Cozinha Magica da Eletricidade

Prévia do material em texto

Cozinha Mágica da Eletricidade S P Hz Livro de Receitas Infalível para Entender a Corrente Alternada, Fator de Potência e outras Magias (Sem Medo da Matemática!) Gemini NotebookCorrente Contínua (CC) Corrente Alternada (CA) S + 127V/220V A energia flui sempre para mesmo lado, A energia vai e volta tempo todo, em ondas. sem parar. Igualzinho à água saindo de uma É a energia que chega nas tomadas das nossas mangueira. assim que as pilhas funcionam! casas, perfeita para viajar grandes distâncias. Gemini NotebookVm Receita Mágica Vm (Valor de Pico) Vpp Ingrediente: ou (Pico a Pico) voo mais alto do balanço para um lado). Modo de Preparo: Vpp = 2 Vₘ (A distância total da viagem). A forma mais famosa da Corrente Alternada é a Onda Senoidal. Ela é como um balanço perfeito que vai para lado positivo e depois para negativo! Gemini NotebookQuão rápido é esse vai e volta? Receita Mágica TIC-TAC Ingredientes: 11 12 1 T (Período: tempo de um giro completo) 10 2 ef (Frequência: ciclos por segundo). Muito 9 3 Calor! Modo de Preparo: 8 4 7 6 5 1 f T Muito Calor! T 1 = No Brasil, a energia elétrica balança 60 vezes a cada segundo! Isso se chama Toque Especial (Velocidade Angular): Frequência (60 Hz). É tão rápido que nossos olhos nem veem a lâmpada piscar. Gemini NoteTruque da Média Receita Mágica +5 (Mais) -5 (Menos) Fórmula para Tensão: Vmédio = 0,637 Vm Média = Zero Fórmula para Corrente: Se balanço vai +5 para frente e -5 para trás, a Imédio = 0,637 Im média de uma viagem completa é... ZERO! Mas a energia existe! Para não dar zero, os cientistas medem só metade da brincadeira (os valores absolutos). Gemini Notebook- Enigma do RMS (Valor Eficaz) Z Boneco 1 (CA) Boneco 2 (CC) RMS 70.7% A onda sobe e desce, mas qual é a força verdadeira que a lâmpada sente no final das contas? Valor Eficaz (RMS) é a força constante (como na CC) que faria mesmo trabalho exato! Gemini NotebookReceita do RMS (Root Mean Square) Receita Mágica 2 2 2 3 2 Modo Raiz (Literalmente): Eleve os pontos ao 5 10 quadrado, tire a média e depois a raiz quadrada! Veficaz = n Atalho de Ouro (Para Senoides): Soma Veficaz = = 0,707 Vₘ © = 0,707 Iₘ - Dica de Mestre: Quando dizemos que a tomada ® tem 220V, estamos falando do Valor Eficaz! GeminiImpedância (Z): A Pista de Obstáculos Indutores Tensão Corrente Capacitores Indutores Resistores Receita Mágica Fórmula: Nos circuitos alternados, todos os obstáculos Z = Veficaz [Ω] juntos que atrapalham a energia ganham um Significado: É a conta que nos diz super-nome: Impedância, medida em Ohms (Ω). quão difícil é cruzar a pista inteira! Gemini NotebookGrande Segredo das Três Potências Na Cozinha Mágica, a energia que chega até nós se divide em três partes surpreendentes. Pense num copo de refrigerante recém-servido. que você paga, que você bebe e a espuma que sobra! Vamos conhecer cada um deles nas próximas páginas. Gemini Notebook1.0 Copo Inteiro (Potência Aparente - S) É o tamanho total do copo que garçom te entregou (e que você pagou para a companhia de energia!). É a mistura completa. S Receita Mágica Ingredientes: Tensão RMS e Corrente RMS. Modo de Preparo: Etiqueta (Unidade): Medido em Volt-Ampères [VA]. Gemini NotebookSuco de Verdade (Potência Média/Ativa - É a parte deliciosa que você realmente bebe e que mata sua sede. Na eletricidade, é a P energia útil que faz trabalho (como esquentar chuveiro ou girar um motor elétrico). Acontece nas cargas puramente resistivas! Receita Mágica P Fórmula Principal: P = Veficaz Ieficaz Ou simplesmente: Pmédia = Veficaz Ieficaz [W] Etiqueta (Unidade): Medido em Watts [W]. Gemini NotebookEspuma Inútil (Potência Reativa - Q) Ocupa espaço no copo, faz volume, fica circulando para lá e para cá, mas não faz trabalho nenhum (não mata a sede!). Aparece por causa de Indutores e Capacitores. Receita Mágica Fórmula Principal: Q = Veficaz - Ou: Q=S sen(φ) Etiqueta (Unidade): Medido em Volt-Ampères Reativos [VAr]. Gemini NotebookTriângulo das Potências Im S +Q (FP atrasado) Para somar suco e a espuma, os matemáticos usam Números P Re Complexos! "P" fica no eixo real, e "Q" vai para eixo imaginário. S -Q (FP adiantado) Aparente Receita Mágica A Super Fórmula: Q - Imaginário Onde: P = parte real (suco) e jQ = parte imaginária (espuma). P - Real Gemini NotebookFator de Potência (FP): Medidor de Qualidade Fator de Potência é rendimento 0,5 0,7 da brincadeira. É ele que responde: 0,95 0,3 0,95 "Quanto do seu copo enorme é 0 1 composto por suco de verdade?". Receita Mágica Fórmula: Pmédia Potência média em watts [W] COS = = Veficaz Potência aparente (S) [VA] > 0,92 Smile Me Regra de Ouro: Varia de 0 a 1. A lei (ANEEL) exige que FP seja, no mínimo, 0,92 nas instalações, ou pagamos multa por muita "espuma"! Gemini NotebookA Matriz dos Convidados da Festa Convidado Corrente em Fator de Potência Reativa (Carga) relação à Tensão Potência (Espuma) V Caixa de Receita Caixa de Receita 3 Unitário (=1) = Menino "No Horário" (Resistor) Em fase Caixa de Receita Caixa de Receita Adiantado Q (Q Menino "Atrasado" (Indutor) Atrasada Gemini NotebookCozinha na Prática: Tempo da Música! Problema: A frequência das faixas de áudio varia de 20 Hz a 20 kHz. Calcule a faixa de período (T). Modo de Fazer Passo a Passo: Receita base: T = 1/f Para Som Grave (20 Hz): T = 20 1 = 0,05 segundos (ou 50 ms) Para Som Agudo (20 kHz): balanço vai e volta muito rápido na música! Gemini NotebookCozinha na Prática: A Verdadeira Voltagem! Problema: Se valor de Pico (Vm) de uma onda CA é 60 V, qual valor Médio e Valor Eficaz? + Modo de Fazer Passo a Passo: Achando Médio (A metade da onda): Vmédio = 0,637 Vₘ = 0,637 60 = 38,2 V Achando Eficaz / RMS (A verdadeira força): Veficaz = Vₘ = 0,707 . = 0,707 60 = Gemini NotebookIllustrated Science Guide for Curious Kids Fim de Papo na Cozinha Mágica! Diploma de Cientista Curioso Agora você é um especialista! A Corrente Alternada (CA) é como a maré ou um balanço gigante. RMS é a força que empurra de verdade, e a Potência Aparente (S) é seu copo inteiro, dividido no SUCO que mata sua sede (P) e na espuma engraçada, mas inútil (Q). (E lembre-se: nunca deixe ninguém te vender muita espuma no seu copo de energia!) Gemini Notebook