ELETRICIDADE Básica-curso

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Curso Gratuito Eletricidade 
Carga horária: 30hs 
 
 
 
 
 
 
 
Conteúdo: 
 
Introdução 
Tensão Elétrica 
Corrente Elétrica 
Corrente Alternada 
Aterramento 
Motores Elétricos 
Motor com freios 
Sensores 
Pirômetro 
Manutenção 
Componentes Elétricos 
Bibliografia/Links Recomendados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução 
 
O operário desperta com o toque do rádio-relógio. Levanta, 
acende a luz. Toma um banho quente. Prepara seu lanche com 
auxílio da torradeira elétrica. 
Alguma coisa ajuda a vida do operário desde que ele acorda. É a 
eletricidade. 
Você já imaginou o mundo sem eletricidade? Não existiria 
nenhum dos equipamentos de que o operário precisou. Nem o 
rádio, nem a televisão. 
Tampouco existiria as máquinas comandadas por computadores 
e robôs. 
Certamente, sem a eletricidade a automação não teria alcançado 
o estágio de desenvolvimento que possui hoje. 
A energia está sempre associada a um trabalho, por isso dizemos 
que energia é a capacidade de realizar trabalho. 
A energia elétrica manifesta-se por seus efeitos magnéticos, 
térmicos , luminosos, químicos e fisiológicos, tais como: 
O aquecimento de uma resistência para esquentar a água do 
chuveiro (efeito térmico) 
A luz de uma lâmpada (efeito luminoso) 
A eletrólise da água (efeito químico) 
A contração muscular de um organismo vivo ao levar um choque 
elétrico. (efeito fisiológico) 
 
A rotação de um motor (efeito magnético) 
A energia não pode ser criada, nem destruída, portanto nunca 
desaparece, apenas se transformando, passando de um forma 
para outra. 
Na composição da matéria, temos as moléculas, que por sua vez 
são formadas por átomos, que são a menor partícula em que se 
pode dividir um elemento e que é formado por uma parte central 
chamada núcleo e uma parte periférica formada pelos elétrons. 
O núcleo é constituído por dois tipos de partículas: os prótons, 
com carga positiva, e os nêutrons, que são eletricamente neutros, 
enquanto os elétrons possuem carga negativa, e como os 
planetas eles giram ao redor do núcleo. 
 
Tensão Elétrica 
 
Tensão elétrica – (volts = V) 
Para que haja movimento de elétrons em um circuito é necessário 
que alguma força ou pressão apareça para fazer com que esses 
elétrons se movimentem. A esta pressão damos o nome de 
diferença de potencial (d.d.p.), voltagem, tensão ou 
forçaeletromotriz (f.e.m.), que nos é dada em volts. 
Analogamente podemos considerar que a tensão elétrica pode ser 
comparada com a pressão de um sistema hidráulico e, portanto, a 
“isolação” de um condutor é comparativamente à espessura de um 
duto hidráulico, dimensionado para suportar a pressão. 
A tensão elétrica pode ser isolada por diversos métodos: através de 
materiais isolantes aplicados diretamente nos condutores; através 
de distanciamentos, afastamentos entre os condutores sendo que, 
neste caso, o isolante é o ar. 
Quanto maior for a tensão elétrica, maior deve ser a isolação do 
condutor para que não ocorra falha. Analogamente ao circuito 
hidráulico, onde quanto maior a pressão da água maior deve ser a 
espessura deste duto. 
 
Conceito: 
Tensão elétrica: diferença de potencial elétrico entre dois pontos, 
capaz de gerar movimento ordenado de elétrons entre um ponto e 
outro. 
Abaixo instrumento de medida da tensão elétrica (voltímetro) que é 
dado em volts: 
 
Acima um aparelho de medição de tensão analógico, abaixo a 
forma em que é inserido no circuito, paralelo a medição. 
Corrente Elétrica 
 
