RELATÓRIO TÉCNICO Nº 1 elétrica (1)

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RELATÓRIO TÉCNICO Nº 1 – RT1:
QUESTIONÁRIO
	 Conceitue a 1ª lei da termodinâmica. Dê exemplo.
1ª Lei da Termodinâmica
 Chamamos de 1ª Lei da Termodinâmica, o princípio da conservação de energia aplicada à termodinâmica, o que torna possível prever o comportamento de um sistema gasoso ao sofrer uma transformação termodinâmica.
Analisando o princípio da conservação de energia ao contexto da termodinâmica:
Um sistema não pode criar ou consumir energia, mas apenas armazená-la ou transferi-la ao meio onde se encontra, como trabalho, ou ambas as situações simultaneamente, então, ao receber uma quantidade Q de calor, esta poderá realizar um trabalho  e aumentar a energia interna do sistema ΔU, ou seja, expressando matematicamente:
Sendo todas as unidades medidas em Joule (J).
Conhecendo esta lei, podemos observar seu comportamento para cada uma das grandezas apresentadas:
	Calor
	Trabalho
	Energia Interna
	Q//ΔU
	Recebe
	Realiza
	Aumenta
	>0
	Cede
	Recebe
	Diminui
	<0
	não troca
	não realiza e nem recebe
	não varia
	=0
 
Exemplo:
(1) Ao receber uma quantidade de calor Q=50J, um gás realiza um trabalho igual a 12J, sabendo que a Energia interna do sistema antes de receber calor era U=100J, qual será esta energia após o recebimento?
	 Conceitue a 2ª lei da termodinâmica. Dê exemplo.
2ª Lei da Termodinâmica
Dentre as duas leis da termodinâmica, a segunda é a que tem maior aplicação na construção de máquinas e utilização na indústria, pois trata diretamente do rendimento das máquinas térmicas.
Dois enunciados, aparentemente diferentes ilustram a 2ª Lei da Termodinâmica, os enunciados de Clausius e Kelvin-Planck:
Enunciado de Clausius:
O calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para um outro corpo de temperatura mais alta.
Tendo como consequência que o sentido natural do fluxo de calor é da temperatura mais alta para a mais baixa, e que para que o fluxo seja inverso é necessário que um agente externo realize um trabalho sobre este sistema.
Enunciado de Kelvin-Planck:
É impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho.
Este enunciado implica que, não é possível que um dispositivo térmico tenha um rendimento de 100%, ou seja, por menor que seja, sempre há uma quantidade de calor que não se transforma em trabalho efetivo.
 
Máquinas térmicas
As máquinas térmicas foram os primeiros dispositivos mecânicos a serem utilizados em larga escala na indústria, por volta do século XVIII. Na forma mais primitiva, era usado o aquecimento para transformar água em vapor, capaz de movimentar um pistão, que por sua vez, movimentava um eixo que tornava a energia mecânica utilizável para as indústrias da época.
Chamamos máquina térmica o dispositivo que, utilizando duas fontes térmicas, faz com que a energia térmica se converta em energia mecânica (trabalho).
A fonte térmica fornece uma quantidade de calor  que no dispositivo transforma-se em trabalho mais uma quantidade de calor que não é capaz de ser utilizado como trabalho .
Assim é válido que:
Utiliza-se o valor absolutos das quantidade de calor pois, em uma máquina que tem como objetivo o resfriamento, por exemplo, estes valores serão negativos.
Neste caso, o fluxo de calor acontece da temperatura menor para o a maior. Mas conforme a 2ª Lei da Termodinâmica, este fluxo não acontece espontaneamente, logo é necessário que haja um trabalho externo, assim:
Rendimento das máquinas térmicas
Podemos chamar de rendimento de uma máquina a relação entre a energia utilizada como forma de trabalho e a energia fornecida:
Considerando:
=rendimento;
= trabalho convertido através da energia térmica fornecida;
=quantidade de calor fornecida pela fonte de aquecimento;
=quantidade de calor não transformada em trabalho.
 
Mas como constatado:
logo, podemos expressar o rendimento como:
O valor mínimo para o rendimento é 0 se a máquina não realizar nenhum trabalho, e o máximo 1, se fosse possível que a máquina transformasse todo o calor recebido em trabalho, mas como visto, isto não é possível. Para sabermos este rendimento em percentual, multiplica-se o resultado obtido por 100%.
 
