corrente induzida é estabelecida em virtude de uma diminuição do fluxo 
magnético, o seu sentido e tal que o campo por ela criado tem o mesmo 
sentido do campo magnético existente no interior do circuito (LUZ e 
ALVARES, 2000, p. 300). 
 
 
É importante destacar que nos geradores de corrente alternada enquanto a 
espira gira ¼ de volta, seu fluxo magnético está aumentando. Porém quando ela 
completa o ¼ de volta seguinte, o fluxo magnético está diminuindo. É por esta razão 
que a corrente induzida que surge no circuito tem seu sentido alternado. Os geradores 
existentes nas usinas hidrelétricas, termelétricas, eólicas e nucleares apresentam um 
funcionamento semelhante ao que foi descrito. Contudo pode-se afirmar que em todas 
as usinas geradoras de energia os geradores são indispensáveis. 
O Papel Das Subestações No Sistema Elétrico Brasileiro 
Após todo o processo de geração da energia elétrica é necessário conduzi-la 
as subestações elevadoras, pois os geradores de corrente alternada que 
regularmente geram uma tensão de 13,8 KV não podem fornecer as altas voltagens 
necessária para a transmissão. Desta forma nas subestações é possível aumentar as 
tensões por meio dos transformadores. É importante lembrar que os transformadores 
também são empregados para baixar a tensão nas subestações abaixadoras 
próximas aos centros de consumo. Portanto sem esses aparatos não seria possível à 
transmissão e distribuição da energia elétrica em corrente alternada (LEÃO, 2009). 
Os Transformadores 
O primeiro modelo comercial de um transformador foi construído por William 
Stanley por volta de 1885, quando este trabalhava para o empresário George 
Westinghouse. Seu trabalho foi baseado em projetos rudimentares da companhia 
Ganz e dos inventores Gaulard Lucien e Jonh Dixon Gibbs, sendo este utilizado pela 
primeira vez em 1886 no sistema de energia da Great Barrington, Massachussets pela 
empresa Westinghouse Electric Company, desde então passou por diversas 
modificações (diminuição de tamanho, aumento da eficiência, melhoramento da 
capacidade) e vem sendo utilizados nos diversos ramos da eletrônica (Edison 
Techcenter). 
O transformador ideal é um dispositivo elétrico que trabalha com corrente 
elétrica alternada, efetuando a modificação de uma tensão fornecida. Este aparelho é 
constituído basicamente de um núcleo feito de material ferromagnético, onde são 
enrolados fios de cobre eletrolítico, formando duas bobinas. Conforme podemos 
verificar na figura a seguir, a bobina que é ligada ao circuito que fornece a voltagem a 
ser transformada denomina-se enrolamento primário, e a bobina que recebe a tensão 
 
já transformada é nomeada enrolamento secundário (TORRES, FERRARO e 
SOARES, 2010). 
Figura 20- Representação esquemática de um transformador. 
 
 
 
 
Fonte: NEVES e MUNCHOW, 2010, p. 79. 
 
Quanto ao funcionamento do transformador, conforme afirma Gaspar (2003) 
está baseado no princípio da indução eletromagnética. Quando é aplicada uma tensão 
no enrolamento primário, uma corrente elétrica alternada passa a percorrer as espiras 
desse enrolamento, estabelecendo no seu interior um campo magnético que 
consequentemente imanta o núcleo de ferro. Devido à voltagem fornecida ser 
alternada o campo magnético estabelecido no núcleo de ferro, estará apresentando 
consecutivas oscilações, resultando em um fluxo magnético variante através do 
enrolamento secundário. Deste modo, sabemos que conforme menciona a lei de 
Faraday surgira uma voltagem induzidano enrolamento secundário. 
Sendo assim podemos escrever a partir da lei de Faraday, a relação entre as 
voltagens no primário e no secundário de um transformador ideal: 
 
 
 
 
 