Corrente elétrica –( Ampère – A) 
Esta unidade define a intensidade elétrica de cargas (elétrons) que 
fluem através dos condutores elétricos. A corrente elétrica pode ser 
comparada a quantidade de água que passa dentro de um cano. 
Quanto maior a quantidade de água maior terá de ser a seção do 
cano para que permita a passagem de água sem danos. 
Assim se comporta a corrente elétrica, também chamada de 
amperagem. A seção dos condutores elétricos (cabos e fios) deve 
ser devidamente compatível para permitir a passagem de corrente 
sem provocar aquecimento. 
Quanto maior for a intensidade da corrente maior deverá ser a 
seção do condutor. 
No caso da água, a unidade de medida em relação ao tempo é litros 
por segundos, ou seja, a quantidade de litros que estiver passando 
num determinado ponto do encanamento durante um segundo. 
Toda vez que passar uma corrente de elétrons em um circuito 
elétrico ela poderá também ser medida. 
Quando num ponto qualquer de um circuito elétrico passar 6,28 
milhões de elétrons diz-se que passou umCoulomb, medida essa 
utilizada para medir cargas elétricas. 
Porém, se passar num ponto do mesmo circuito um Coulomb de 
elétrons no tempo de um segundo a corrente será de um ampère. 
1 A = 1 Coulomb/ segundo 
 
Corrente Alternada 
 
É o movimento ordenado de cargas elétricas, porém com sentido 
que muda de um instante para o outro. 
A quantidade de vezes em que este sentido de uma corrente 
elétrica muda dentro de um determinado tempo denominado de 
frequência. 
As usinas geradoras de energia elétrica produzem tensão e 
corrente elétrica alternada. 
É este tipo de tensão que encontramos nas tomadas de nossas 
residências e fábricas. 
Abaixo símbolo de um gerador de tensão alternada: 
 
Abaixo a forma da tensão alternada em forma de gráfico: 
 
Frequência é igual ao número de oscilação (período) em um 
segundo. A unidade de medida da frequência é o Hertz. 
No Brasil a frequência é 60 Hertz. Ou seja, em um segundo a 
tensão elétrica muda de polarização 119 vezes. 
 
Aterramento 
 
Toda máquina e dispositivos metálicos com acionamento e 
automatização elétrica tem que ser aterrado conforme a norma da 
ABNT ( Associação Brasileira de Normas Técnicas). 
Sua finalidade é proteger as pessoas que estiverem em contato 
físico com a máquina ou equipamento. 
O aterramento é feito com hastes de cobre fincadas no solo, que de 
acordo com as necessidades e condições do solo podem ser em 
malha fechada ou aberta, sua resistência é medida com aparelho 
próprio para esta finalidade chamado de terrômetro. 
Considerando que um equipamento está com fuga de corrente 
elétrica através de seu corpo metálico, exemplificaremos um 
equipamento com aterramento e um sem, o caminho que a fuga 
encontrará até a terra: 
 
Motores Elétricos 
Definição: 
Dispositivo eletromecânico, que aproveitando o efeito magnético da 
corrente elétrica é usado para transmitir movimentos circulares em 
seu rotor. 
Para diminuir a perda por atrito durante a transmissão de 
movimentos circulares em seu rotor, este é apoiado sobre dois 
rolamentos. 
 
Motor com freios 
 
Motofreios 
Em alguns tipos de equipamentos acionados por motores, no 
momento em que manualmente ou automaticamente ele é 
desenergizado, há a necessidade em que ele para 
instantaneamente. 
Neste caso o recurso usado é o sistema de frenagem de motor por 
uma ação externa, seja ela com a aplicação de uma corrente 
continua no campo magnético do estator do motor ou por ação 
mecânica ou eletromecânica. 
Em nosso exemplo abaixo veremos o tipo eletromecânico: 
 
 
Sensores 
Sensores Indutivos 
 
Sensores de proximidade indutivos são equipamentos eletrônicos 
capazes de detectar a aproximação de peças, componentes, 
elementos de máquinas, etc. 
O princípio de funcionamento baseia-se na geração de um campo 
eletromagnético de alta frequência, que é desenvolvido por uma 
bobina ressonanteinstalada na face sensora. 
A bobina faz parte de um circuito oscilador, que em condições 
normal (desacionada), gera um sinal senoidal. 
Quando um metal aproxima-se do campo, este por correntes de 
superfície, absorve a energia do campo, diminuindo a amplitude do 
sinal gerado no oscilador. 
 
A variação de amplitude deste sinal é convertida em uma variação 
contínua, que comparada com um valor padrão, passa a atuar no 
estágio de saída. 
A face sensora: é a superfície onde emerge o campo magnético. 
Distância sensora: é à distância em que se aproximando o 
acionador da face sensora, o sensor muda o estado de saída. 
 
