Apostila de Mecatrônica   Qualificação Profissional

Apostila de Mecatrônica Qualificação Profissional


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mostra uma corrente contínua constante, pois sua intensidade é
constante, de valor I.
Em uma corrente alternada as cargas fluem ora num sentido, ora noutro, repetindo esse ciclo
com uma freqüência definida, como mostra a figura 19.
 
 fig. 18 - Corrente contínua fig. 19 - Corrente alternada
A utilidade prática de uma corrente contínua ou alternada é o resultado dos efeitos por ela
causados. Os principais fenômenos que apresentam uma grande importância prática e econômica são:
1 - Efeito Térmico (Joule): quando flui corrente através de um condutor, há produção de calor.
Esse fenômeno será estudado na Lei de Ohm. - Aplicações: chuveiro elétrico, ferro elétrico.
2 - Efeito Magnético (Oersted): nas vizinhanças de um condutor que carrega uma corrente
elétrica, forma-se um segundo tipo de campo de força, que fará as forças serem exercidas
sobre outros elementos condutores de corrente ou sobre peças de ferro. Esse campo chama-
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do de Campo Magnético coexiste com o Campo Elétrico causado pelas cargas. Esse fenôme-
no é o mesmo que ocorre na vizinhança de um imã permanente. - Aplicações: telégrafo, relé,
disjuntor.
3 - Efeito Químico: quando a corrente elétrica passa por soluções eletrolíticas, ela
pode separar os íons. - Aplicações: Galvanoplastia (banhos metálicos).
4 - Efeito Fisiológico: efeito produzido pela corrente elétrica ao passar por organismos
vivos.
Corrente Elétrica Convencional: nos condutores metálicos, a corrente elétrica é formada
apenas por cargas negativas (elétrons) que se deslocam do potencial menor para o maior. Assim,
para evitar o uso freqüente de valor negativo para corrente, utiliza-se um sentido convencional
para ela, isto é, considera-se que a corrente elétrica num condutor metálico seja formada por
cargas positivas, indo porém do potencial maior para o menor.
Em um circuito, indica-se a corrente convencional por uma seta, no sentido do potencial
maior para o menor como mostra a figura, em que a corrente sai do pólo positivo da fonte (maior
potencial) e retoma ao seu pólo negativo (menor potencial).
fig. 20 - Sentido da corrente convencional.
Exemplos:
1 - Qual a intensidade da corrente elétrica que passa pela seção transversal de um fio
condutor, sabendo-se que uma carga de 3600mC leva 12 segundos para atravessá-
la?
Q 3600 . 10-6C
I = __ = __________________ = 300\u3bc\u3bc\u3bc\u3bc\u3bcA
 t 12s
2 - Pela seção transversal de um fio condutor passou uma corrente de 2mA durante
4,5 segundos. Quantos elétrons atravessaram essa seção nesse intervalo de tempo?
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POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA
A expressão W = E.Q exprime o trabalho realizado ou a energia transferida num circuito ou
numa parte de um circuito elétrico, pelo produto da tensão pela carga.
Se o trabalho é realizado a uma velocidade constante e a carga total Q sofre uma variação de
potencial de E Volts, em t segundos, então a potência ou o trabalho por unidade de tempo é:
w E.Q
P = ___ = ______ watts ou joule/segundo
t t
Do ponto de vista prático, interessa-nos mais a corrente do que a carga.
Utilizando a equação I= Q/T, obtém-se uma forma mais útil para a equação P = (E.Q)/T, que é:
 Q
Como I = ___ , \u21d2 \u21d2 \u21d2 \u21d2 \u21d2 P= E.I watts
 T
Se E e I são constantes num intervalo de tempo de t segundos, a energia total eliminada ou
absorvida é:
W= E.I.t watt-segundo ou Joules
Até agora já foram introduzidas as grandezas elétricas principais com as quais estaremos tratan-
do. Um resumo delas está apresentado na tabela 6, juntamente com suas unidades de medida e
abreviaturas mais usadas. Para alguns propósitos, essas unidades são inconvenientemente pequenas
ou grandes. Para expressar unidades maiores ou menores, usa-se uma série de prefixos juntamente
com o nome da unidade básica, evitando-se assim uma aglomeração de zeros antes ou depois da vírgula
decimal. Esses prefixos, com suas abreviaturas, foram apresentados anteriormente na tabela 4.
TABELA 6 - RESUMO DAS PRINCIPAIS GRANDEZAS ELÉTRICAS