Onde N2 é o número de espiras no enrolamento secundário, e N1 é o número 
de espiras no enrolamento primário. Desta forma podemos demonstrar que se o 
número de espiras no enrolamento secundário e maior que no enrolamento primário 
(N2>N1) o transformador é usado para elevar a voltagem, e no caso inverso (N2são as usinas hidrelétricas de grande porte 
(com potência acima de 30 MW) e as usinas termelétricas movidas a carvão mineral, 
óleo combustível, gás natural ou nucleares, consumindo neste último caso o urânio 
enriquecido. Como fontes alternativas de energia elétrica existe uma gama de 
possibilidades, incluindo energia solar fotovoltaica, usinas eólicas, usinas utilizando-
se da queima da biomassa (madeira e cana de açúcar, por exemplo), pequenas 
centrais hidrelétricas, e outras fontes menos usuais como as que utilizam a força das 
marés. 
A maior parte da energia elétrica gerada no Brasil é proveniente de usinas 
hidroelétricas. O Brasil apresenta um grande potencial hidráulico para a geração de 
energia elétrica. Uma parte deste potencial se encontra aproveitada. Há atualmente 
mais de 110 usinas hidrelétricas em funcionamento. Por outro lado, há muitos locais 
nos quais essa modalidade de energia primária ainda pode ser explorada, 
principalmente na Amazônia. 
Nas grandes usinas geradoras o nível de tensão na saída dos geradores está 
normalmente na faixa de 6 a 25 kV. 
No caso das hidroelétricas e termelétricas os geradores são do tipo síncrono 
operando na freqüência nominal de 60 Hz, que é a freqüência dos sistemas elétricos 
brasileiros. Observase que as máquinas da maior usina do Brasil, a Usina de Itaipú-
Binacional, do lado paraguaio funcionam em 50 Hz, mas são interligadas por um 
sistema de corrente contínua com a região Sudeste do Brasil. Conversores 
 
retificadores são utilizados para produzir a corrente contínua em Foz do Iguaçu - PR, 
enquanto que em Ibiúna -SP há inversores para produzir a corrente alternada. 
A tensão de saída dos geradores é ampliada a níveis mais altos por meio dos 
transformadores elevadores das usinas. Isto é feito para viabilizar as transmissões a 
média e longa distâncias, diminuindo-se desta forma, a corrente elétrica e, portanto 
possibilitando o uso de cabos condutores de bitolas razoáveis, com adequados níveis 
de perdas joule e de queda de tensão ao longo das linhas de transmissão. 
O planejamento de novas usinas necessárias para o suprimento do mercado 
de energia de uma região é realizado buscando-se minimizar o custo final da energia 
entregue aos consumidores. O custo da energia entregue compreende os custos de 
implantação da usina, de operação e de manutenção (O&M) e os custos do sistema 
de transmissão. Estes últimos incluem os investimentos, custos de O&M e o custo das 
perdas de potência. 
Com relação às fontes convencionais observa-se que as usinas térmicas 
apresentam, em geral como característica básica, um menor custo de construção, 
maior custo de operação e de manutenção, possibilidades de serem alocadas mais 
próximas do mercado consumidor e a possibilidade de operação a plena carga 
garantida (supondo-se não haver qualquer tipo de restrição à obtenção do combustível 
e excluindo os períodos de manutenção programada ou forçada). 
Em vista dos custos praticamente proibitivos do óleo combustível em países 
importadores de petróleo, as alternativas de geração térmica têm como principais 
opções as usinas nucleares, as térmicas a carvão e mais recentemente no Brasil as 
térmicas a gás natural. 
No caso de geração nuclear, as usinas normalmente são situadas o mais 
próximo possível dos locais de consumo com o objetivo de minimizar os custos da 
transmissão. Tais localizações dependem também dos aspectos de segurança e 
conservação ambiental. 
As usinas térmicas a carvão (ou a gás) podem ser situadas remotamente junto 
à mina de carvão (ou local das reservas de gás), necessitando de maiores redes de 
transmissão da energia gerada até os centros consumidores, ou situadas nas 
proximidades da carga, local aonde seria transportado o combustível (carvão ou gás). 
Dependendo do montante da potência envolvida, esta última alternativa tende a ser 
menos atraente, devido principalmente aos problemas de poluição ambiental. 
 