Sensores fotoelétricos 
Os sensores fotoelétricos, também conhecidos por sensores ópticos 
manipulam a luz de forma a detectar a presença do acionador, que 
na maioria das aplicações é o próprio produto. 
Princípio de funcionamento: 
Baseiam-se na transmissão e recepção de luz infravermelho 
(invisível ao ser humano), que pode ser refletida ou interrompida por 
um objeto a ser detectado. 
Os fotoelétricos são compostos por dois circuitos básicos: um 
responsável pela emissão do feixe de luz, denominado transmissor, 
e outro responsável pela recepção do feixe de luz, denominado 
receptor. 
O transmissor envia o feixe de luz através de um fotodiodo, que 
emite flashes, com alta potência e curta duração, para evitar que o 
receptor confunda a luz emitida pelo transmissor com a iluminação 
ambiente. 
O receptor é composto por um fototransistor sensível a luz, que em 
conjunto com um filtro sintonizado na mesma frequência de 
pulsação dos flashes do transmissor, faz com que o receptor 
compreenda somente a luz vinda do transmissor. 
Sistema com barreira 
O transmissor e o receptor estão em unidades distintas e devem ser 
dispostos um em frente do outro, de modo que o receptor possa 
constantemente receber luz do transmissor. O acionamento da 
saída ocorrerá quando o objeto a ser detectado interromper o feixe 
de luz. 
 
Sistema por difusão 
Neste sistema o transmissor e o receptor são montados na mesma 
unidade. Sendo que o acionamento da saída ocorre quando o 
objeto a ser detectado entra na região de sensibilidade e reflete 
para o receptor o feixe de luz emitido pelo transmissor. 
 
 
 
 
Sistema reflexivo 
Este sistema apresenta o transmissor e o receptor em uma única 
unidade. O feixe de luz chega ao receptor somente após ser 
refletido por um espelho prismático, e o acionamento da saída 
ocorrerá quando o objeto a ser detectado interromper este feixe. 
 
Espelho prismático 
O espelho prismático permite que o feixe de luz refletido para o 
receptor seja paralelo ao feixe transmitido pelo transmissor, devido 
às superfícies inclinadas a 45º, o que não acontece quando a luz é 
refletida diretamente por um objeto, onde a luz se espalha em 
vários ângulos. 
À distância sensora para os modelos reflexivos é em função do 
tamanho ( área de reflexão) e, o tipo de espelho prismático 
utilizado. 
 
 
Detecção de transparente 
A detecção de objetos transparente, tais como: garrafas de vidros, 
vidros planos, etc; podem ser detectados com angulação do feixe 
em relação ao objeto, ou através de potenciômetros de ajuste de 
sensibilidade, mas sempre se aconselha um teste prático. 
A detecção de garrafas plásticas tipo PET, requerem sensores 
especiais para esta finalidade. 
Detecção de objetos brilhantes 
Quando o sistema reflexivo for utilizado na detecção de objetos 
brilhantes ou com superfície polidas, tais como: engradados 
plásticos para vasilhame, etiquetas brilhantes, etc, cuidados 
especiais devem ser tomados, pois o objeto neste caso pode refletir 
o feixe de luz. 
Atuando assim, como se fosse o espelho prismático, ocasionando a 
não interrupção do feixe, confundindo o receptor que não aciona a 
saída, acasionando uma falha de detecção. 
A fim de evitar que isto ocorra, aconselha-se utilizar um dos 
métodos. 
1-Montagem angular em relação ao produto. 
 
 
2-Filtro polarizado, que serve para direcionar mecanicamente o 
feixe de luz. 
 
 
 
Pirômetro 
 
Controle de Temperatura 
Dentro de um processo de produção às vezes temos a necessidade 
de controlar a temperatura, e neste caso temos que usar um 
dispositivo que consiga manter a temperatura na qual o nosso 
produto precisa. 
Abaixo temos o tipo mais comum de pirômetro: 
 
Tais dispositivos que controlam a temperatura tem o nome de 
Pirômetro e trabalham em conjunto com sensores chamados 
termoelemento que fazem a leitura da temperatura, normalmente 
utilizamos o termopar ou termoresistência do tipo Pt-100. 
E através da leitura do termoelemento, e a programação feita no 
pirômetro podemos acionar tanto o comando para ligar a 
resistência, como também, através do programa podemos acionar o 
resfriamento através de ventiladores ou ventoinhas. 
 
