Aula2 - Revisao - Jeferson (1)

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Eletricidade e Circuitos Elétricos 
Professor: Jeferson Inácio Lopes 
 
• Energia é tudo aquilo capaz de produzir calor, 
trabalho mecânico, Luz, radiação, etc. 
 
• Energia Elétrica é um tipo especial de energia usada 
para transmitir e transformar a energia primária que 
aciona os geradores em outros tipos de energia que 
utilizamos em nossas residências. 
 
 
Composição da Matéria 
 
• Todos os corpos são compostos de moléculas, e estas de 
átomos que são as menores porções da matéria. 
 
• Cada átomo compõe-se de um núcleo no qual existem 
prótons com cargas positivas e nêutrons sem carga. Em 
torno do núcleo gravitam os elétrons que são elementos 
com cargas negativas. 
 
 
• Quando um elétron é retirado de um átomo,dizemos 
que esse átomo ficou positivo, porque há mais 
elementos positivos no núcleo do que no elétron em 
órbita. 
 
 
Fonte: Creder, Hélio , 2012, p. 1 
• Corpos Bons Condutores de Eletricidade: 
 São aqueles que os elétrons podem ser deslocados 
com facilidade mediante um simples contato com 
outros carregados, ou seja, com excesso de cargas ou 
sob ação de um campo magnético variável. Ex. 
Platina, prata, cobre e o alumínio. 
 
• Corpos Maus Condutores de Eletricidade: 
 São aqueles em que os elétrons são tão solidários aos 
núcleos que somente com grande dificuldade podem 
ser retirados. “Isolantes” Ex. Porcelana, vidro, 
madeira. 
• Condutores e Isolantes 
 
• Condutores e Isolantes 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Condutores e Isolantes 
 
• Semicondutores 
 
 
• Os semicondutores constituem um determinado 
grupo de elementos químicos, cujas características 
elétricas são intermediárias entre as dos condutores e 
as dos isolantes. 
 
• Os materiais semicondutores possuem quatro 
elétrons em sua camada mais externa (camada de 
valência). 
 Tendo em vista que seria irrelevante falar a respeito da 
tensão estabelecida pela separação de um único 
elétron, um pacote de elétrons, chamado coulomb (C), 
de carga foi definido como a seguir: 
 
 Um coulomb de carga é a carga total associada a 
6,242 × 1018 elétrons. 
 
 Se um total de 1 joule (J) de energia é usado para 
mover a carga negativa de 1 coulomb (C), há uma 
diferença de 1 volt (V) entre os dois pontos. 
 
 
• Tensão ou Diferença de Potencial: 
 
• Tensão ou Diferença de Potencial: 
 
 Tendo em vista que a energia potencial associada a 
 um corpo é definida por sua posição, o termo 
 potencial é frequentemente aplicado na definição 
 de níveis de tensão. 
 
 Por exemplo, a diferença em potencial é de 4 V entre 
os dois pontos, ou a diferença potencial entre um 
ponto e o chão é de 12 V, e assim por diante. 
 
• Corrente: 
 
 A tensão aplicada é o mecanismo de partida; a corrente 
é uma reação à tensão aplicada. 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Corrente Elétrica: 
 É o deslocamento de cargas dentro de um condutor 
quando existe uma diferença de potencial entre suas 
extremidades. O elétron que se deslocou é 
completado pelo elétron de outro átomo a fim de 
equilibrar. O gerador é uma máquina que funciona 
como se fosse uma bomba. 
 
Fonte: Creder, Hélio , 2012, p. 2 
• Corrente Elétrica: 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Corrente Elétrica: 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• A unidade de medida de corrente é o Ampère e de 
medida de Tensão ó o Volt. 
 
• Em resumo, a tensão aplicada (ou diferença potencial) 
em um sistema elétrico/eletrônico é a “pressão” para 
colocar o sistema em movimento, e a corrente é a 
reação a essa pressão. 
 
• Corrente Elétrica: 
 
Resistência: 
 
• Essa oposição, devido fundamentalmente a colisões e 
fricção entre os elétrons livres e outros elétrons, íons e 
átomos no curso do movimento, converte a energia 
elétrica fornecida em calor, que aumenta a 
temperatura do componente elétrico e do meio 
circundante. 
 
• O calor que você sente vindo de um aquecedor 
elétrico é simplesmente o resultado da corrente que 
passa por um material de alta resistência. 
Resistência: 
 
• A resistência de qualquer material é devida 
fundamentalmente a quatro fatores: 
 
 Material 
 
 Comprimento 
 
 Área do corte transversal 
 
 Temperatura do material 
• Resistência 
 
• A estrutura atômica determina qual a facilidade de um 
elétron livre passar por um material. 
 
• Quanto maior o comprimento do caminho que o elétron 
livre tem de percorrer, maior o fator de resistência. 
 
