1 Introdução e fundamentos Parte 2

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Fundamentos de Eletricidade 
PRODUÇÃO E UTILIZAÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA 
Precisão e Exatidão 
Atenção para não confundir as duas definições, muitas vezes parecem parecidas mas possuem significados 
diferentes ! 
 
Precisão : Associado ao erro, desvio ou tolerância de uma medição. Toda medida está associada à uma 
precisão. Está associado ao processo de calibração ou manutenção. 
 
Exatidão: Conforme o verdadeiro ou com um padrão. Está associado ao processo de Aferição. 
Exemplo: Qual escolher ? 
Precisão 
Exatidão 
+ preciso - preciso 
- exato + exato 
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Diagramas Unifilares e Trifilares em Eletricidade 
 
Diagrama UNIFILAR 
Em cc – É o próprio diagrama do circuito. 
Em ca – É o diagrama simplificado do circuito trifásico, considerado equilibrado, normalmente 
 representado por uma das fases. 
Diagrama TRIFILAR 
Em ca – É o diagrama do circuito trifásico com os circuitos elétricos das três fases. 
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Simbologia e Normas 
Símbolos de Eletricidade: 
Resistores, capacitores, indutores, fontes ou geradores de CC e CA, transformadores, 
motores de CC ou CA, aterramento, ponto de conexão, chaves, disjuntores, identificação 
de circuitos, relés, etc. 
Exemplos: 
 
 
 
 
 
 
 
Normas: 
Brasileiras – ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
Outras normas internacionais: NEMA, MIL, ANSI, IEC 
 Resistor Capacitor Lãmpada Capacitor eletrolítico Motor 
 Transformador Amplificador Porta Lógica Relé 
 Diodo bateria (fonte CC) Aterramento e ponto de conexão 
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Tensão e corrente alternadas e Fasores 
 
• Forma de onda e grandezas 
 
• Tensão eficaz ou RMS 
 
• Fasores, notações polar e retangular 
 
• Circuitos Resistivos, Capacitivos e Indutivos 
 
• Impedância 
 
• Potência, fator de potência e correção de fator de potência. 
 
 
Gerador elementar 
• A figura mostra um gerador 
monofásico elementar, isto é, 
um gerador de ca que produz 
apenas uma tensão (há 
geradores trifásicos, que 
produzem três tensões). 
• É constituído por um núcleo 
ferromagnético N-S (fechado) 
com duas extremidades polares 
envolvidas por um enrolamento 
com terminais F (Fase) e N 
(Neutro). 
• A esta parte do gerador dá-se o 
nome de estator (parte fixa). 
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• No centro do gerador de ca, apoiado num eixo, existe outro 
núcleo com um enrolamento, alimentado por corrente 
contínua de forma a criar dois pólos magnéticos fixos N e S. 
• A esta parte do gerador dá-se o nome de rotor (parte que 
gira). 
• Na figura, o rotor está representado, simbolicamente, por um 
ímã (N-S). 
• Para que o gerador possa produzir energia elétrica, é 
necessário que lhe seja fornecida energia mecânica. 
• Essa energia é fornecida por um máquina ou turbina ligada 
ao eixo do gerador. Assim, quando os eixos começam a 
rodar, ímã do rotor vai ocupar sucessivamente diferentes 
posições, das quais quatro estão representadas na figura a 
seguir. 
 
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Gerador elementar 
• Observe a posição 1) do imã. 
• O fluxo magnético produzido pelo imã 
vai atravessar as bobinas do estator. 
Visto que o ímã gira, então o fluxo 
que atravessa a bobina vai variando no 
tempo. 
• Deste modo, quando o imã está na 
posição 1), o fluxo através das bobinas 
é máximo, pois os pólos encontram-se 
em frente destas. 
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Gerador elementar 
• Quando o imã está na posição 2), o fluxo 
através das bobinas é praticamente nulo, dada a 
sua posição horizontal. 
• Quando o imã está na posição 3), o fluxo 
através das bobinas volta a ser máximo, mas 
negativo (o pólo N foi substituído pelo pólo S). 
• Quando o imã está na posição 4), o fluxo volta 
a ser nulo e, em seguida, volta novamente à 
posição 1). 
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Gerador elementar 
• Pelas leis de Faraday e de Lenz! 
• A variação do fluxo magnético através de uma bobina gera nesta uma 
f.e.m. induzida, que é dada por: 
 
  Demonstra-se, matematicamente, que ambas 
as curvas são senoidais e que estão 
relacionadas da forma que se apresenta no 
gráfico, isto é: 
 quando o fluxo é máximo, a f.e.m. é nula; 
 quando o fluxo é nulo, a f.e.m. é máxima 
(positiva ou negativa). 
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Gerador elementar 
• Período - T: é o intervalo de tempo ao fim do qual a grandeza 
repete os mesmos valores. 
• Ciclo ou Onda: é o conjunto de pontos/valores assumidos pela 
grandeza ao longo de um período T 
• Amplitude: é o valor máximo que a grandeza (tensão ou 
corrente) assume em todo o período. 
• Frequência - é o número de ciclos efectuados pela grandeza por 
segundo, medida em ciclos p/ segundo ou Hertz. 
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Gerador elementar 
• Define-se frequência f de uma grandeza periódica como o número de 
ciclos efetuados pela grandeza na unidade de tempo. Deste modo, 
existe a seguinte relação entre a frequência e o período: 
 
f — frequência (hertz — Hz) 
T — período (segundos — s) 
 
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Gerador elementar 
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Valor eficaz, valor médio e valor máximo 
• Valor instantâneo - valor que a grandeza (tensão, corrente) alternada assume 
em cada instante, (i1, i2, Imáx, etc.). 
• Valor de pico a pico - valor que mede a diferença entre o valor máximo e o 
valor mínimo, logo 
IPP = 2 . Imáx ou VPP = 2 . Vmáx 
• Valor médio – nulo. 
• Valor eficaz - é o valor que deverá ter uma corrente contínua para libertar a 
mesma quantidade de calor que a corrente alternada, no mesmo receptor, 
durante o mesmo intervalo de tempo. 
 V eficaz ou rms = Vmáx / √2 
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Representação fasorial de uma senóide 
• Uma senóide é a representação gráfica cartesiana da função seno. 
• Uma senóide está associada a um vetor girante (fasor) que roda com a 
velocidade correspondente à sua frequência. 
 
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As duas curvas representadas na figura, tensão u e corrente i, são 
representadas matematicamente pelas expressões: 
 
 
Onde =2ft é a velocidade angular do vector girante, em radianos 
por segundo (rad.s-1). 
 
 
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Representação fasorial de uma senóide 
• O ângulo  tem o nome de ângulo de fase ou simplesmente fase e representa 
o ângulo feito pelo fasor Ī em relação à origem dos ângulos — fasor horizontal 
Ū. 
• No exemplo representado na figura, o ângulo de fase vale  = +  / 2, pelo que 
a expressão da corrente representada será: 
 
 
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Representação fasorial de uma senóide 
• Diz-se que duas grandezas alternadas (duas tensões, duas correntes ou umacorrente e uma tensão), com a mesma frequência, se encontram em fase quando 
passam simultaneamente pelos zeros e pelos máximos (positivos e negativos) 
respectivos. 
• Na figura, representamos a forma de onda no tempo e o diagrama fasorial de 
uma tensão e uma corrente em fase. 
 
Diagrama fasorial 
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Representação fasorial - Defasagem