Termopar 
O termopar, ao ser aquecido acelera a movimentação dos elétrons 
livres e faz com que eles passem de um material para outro, 
causando uma diferença de potencial. 
Esta ddp é que será lida pelo pirômetro e convertida em 
temperatura que poderemos ler em seu display. 
O termopar ao ser aquecido faz com que o elétron circule, 
causando uma ddp da ordem de milivolts, e estes milivolts é 
identificado na entrada do pirômetro e é convertido em um sinal 
digital que é identificado no display com números que 
reconhecemos como valores de temperatura. 
Abaixo exemplo de aplicação do Pirômetro: 
 
 
Manutenção 
 
MANUTENÇÃO CORRETIVA 
É o serviço de manutenção realizado após a falha. Equivale a uma 
atitude de defesa enquanto se espera uma próxima falha acidental. 
É a chamada “manutenção catastrófica”, ou seja, é norteada pela 
idéia: “nada se faz enquanto não houver fumaça (defeito ou falha)”. 
Este é o método tradicional de se fazer manutenção e sempre gera 
custos crescentes, além de paradas imprevistas. 
MANUTENÇÃO PREVENTIVA 
Define-se como sendo um conjunto de procedimentos que visam 
manter a máquina em funcionamento, executando rotinas que 
previnam (evitem) paradas repentinas. 
É um método onde as intervenções tem previsão, preparação e 
controle. Ou seja, as intervenções são planejadas. 
Exemplo: um determinado equipamento tem algumas peças que 
costumam apresentar defeitos a partir de 3000 horas de uso, assim 
a preventiva pode programar a sua troca antes de atingir este 
número de horas. 
MANUTENÇÃO PREDITIVA 
A manutenção preditiva é um aperfeiçoamento da manutenção 
preventiva, baseado no real conhecimento das condições da 
máquina, equipamento ou componente. A manutenção preditiva 
nasceu da constatação de que, muitos componentes ainda em bom 
estado eram trocados nas intervenções preventivas, devido a isso 
buscou-se modos de identificar o momento da falha com maior 
precisão para que se pudesse intervir um pouco antes da 
ocorrência. 
 
CAUSAS DE FALHAS ELÉTRICAS MAIS COMUNS 
• Mau contato nos conectores 
• Condutores interrompidos 
• Chave fim-de-curso solta ou inoperante 
• Sensor desregulado 
• Conector do sensor solto 
• Motor travado 
• Relê do motor desarmado 
• Eletroválvula com defeito 
• Contator de potência desarmado 
• Fusível aberto 
• Disjuntor desarmado 
 
Componentes Elétricos 
 
Fusível 
O fusível é um elemento de proteção que abre o circuito toda vez 
que a corrente elétrica, que passa pôr ele, ultrapassa a corrente 
nominal do fusível, isso devido ao fio que esta dentro dele que se 
funde e rompe-se impedindo então, a passagem da corrente 
elétrica. 
O fusível é utilizado para proteção contra curtos-circuitos, não 
sendo uma proteção ideal à sobrecargas.Fusível DIAZED 
O fusível DIAZED é constituído de um corpo de porcelana em cujos 
os extremos metálicos se fixa um fio de cobre puro ou recoberto 
com uma camada de zinco, imerso em areia especial de granulação 
adequada, que funciona como meio extintor do arco voltaico. 
 
 
Fusível NH 
O conjunto para fusíveis do tipo NH é constituído de Base e Fusível. 
A base é construída de material termoplástico, possuindo meios de 
fixação para quadros ou placas. Possuem contatos em forma de 
garras prateadas, que garantem o contato elétrico. 
O fusível possui um corpo de porcelana onde se aloja o elemento 
fusível e o elo indicador de queima imersos em areia e nas 
extremidades contatos do tipo faca prateados. 
 
DISJUNTOR 
Denominam-se disjuntores os dispositivos de manobra e proteção, 
capazes de estabelecer, conduzir e interromper correntes em 
condições normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir 
por tempo especificado e interromper correntes em condições 
anormais especificadas do circuito, tais como as de curto-circuito 
e/ou sobrecarga. 
 
Dispositivos de manobra e proteção contra sobrecarga. 
Relês térmicos 
Os relês térmicos, assim como os fusíveis, são elementos de 
proteção, porém com funções diferenciadas. Enquanto o fusível é 
utilizado principalmente na proteção contra curto-circuito, o relê 
térmico é utilizado em casos de sobrecarga. 
O relê térmico funciona com o princípio de bimetais (normalmente 
ferro e níquel), assim, se houver uma elevação de corrente por um 
determinado tempo, devido a uma sobrecarga, haverá um 
aquecimento do bimetálico e o relê térmico comuta desligando o 
circuito. 
 
