AULA 2 FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE CONTINUACAO

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FUNDAMENTOS DA 
ELETRICIDADE 
 
CONTINUAÇÃO 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
 MAGNETISMO 
 É a propriedade que têm certos materiais de 
atrair pedaços de ferro. 
 
 Alguns materiais encontrados livres na natureza, 
por exemplo o minério de ferro (Fe3O4), 
possuem essa propriedade. São os ímãs naturais. 
 
 Se aproximarmos um ímã sob a forma de barra a 
pedaços de ferro, notaremos que o ferro adere 
ao ímã, principalmente nas extremidades. 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
 Essas extremidades têm o nome de pólos e 
possuem propriedades magnéticas opostas, por 
isso foram denominadas pólo norte e pólo sul. 
 
 Pólos de nomes contrários se atraem e pólos de 
mesmo nome de repelem. 
 
 Os chineses se basearam nessa experiência 
quando inventaram a bússola. 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
 CAMPO MAGNÉTICO: 
 
 Chama-se campo magnético ao espaço ao redor 
do ímã onde se verificam os fenômenos de 
atração e repulsão. 
 
 Se colocarmos uma agulha imantada sob a ação 
do campo magnético de um ímã, ela se orientará 
segundo a direção tangente a uma de força do 
campo. 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
 INTENSIDADE DO CAMPO MAGNÉTICO: 
 
 A intensidade do campo magnético em um ponto 
qualquer do espaço é representado po H e pode ser 
definida como a força que esse campo exerce sobre 
um pólo magnético colocado neste ponto. 
 
 CAMPO MAGNÉTICO AO REDOR DE UM 
CONDUTOR: 
 
 Ao redor de um condutor transportando corrente 
constante da origem a um campo magnético cujo 
sentido pode ser determinado. 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
 CAMPO MAGNÉTICO DE UM SOLENÓIDE: 
 
 É uma bobina de fios condutores e isolados em 
torno de um núcleo de ferro laminado. 
 
 Os campos dos diversos condutores se somam e 
o conjunto se comporta como se fosse um 
verdadeiro ímã. 
NOÇÕES DE ELETROMAGNETISMO 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 Quando um condutor é percorrido por uma 
corrente elétrica dentro de um campo magnético, 
ele tende a se deslocar sob a ação de uma força F 
que se origina da reação entre os dois campos. 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 Inversamente, se aplicarmos a mesma força F no 
mesmo condutor dentro do campo, irá se 
originar um f.e.m. induziada. 
 
 A f.e.m induzida é proporcional ao número de 
espiras e à rapidez com que o fluxo magnético 
varia. 
 
 Neste princípio, simples se baseia a geração de 
energia elétrica em larga escala. 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
FORÇA ELETROMOTRIZ (F.E.M.) 
 Esse conceito é muito importante para o 
entendimento de certos fenômenos elétricos. 
 
 Pode se definida como a energia não-elétrica 
transformada em energia elétrica, ou vice-versa. 
 
 Assim, se temos um gerador movido a energia 
hidráulica (joules), por exemplo, e um 
deslocamento de carga elétrica (coulombs), é 
originada a força eletromotriz. 
TRABALHO 2ª ETAPA 
 GERAÇÃO DE F.E.M. 
 
 Existem 7 processos para Geração de F.E.M. 
◦ Atrito (gerador de Van de Graff); 
◦ Ação química (bateria de pilhas); 
◦ Ação da luz (geração fotovoltaica); 
◦ Ação térmica (par termelétrico); 
◦ Compressão (microfones); 
◦ Combinação de oxigênio e hidrogênio (células a 
combustível; 
◦ Indução eletromagnética (alternadores industriais). 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 Se a fonte for um bateria, a energia química de 
seus componentes se transformará em energia 
elétrica, constituindo a bateria um gerador de 
f.e.m. 
 
 Agora, se a bateria estive submetida à carga de 
um gerador de corrente contínua, a energia 
elétrica do gerador se transformará em energia 
química na bateria. 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 No gerador a f.e.m. (𝜖 ) de origem mecânica 
provoca a diferença de potencial nos seus 
terminais. 
 