• Elétrons livres passam mais facilmente através de 
condutores com áreas de corte transversal maiores. 
 
 Além disso, quanto mais alta a temperatura dos 
materiais condutivos, maiores a vibração interna e o 
movimento dos componentes que formam a 
estrutura atômica do fio, e mais difícil os elétrons 
livres encontrarem um caminho pelo material. 
• Resistência Elétrica: 
 
• Os três primeiros elementos estão relacionados pela 
seguinte equação básica para resistência: 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Voltímetro 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Amperímetro 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
Ohmímetro Analógico 
 
Ohmímetro Digital 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Multímetro Analógico 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Multímetro Digital 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
Lei de OHM 
V = R I 
 
 (Volts - V) 
I = V / R 
 
(ampères - A) 
R = V / I 
 
 (ohms - Ω) 
Lei de OHM 
Gráfico da Lei de OHM 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
Gráfico Lei de OHM 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
Gráfico Lei de OHM 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
Gráfico Lei de OHM 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Exemplo da aplicação da Lei de OHM. 
 
 1) Qual a tensão de um gerador que através de uma 
resistência de 100 ohms, estabelece uma corrente de 10 
ampere. 
 
 2) Qual a corrente que circula através de um condutor 
de 10 ohms de resistência, quando em sua extremidade 
existe um gerador de 110 volts. 
 
 3) Qual a resistência oposta ao deslocamento de uma 
corrente de 5 amperes, quando existe uma tensão de 
220 volts fornecida por um gerador. 
 
 
• Exemplo da aplicação da Lei de OHM. 
 
 4) Calcule a resistência do filamento de uma lâmpada de 
60W, se uma corrente de 500mA for estabelecida em 
função de uma tensão aplicada de 120 V. 
 
 5) Calcule a corrente através do resistor de 2 KΩ, caso a 
queda de tensão entre seus terminais seja de 16 V. 
 
 
Potência 
 
• Em geral, o termo potênciaé aplicado para fornecer 
uma indicação da quantidade de trabalho (conversão 
de energia) que pode ser realizado em um 
determinado período de tempo; isto é, a potência é a 
velocidade com que um trabalho é executado. 
Potência 
• Como a energia convertida é medida em joules (J) e o 
tempo em segundos (s), a potência é medida em 
joules/segundo (J/s). 
 
• A unidade elétrica de medida de potência é o watt 
(W), definida por: 
• Potência e Energia Elétrica. 
 
 
 Em eletricidade, a potência é o produto da tensão pela 
corrente e tem como unidade o watt (W) 
 
 
P = V I P = R I² 
Energia 
• Para que uma potência, que determina a velocidade 
com que um trabalho é realizado, produza uma 
conversão de uma forma de energia em outra, é 
preciso que ela seja usada por um certo período. 
 
• A energia (W) consumida ou fornecida por um 
sistema é, portanto, determinada por: 
Energia 
Energia 
• Observe que certa quantidade de energia em 
kilowatts-horas é expressa pelo número que exprime 
essa mesma quantidade de energia em watts-horas 
dividido por 1.000. 
 
 
• Para que você tenha uma ideia da quantidade de 
energia que essa unidade representa, saiba que 1 
kWh é a quantidade de energia dissipada por uma 
lâmpada de 100 W ligada durante 10 horas. 
 
 
• O medidor de kilowatts-horas é um instrumento 
destinado a medir a energia elétrica fornecida a 
consumidores residenciais e comerciais. 
Medidor de Kilowatts-hora 
Analógico e Digital 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
Energia 
Eficiência 
• A figura a seguir ilustra o fluxo de energia em um 
sistema no qual a energia muda de forma. 
 
• Observe em particular que a quantidade de energia 
na saída é sempre menor do que a que entrou no 
sistema devido às perdas e, às vezes, ao 
armazenamento de energia no interior do sistema. 
 
• A melhor situação que se pode esperar é que os 
valores absolutos de Wo e Wi sejam relativamente 
próximos um do outro. 
Eficiência 
• De acordo com a conservação da energia: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Boylestad, Roberto , 12º Ed. 
• Potência e Energia Elétrica. 
 
 4) Qual a potência em W necessária para fazer girar um 
motor elétrico cuja tensão é de 220 V e a corrente 
necessária de 20 A. E a potência em CV e HP? 
 
 5) Se no exemplo acima o motor ficar ligado durante 2 
horas, qual será a energia consumida? 
 
 
• Potência e Energia Elétrica. 
 
 Quando falamos na potência dos motores em HP, CV ou 
kW referimos a potência no eixo, ou seja a potência que o 
motor pode fornecer. Para saber qual a potência elétrica 
para o motor funcionar precisamos dividir a potência pelo 
rendimento. 
 
 6) Qual a potência elétrica de alimentação de um motor 
de 5 HP com rendimento de 90% em kW.