Botões no comando elétrico 
Os botões podem ainda fazer a sinalização do comando, ou seja, 
em seu interior possui uma lâmpada que indica que o botão foi 
acionado. 
 
 
 
 
Sinalização 
Para que um operador saiba o que está acontecendo com o 
equipamento que ele está operando, é necessário que possa 
visualizar, rápida e facilmente, mensagens que indiquem que a 
operação está se realizando dentro dos padrões esperados. 
É a forma visual ou sonora de chamar a atenção do operador para 
uma situação determinada em um circuito, máquina ou conjunto de 
máquinas. 
Ela é realizada por meio de campainhas ou sirenes ou por 
sinalizadores luminosos com cores determinadas por normas. 
 
CONTATORES 
 
São dispositivos de manobra eletromecânica, construídos para um 
elevado número de manobras. 
De acordo com a potência (carga), o contator é um dispositivo de 
comando do motor e pode ser usado individualmente, acoplado a 
relês de sobrecarga (relê térmico), na proteção de sobrecorrente. 
Certos tipos de contatores têm a capacidade de estabelecer e 
interromper correntes de curto-circuito. 
 
Chaves fim–de-curso 
Tem como finalidade limitar uma ação dentro de um comando 
elétrico, ou comandar uma nova operação dentro comando elétrico. 
Normalmente a chave FDC tem dois jogos de contatos, um NF e um 
NA. 
Obs.:- existem chaves FDC com mais de dois jogos de contatos. 
Abaixo temos uma figura com a demonstração dos contatos: 
 
 
 
CHAVES SECCIONADORAS 
São dispositivos de manobra que servem para abrir ou fechar um 
circuito geral do painel de comando. 
Temos chaves seccionadoras simples, em que somente servem 
para fechar ou abrir um circuito manualmente, veja abaixo: 
Os modelos acima são para manobra de equipamento de porte 
pequeno. 
 
 
Bibliografia/Links Recomendados 
- http://fisica.cdcc.sc.usp.br/olimpiadas/01/artigo3/conceitos.html 
- http://www.arandanet.com.br/midiaonline/eletricidade_moderna/ 
- http://www.eletricidade.net/ 
 
Livros indicados: 
Eletricidade Básica 
 Autor: Gussow, Milton 
 Editora: Artmed 
Laboratório de Eletricidade e Eletrônica 
 Autor: Capuano, Francisco Gabriel 
 Editora: Érica 
Eletricidade Básica Volumes 1 ao 5 
 Autor: Valkenburgh, Van 
 Editora: Ao Livro Técnico (Imperial) 
Fundamentos de Eletricidade 
 Autor: Silva Filho, Matheus Teodoro da 
 Editora: LTC 
Eletrônica - Eletricidade - Corrente Contínua 
 Autor: Aiub, Jose Eduardo; Filoni, Enio 
 Editora: Erica 
Eletricidade para a Engenharia 
 Autor: Guerrini, Delio Pereira 
 Editora: Manole 
Eletricidade e Eletrônica Básica 
 Autor: Lima Junior, Almir Wirth 
 Editora: Alta Books 
Derivativos de Eletricidade & Gerenciamento de Risco 
 Autor: Mayo, Roberto 
 Editora: Synergia Editora 
Eletricidade Aplicada em Corrente Contínua - Teoria e 
Exercícios 
 Autor: Cruz, Eduardo 
 Editora: Erica 
Eletricidade Geral Eletrotécnica 
 Autor: M.G.Say 
 Editora: Hemus 
Curso Completo de Eletricidade Básica 
 Autor: Navy, U.S. 
 Editora: Hemus 
Eletricidade Industrial 
 Autor: Martino, G. 
 Editora: Hemus 
A História da Eletricidade - Os Homens que Desenvolveram a 
Eletricidade 
 Autor: Martins, Jader Benuzzi 
 Editora: Ciência Moderna 
Eletricidade Básica - Módulo 1 - Curso Técnico Eletrotécnica 
 Autor: Wolski, Belmiro 
 Editora: Base Editora 
Força e Luz - Eletricidade e Modernização 
 Autor: Magalhaes, Gildo 
 Editora: UNESP