As usinas hidrelétricas por sua vez apresentam alto custo inicial, baixo custo 
de operação e de manutenção, produção de energia condicionada à hidrologia e 
necessitam longos sistemas de transmissão por se localizarem cada vez mais 
distantes dos centros consumidores a medida que os potenciais próximos se esgotam, 
como é o caso brasileiro. 
No Brasil, por serem abundantes os recursos hidráulicos disponíveis, o 
abastecimento do mercado de energia elétrica tem sido efetuado preponderantemente 
através de usinas hidrelétricas. 
Após utilização dos aproveitamentos hidrelétricos próximos aos grandes 
centros consumidores, o suprimento do mercado brasileiro poderá ser suplementado 
então por intermédio de usinas térmicas e dos grandes aproveitamentos hidrelétricos 
localizados na Amazônia, (bacias dos rios Xingu, Tapajós e Madeira). 
Devido aos longos prazos de maturação de projetos de geração e transmissão 
dessa envergadura, o Brasil vem desenvolvendo, desde algum tempo, estudos para 
verificação da viabilidade técnica e dos custos associados à transmissão da energia 
da Amazônia para as regiões Nordeste e Sudeste, Centro-Oeste do país, na qual 
estão envolvidas distâncias superiores a 2000 km. 
 
Seção 2.3: Transporte de energia elétrica 
Junto às usinas, subestações elevadoras transformam a energia para um nível 
de tensão adequado, o qual é função da potência a transportar e às distâncias 
envolvidas. O transporte de energia é realizado por diferentes segmentos da rede 
elétrica que são definidos com base na função que exercem: 
• Transmissão: redes que interligam a geração aos centros de carga. 
• Interconexão: interligação entre sistemas independentes. 
• Subtransmissão: rede para casos onde a distribuição não se conecta a 
transmissão, havendo estágio intermediário de repartição da energia entre 
várias regiões. 
• Distribuição: rede que interliga a transmissão (ou subtransmissão) aos 
pontos de consumo sendo subdividida em distribuição primária (nível de 
média tensão - MT) ou distribuição secundária (nível de uso residencial). 
 
As tensões usuais de transmissão adotadas no Brasil, em corrente alternada, 
podem variar de 138 kV até 765 kV incluindo neste intervalo as tensões de 230 kV, 
345 kV, 440 kV e 500 kV. 
Os sistemas ditos de subtransmissão contam com níveis mais baixos de 
tensão, tais como 34,5 kV, 69 kV ou 88 kV e 138 kV e alimentam subestações de 
distribuição, cujos alimentadores primários de saída operam usualmente em níveis de 
13,8 kV. Junto aos pequenos consumidores existe uma outra redução do nível de 
tensão para valores entre 110 V e 440 V, na qual operam os alimentadores 
secundários. 
As redes com tensões nominais iguais ou superiores a 230 kV são 
denominadas de Redes em EHV - Extra Alta Tensão e no Brasil formam a chamada 
rede “Básica” de transmissão. As redes com tensões nominais iguais e entre 69 kV e 
138 kV são denominadas Redes em AT – Alta Tensão. As redes com tensão nominal 
entre 1 kV e 69 kV são denominadas Redes em MT – Média Tensão (ou em Tensão 
Primária) e os sistemas com tensões abaixo de 1 kV formam as Redes em Baixa 
Tensão (ou em Tensão Secundária). 
No Brasil existe um sistema que opera em corrente contínua, o Sistema de 
Itaipu, com nível de tensão de ± 600 kVDC. 
Para se escolher transmissão entre sistemas de corrente alternada ou corrente 
contínua são feitos estudos técnicos e econômicos. Sistemas de corrente contínua 
começam a se mostrar viáveis para distâncias acima de 600 ~ 800 km. 
No caso de transmissão em corrente alternada, o sistema elétrico de potência 
é constituído basicamente pelos geradores, estações de elevação de tensão, linhas 
de transmissão, estações seccionadoras e estações transformadoras abaixadoras. 
Na transmissão em corrente contínua a estrutura é essencialmente a mesma, 
diferindo apenas pela presença das estações conversoras junto à subestação 
elevadora (para retificação da corrente) e junto à subestação abaixadora (para 
inversão