Exemplo:
Um motor à vapor realiza um trabalho de 12kJ quando lhe é fornecido uma quantidade de calor igual a 23kJ. Qual a capacidade percentual que o motor tem de transformar energia térmica em trabalho?
(3) Conceitue a lei zero da termodinâmica. Dê exemplo.
Lei Zero da Termodinâmica:
	A lei zero da termodinâmica possibilita uma melhor compreensão do conceito de temperatura, a qual é uma grandeza física que indica se dois ou mais objetos, estão ou não em equilíbrio térmico.
	Se dois objetos A e B fora de contato térmico entre si, estão cada um em equilíbrio térmico com um terceiro objeto, então os objetos A e B encontram-se mutuamente em equilíbrio térmico.
	Por exemplo, ao se misturar café quente com leite frio, a temperatura do leite aumenta, e consequentemente a temperatura do café diminui. Após algum tempo, a temperatura desta mistura estabiliza num valor inferior à sua temperatura do café, e obviamente superior à temperatura do leite.
	
(4) Qual o trinômio no qual está baseada a boa engenharia?
A boa engenharia está baseada no trinômio, qualidade, custo e segurança. 
(5) Enuncie a lei de Ohm.
Primeira Lei de Ohm:
A Primeira Lei de Ohm postula que um condutor ôhmico (resistência constante), mantido à temperatura constante, a intensidade (i) de corrente elétrica será proporcional à diferença de potencial (ddp) aplicada entre suas extremidades, ou seja, sua resistência elétrica é constante. É representada pela seguinte fórmula:
 ou 
Donde:
R: resistência, medida em Ohm (Ω)
U: diferença de potencial elétrico (ddp), medido em Volts (V)
I: intensidade da corrente elétrica, medida em Ampére (A).
Segunda Lei de Ohm
A Segunda Lei de Ohm estabelece que a resistência elétrica de um material é diretamente proporcional ao seu comprimento, inversamente proporcional à sua área de secção transversal e depende do material do qual é constituído, sendo representada pela seguinte fórmula:
Donde:
R: resistência (Ω)
ρ: resistividade do condutor (depende do material e de sua temperatura, medida em Ω.m)​
L: comprimento (m)
A: área de secção transversal (mm2)
Exemplo:
Calcule a resistividade de um condutor com ddp 100 V, intensidade de 10 A, comprimento 80 m e área de secção de 0,5 mm2.
Os dados do exercício:
L=80m
A=0,5mm2
U=100V
I=10A
Primeiramente devemos calcular a resistência do fio utilizando a fórmula da Primeira Lei de Ohm:
R=U/I
R=100/10
R=10 Ω
Por conseguinte, através da Segunda Lei de Ohm podemos obter a resistividade do condutor:
R=ρL/A
10=ρ.80.0,5
ρ=40/10
ρ=4 Ω.m
Logo, a resistividade do condutor é de 4 Ωm.
(6) Explique a diferença entre corrente contínua e corrente alternada?
	Se considerarmos um gráfico i x t (intensidade de corrente elétrica por tempo) podemos classificar a corrente conforme a curva encontrada:
 Corrente contínua
 Uma corrente é considerada contínua quando não altera seu sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa.
A maior parte dos circuitos eletrônicos trabalha com corrente contínua, embora nem todas tenham o mesmo "rendimento", quanto à sua curva no gráfico i x t, a corrente contínua pode ser classificada por:
 
Corrente contínua constante
Diz-se que uma corrente contínua é constante, se seu gráfico for dado por um segmento de reta constante, ou seja, não variável. Este tipo de corrente é comumente encontrado em pilhas e baterias.
 
Corrente contínua pulsante
Embora não altere seu sentido as correntes contínuas pulsantes passam periodicamente por variações, não sendo necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes intervalos de tempo.
A ilustração do gráfico acima é um exemplo de corrente contínua constante.
Esta forma de corrente é geralmente encontrada em circuitosretificadores de corrente alternada.
 
Corrente alternada
 
Dependendo da forma como é gerada a corrente, esta é invertida periodicamente, ou seja, ora é positiva e ora é negativa, fazendo com que os elétrons executem um movimento de vai-e-vem.
Este tipo de corrente é o que encontramos quando medimos a corrente encontrada na rede elétrica residencial, ou seja, a corrente medida nas tomada de nossa casa.
 
