AULA 1 FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE

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FUNDAMENTOS DA 
ELETRICIDADE
INTRODUÇÃO
 GERAÇÃO: que faz a função de converter 
alguma forma de energia em energia elétrica.
 TRANSMISSÃO: que é responsável pelo 
transporte de energia elétrica dos centros de 
produção aos de consumo.
 DISTRIBUIÇÃO: que distribui a energia 
recebida do sistema de transmissão aos 
grandes, médios e pequenos consumidores.
INTRODUÇÃO
Fluxo de Energia Elétrica -
BEN 2014 / ano base 2013
CORRENTE CONTÍNUA
CORRENTE ALTERNADA
GERADOR ELÉTRICO
GERADOR TRIFÁSICO
CARGA ELÉTRICA
 Como já se sabe existem elétrons e 
prótons que são as cargas elementares e 
componentes de um átomo.
 Aproximando-se cargas de polaridades 
opostas, verifica-se uma força atrativa entre 
elas e se aproximarem cargas de mesmo 
polaridade, verifica-se uma força de 
repulsão entre elas.
CARGA ELÉTRICA
 Assim, estabeleceu-se uma unidade para se 
medir a carga elétrica.
 Esta unidade chamou-se de “coulomb”.
 A carga de 1 elétron é:
e = 1,6x10-19 coulomb
◦ ou seja, para se formar 1 coulomb são 
necessários 6,28x1018 elétrons.
CORRENTE ELÉTRICA
 O que é?
 É o deslocamento de cargas dentro de um 
condutor quando existe uma diferença de 
potencial elétrico entre as suas extremidades.
 Tal deslocamento procura restabelecer o 
equilíbrio desfeito pela ação de um campo 
elétrico ou outros meios (reação química, atrito, 
luz, etc).
CORRENTE ELÉTRICA
 Então, a “corrente elétrica” é o fluxo de 
cargas que atravessa a seção reta de um 
condutor, na unidade de tempo.
 Denominou-se este fluxo de “ampère”:
1 𝑎𝑚𝑝é𝑟𝑒 = 1
𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
 ou
i =
𝑑𝑞
𝑑𝑡
DIFERENÇA DE POTENCIAL
 Para haver corrente elétrica, é preciso que haja 
diferença de potencial e um condutor em circuito 
fechado para restabelecer o equilíbrio perdido.
 Se o circuito estiver aberto, teremos d.d.p. mas 
não corrente.
 A DDP entre dois pontos de um campo 
eletrostático é de 1 volt.
1 𝑣𝑜𝑙𝑡 = 1
𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒
𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏
DIFERENÇA DE POTENCIAL
 Numa instalação hidráulica, de modo 
análogo, para haver circulação de água, 
precisamos ter uma diferença de pressões, 
uma tubulação, um interruptor e um 
caminho de retorno.
 Como sempre acontece em qualquer 
deslocamento, há uma resistência à 
passagem das cargas dentro dos 
condutores, e esta resistência oposta é a 
resistência ôhmica.
RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS
 Chama-se resistência elétrica a oposição interna do 
material à circulação das cargas. Por isso, os corpos 
maus condutores têm resistência elevada, e os 
corpos bons condutores têm menor resistência. Daí:
◦ “corpos bons condutores são aqueles em que os elétrons 
mais externos podem facilmente ser retirados dos 
átomos”. Ex. platina, cobre, prata
◦ “corpos maus condutores são aqueles em que os elétrons 
estão tão rigidamente solidários aos núcleos que somente 
com grandes dificuldades podem ser retirados por um 
estímulo exterior”. Ex. porcelana, vidro, madeira
RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS
 A resistência R depende do tipo do 
material, do comprimento l, da seção A e da 
temperatura.
 Cada material tem a sua resistência 
específica própria, ou seja, a sua 
resistividade (𝜌). Então, a expressão da 
resistência em função dos dados relativos 
ao condutor é:
𝑅 = 𝜌
𝑙
𝐴
RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS
 R = resistência em ohms (Ω)
 𝜌 = resistividade do material
 l = comprimento do material em m
 A = área da seção reta em mm2
 Por exemplo:
◦ Cobre: 𝜌 = 0,0178 Ω.mm2 a 15°C
◦ Alumínio: 𝜌 = 0,028 Ω.mm2 a 15°C
RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS
 A resistência varia com a temperatura de 
acordo com a expressão
𝑅𝑡 = 𝑅0[1 + 𝛼 𝑡2− 𝑡1 ]
 Rt = a resistência na temperatura t em Ω;
 R0 = a resistência a 0°C em Ω;
 𝛼 = coeficiente de temperatura em C-1;
 t2 e t1 = temperaturas final e inicial em °C.
 Para o cobre, 𝛼 = 0,0039C-1 a 0°C e 0,004C-1
a 20°C. (ver exerc. livro – pág 19).
LEI DE OHM
 Ohm estabeleceu a lei que tem o seu nome 
e que inter-relaciona as grandezas ddp , 
corrente e resistência:
𝑉 = 𝑅 𝑥 𝑖
 V = ddp em volts (V);
 R = resistência em ohms (Ω);
 i = intensidade de corrente em ampère (A).
CIRCUITOS SÉRIES
 São aqueles que a mesma corrente 
percorre todos os seus elementos.
𝑅 = 𝑅1+ 𝑅2+ 𝑅3
(exemplo livro - pág 20)
CIRCUITOS PARALELOS
 São os mais utilizados nas instalações 
elétricas.
1
𝑅
=
1
𝑅1
+
1
𝑅2
+
1
𝑅3
(exemplo livro – pág 21)
CIRCUITOS MISTOS
 É uma combinação das ligações série e 
paralelas em um mesmo circuito.
 Nas instalações elétricas usuais, o circuito 
misto é mais encontrado, pois, embora as 
cargas estejam em paralelo, pelo fato de os 
fios terem resistência ôhmica, esta 
resistência deve ser considerada nos 
cálculos.
CIRCUITOS MISTOS
(exemplo livro – pág 21)
LEIS DE KIRCHHOFF
 Há duas leis estabelecidas por Gustav 
Kirchhoff para resolver circuitos mais 
complexos, com geradores em diversos braços 
o que, muitas vezes, torna impossível a solução 
pela determinação da resistência equivalente.
 1ª LEI: a soma das correntes que chegam a um 
nó do circuito é igual a soma das correntes 
que se afastam.
◦ Chama-se nó ao ponto de junção de três ou mais 
braços de um circuito.
LEIS DE KIRCHHOFF
LEIS DE KIRCHHOFF
 2ª LEI: a soma dos produtos das correntes 
pelas resistências em cada malha do circuito é 
igual à soma algébrica das forças 
eletromotrizes dessa malha.
(exemplo livro – pág 23)
POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA
 Sabemos que, para executarmos qualquer 
movimento ou produzir calor, luz, radiação, 
etc. precisamos despender energia.
 À energia aplicada por segundo em 
qualquer destas atividades chamamos de 
potência.
 Em eletricidade, a potência é o produto da 
tensão pela corrente.
𝑃 = 𝑉 𝑥 𝑖
POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA
 𝑃 =
𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒
𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏
𝑥
𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
=
𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒
𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜
= 𝑤𝑎𝑡𝑡
ou
 watt (W) = volt (V) x ampère (A)
 Como a unidade watt é pequena para exprimir 
os valores de um circuito, usamos o quilowatt 
(kW) ou megawatt (MW):
 Então, como V = Ri, temos: 𝑃 = 𝑅𝑖2
(exemplo kWh livro – pág 24)