𝜖 = 𝑅𝐼 + 𝑟𝐼 = 𝑉 + 𝑟𝐼 
◦ rI = queda interna 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 Já no Motor, a ddp provoca uma força 
eletromotriz de sentido contrário a ddp, motivo 
pelo qual é chamado de força contra-
eletromotriz. 
𝑉 = 𝜖 + 𝑟𝐼 
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
 A bateria fornecendo carga, a f.e.m. de 
origem química provoca a ddp entre os 
terminais (+) e (-); 
 
 Na bateria recebendo carga, a f.e.m. do 
gerador acumula-se em energia química. 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 Há dois tipos básicos de corrente ou tensão 
elétricas de aplicação generalizada: 
 
 Corrente ou tensão contínua: é aquela cujo o 
valor não se alteram ao longo do tempo. 
 
 Corrente e tensão alternada: é uma corrente 
oscilatória que cresce de amplitude em relação 
ao tempo, segundo uma lei definida. 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 Este conjunto de valores positivos e negativos 
constitui o que chamamos de um ciclo, e na 
corrente que dispomos em nossa casa ocorre 60 
vezes em um segundo, ou seja, 60 ciclos por 
segundo ou 60 Hertz. 
 
 Então, podemos dizer a luz em nossas residências 
apaga e acende cerca de 120 vezes por segundo. 
Isso pode se tornar um perigo, pois em salas que 
possuem máquinas rotativas (ex. ventiladores) 
pode ocorrer que tenhamos a sensação de que a 
máquina está parada (efeito estroboscópio). 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 Daí, temos a seguinte definição: 
 Período é o tempo necessário à realização de m ciclo 
 
𝑇 =
2𝜋
𝜔
 
◦ 𝑇 = período em segundos; 
◦ 𝜔 = radianos por segundo (velocidade angular) 
 
 Se a frequência é o número de ciclos por 
segundo, então a frequência e o período são 
inversos. 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
𝑓 =
1
𝑇
 
 
 Daí, temos: 𝜔 = 2𝜋𝑓 
 
 Como vimos anteriormente que a frequência da 
corrente alternada de que dispomos em nossas 
casas é de 60 ciclos por segundo ou 60 Hz e de 
velocidade angular igual a 377 radianos por 
segundo (𝜔 = 2 𝑥 3,14 𝑥 60). 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 ONDAS SENOIDAIS: 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 VALOR EFICAZ OU RMS: 
 
 Em cada instante de um sistema de geração de 
energia alternada, ocorre um valor de tensão e 
correntes diferentes, esses valores são chamados 
de corrente e tensão de pico a pico. 
 
 Quando um equipamento é ligado nem toda essa 
corrente e tensão são absorvidas. É chamado de 
tensão ou corrente eficaz a parte destes que 
realmente é absorvido pelos equipamentos. 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 Por definição, uma função periódica no tempo 
tem a seguinte forma: 
 
𝑓 𝑡 + 𝑇 = 𝑓 𝑡 , 
𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑇 é 𝑜 𝑝𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 
 
 A corrente é senoidal, periódica com período 
𝑇 = 
2𝜋
𝜔
 e sua equação é: 
 
𝑖 = 𝐼𝑚á𝑥 cos 𝜔 𝑡 +
2𝜋
𝜔
= 𝐼𝑚á𝑥 cos 𝜔𝑡 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 Conforme o tipo da aplicação, deve-se levar em 
conta: 
◦ Valor máximo: relés 
◦ Valor médio: corrente contínua 
◦ Valor eficaz: energia (potência) 
 
 Em muitas aplicações, estamos interessados na 
capacidade de transmissão de energia elétrica. 
CORRENTES CONTÍNUA E ALTERNADA 
 Na prática, em ondas senoidais o valor eficaz é o valor 
máximo vezes 
1
2
= 0,707. 
 
𝑉𝑒𝑓 = 𝑉𝑟𝑚𝑠 =
𝑉𝑚á𝑥
2
 
 
𝐼𝑒𝑓 = 𝐼𝑟𝑚𝑠 =
𝐼𝑚á𝑥
2
 
CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA EM 
REGIME PERMANENTE 
 Já sabemos que o fenômeno da indução 
eletromagnética é o responsável pela produção 
da energia elétrica que vai abastecer as grandes 
cidades. 
 
 Pelo fato de a produção se basear em geradores 
rotativos, a tensão gerada começa do zero, passa 
por valor máximo positivo,se anula e depois para 
por um máximo negativo, e novamente se anula, 
dando origem a um ciclo. 
CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA EM 
REGIME PERMANENTE 
 Essa tensão alternada gerada pode ser 
representada pela senóide. 
 
 
 
 
 
𝑣 = 𝑉𝑚á𝑥 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