(7) Qual é a unidade de medida de corrente elétrica?
A unidade de medida de corrente é o AMPÈRE que tem como símbolo a Letra A.
(8) Qual a unidade de tensão?
V= tensão elétrica
(9) Qual a relação entre energia elétrica e potência elétrica?
	Normalmente o conceito e uso da palavra energia se referem à capacidade para executar trabalho ou realizar uma ação. Pode ter várias formas: potencial, mecânica, química, eletromagnética, elétrica, térmica, etc.
	O termo energia também pode designar as reações devido à uma determinada forma de trabalho, por exemplo, o calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz.
Estes que podem ser realizados por uma fonte inanimada (por exemplo, motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lâmpada, chuveiro, ventilador) ou por um organismo vivo como, por exemplo, os músculos, a energia biológica, etc.
​ Energia elétrica
	Energia elétrica ou eletricidade -  é como se designa os fenômenos em que estão envolvidas cargas elétricas. Todos os aparelhos elétricos necessitam de energia elétrica para funcionar. Quando recebem essa energia, eles a transformam em outra forma de energia. Assim, um ventilador transforma energia elétrica em energia mecânica e energia térmica; uma lâmpada de filamento transforma energia elétrica em luminosa e térmica; um chuveiro elétrico transforma energia elétrica em térmica, etc.
Potência elétrica
 
	Quanto maior for a quantidade de energia transformada numa dada unidade de tempo, maior será a potência do aparelho. Portanto, potência elétrica é uma grandeza que mede a rapidez com que a energia elétrica é transformada em outra (ou outras) forma de energia, numa dada unidade de tempo.
	Define-se potência elétrica (Po) como a razão entre a energia elétrica transformada ou transferida (W) e o intervalo de tempo (Δt) dessa transformação.
	Observe na expressão acima que, quanto maior for a potência de um aparelho, maior será a quantidade de energia por ele dissipada. Relação entre potência elétrica (Po), corrente elétrica (i) e diferença de potencial, tensão ou voltagem U.
(10) Qual a expressão matemática da potência elétrica?
Matematicamente a potência pode ser equacionada da forma:
P = W/t
Onde: P = potência
W = trabalho
t = unidade de tempo
(11) Especifique a potência de um resistor de 1800 Ohms, por onde passa a corrente contínua de 1,0 A.
(12) Qual a corrente em um gerador de 0,44 kW e tensão de 0,22 kV?
(13) Qual a potência, em watt, que um resistor 1 K Ohms dissipa quando a tensão sobre ele é de 100 V?
(14) Determine a resistência de um resistor que limita a corrente em 10 A, quando ligado a uma bateria de 20 V.
(15) Uma ligação monofásica de uma lâmpada, de que forma o condutor fase e o condutor neutro devem ser ligados ao interruptor e lâmpada?
Texto do relatório técnico
Ações realizadas na bancada do laboratório
Conectamos a tomada macho na rede elétrica do laboratório.
Utilizamos uma chave de teste para identificar qual dos dois fios que vinham da tomada era o neutro e qual era o fase, ou seja, qual deles tinha corrente e qual não, e em seguida desconectamos o plug para montarmos o circuito com segurança.
3- Após identificarmos qual deles tinha corrente elétrica, conectamos o mesmo em um conector de louça que estava conectado a um interruptor de sobrepor.
4- O fio neutro, conectamos diretamente ao conector do bocal de louça, onde havia uma lâmpada de 100 W, junto do fio que vinha do interruptor, porém em cada porta do conector que estava conectado ao bocal.
5- Conectamos novamente a tomada macho na rede elétrica do laboratório e acionamos o interruptor. Nesse momento a lâmpada acendeu.
6- Por termos conectado o fio fase a um interruptor, o bocal onde estava a lâmpada não conduzia energia elétrica quando interruptor estava desligado, mesmo com o circuito energizado.
Materiais utilizados:
- Tomada macho alumbra 10 Ampère 250 V.
- Interruptor de sobrepor pial 250 V.
- Bocal de louça E27.
- Conector de louça 12 AWG.
- Cabo 2,5 mm²
- Lâmpada Philips 100 W 127 V.
- Chave de teste de fase.