GRANDEZA SIMBOLO UNIDADES EQUAÇÃO ANÁLOGO ANÁLOGO
ELÉTRICA (SISTEMA MKS) DE DEFINIÇÃO MECÂNICO HIDRÁULICO
Carga Q Coulomb (C) .... Posição Volume
Corrente I Ampère (A) I=Q/T Velocidade Fluxo
Tensão E ou V Volt (V) E=W/Q Força Altura ou Pressão
Potência P Watt (W) P=E.I Potência Potência
Energia W Joule(J) ou W=P.t Energia ou trabalho Energia ou trabalho
ou Trabalho Watt-segundo (W.s)
RESISTORES E CÓDIGOS DE CORES
Os resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição (resistência) à
passagem de corrente elétrica, através de seu material. A essa oposição damos o nome de resis-
tência elétrica, que possui como unidade o ohm (\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9).
A resistência de um condutor qualquer depende da resistividade do material, do seu compri-
mento e da sua área da seção transversal, de acordo com a fórmula:
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R = p. (I/A)
onde: R = resistência do condutor, ohm [\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9]
I = comprimento do condutor, metro [m]
A = área da seção transversal, CM
p = resistividade, CM.\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9/m
Outro fator que influencia na resistência de um material é a temperatura. Quanto maior a
temperatura do material, maior é a sua agitação molecular. Devido a essa maior agitação molecular
os elétrons terão mais dificuldade para passar pelo condutor.
Os resistores são classificamos em dois tipos: fixos e variáreis. Os resistores fixos são aque-
les cujo valor da resistência não pode ser alterada, enquanto que os variáveis podem ter sua
resistência modificada dentro de uma faixa de valores, através de um curso r móvel.
Os resistores fixos são especificados por três parâmetros:
1 - O valor nominal da resistência elétrica.
2 - A tolerância, ou seja, a máxima variação em porcentagem do valor nominal.
3 - A sua máxima potência elétrica dissipada.
A sua tensão nominal é de 100 \u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9
A sua tolerância é de 5%, isso é, o seu valor nominal pode ter uma diferença de até 5% para
mais ou para menos do seu valor nominal. Como 5% de 100\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9 é igual a 5\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9, o menor valor que esse
resistor pode ter é 95\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9, e o maior valor é 105\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9\u3a9.
Esse componente pode dissipar uma potência de até 0,33 watts.
Dentre os tipos de resistores fixos, destacamos os de fio, de filme de carbono e o de filme metálico.
\u2022 Resistor de fio: consiste basicamente em um tubo cerâmico, que servirá de suporte para
enrolarmos um determinado comprimento de fio, de liga especial, para obter-se o valor de
resistência desejado. Os terminais desse fio são conectados às braçadeiras presas ao tubo.
Além desse, existem outros tipos construtivos, conforme mostra a figura 26.
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fig. 26 - Resistores de fio.
Os resistores de fio são encontrados com valores de resistência de alguns ohms até alguns
kilo-ohms, e são aplicados onde se exige altos valores de potência, acima de 5 W, sendo suas
especificações impressas no próprio corpo.
\u2022 Resistor de filme de carbono (de carvão): consiste de um cilindro de porcelana recoberto
por um filme (película) de carbono. O valor da resistência é obtido mediante a formação de
um sulco, transformando a película em uma fita helicoidal, sobre a qual é depositada uma
resina protetora que funciona como revestimento externo. Geralmente esses resistores são
pequenos, não havendo espaço para impressão das suas especificações, por isso são impres-
sas faixas coloridas sobre o revestimento para a identificação do seu valor nominal e da sua
tolerância. A sua dimensão física identifica a máxima potência dissipada.
fig. 27 - Resistor de filme de carbono.
\u2022Resistor de filme metálico: sua estrutura é idêntica ao de filme de carbono. A diferença é
que esse utiliza liga metálica (níquel-cromo) para formar a película, obtendo valores mais
precisos de resistência, com tolerâncias de 1 % a 2%.
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O custo dos resistores