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4/17/2018 1 TUTORIA ONLINE Tensão Elétrica 2 GRANDEZAS ELÉTRICAS V I P R 4/17/2018 2 Nos fios, existem partículas invisíveis chamadas de elétrons, que estão em constante movimento de forma desordenada. Para que esses elétrons possam se movimentar de forma ordenada é necessário uma FORÇA que os empurrem, chamada de TENSÃO ELÉTRICA Símbolo: V, U ou E Unidade: Volt (V) Diferença de Potencial (ddp) Tensão Elétrica → V (volt) É a força que impulsiona os elétrons pelo condutor. Quando uma carga for diferente da outra, haverá uma Diferença de Potencial (DDP) entre elas. DDP Volt (V) 4/17/2018 3 Instrumento de medição de tensão elétrica Instrumento que mede a diferença de potencial entre dois pontos. Display Conectores Ponteiras Ponta de Prova Chave Seletora Bornes de Conexão MULTÍMETRO DIGITAL VOLTÍMETRO ANALÓGICO Nunca se deve mudar de escala quando conectado a um circuito ligado, pois poderá queima-lo. Voltímetro O multímetro é usado para medir as principais unidades de medida elétrica, por isso, substitui o voltímetro com vantagem. Etapas a fim de preparar o aparelho e evitar que aconteça um acidente com o operador ou com o aparelho: Multímetro → Tensão a) Ajustar a grandeza a ser medida: Tensão elétrica em corrente contínua V 4/17/2018 4 Borne Negativo cabo Preto Borne Positivo cabo Vermelho b) Inserir as pontas de prova nos bornes do multímetro: cabo vermelho no borne VΩ e o cabo preto no COM. c) Inserir as ponteiras no local da medição: O cabo preto deverá estar na polaridade – O cabo vermelho deverá estar na polaridade + + _ Para medir tensão em um circuito: As pontas de prova devem estar em PARALELO. R V V 4/17/2018 5 Multímetro – Tensão Alternada V AC Seleção Ponto de Tomada Nunca se deve mudar de escala ou de função quando o instrumento de medição estiver conectado a um circuito ligado, pois isso poderá queimar o instrumento. V Constantes Múltiplos de Grandezas Físicas Para representar grandezas elétricas, utilizamos os múltiplos e os submúltiplos. Bilhão 1 Giga ( G ) 1.000.000.000 1 x 10 9 Milhão 1 Mega ( M ) 1.000.000 1 x 10 6 Mil 1 Kilo ( k ) 1.000 1 x 10 3 Milésimo 1 Mili ( m ) 0,001 1 x 10 -3 Milionésimo 1 Micro ( µ ) 0,000 001 1 x 10 -6 Bilionésimo 1 Nano ( n ) 0,000 000 001 1 x 10 -9 Trilionésimo 1 Pico ( p ) 0,000 000 000 001 1 x 10 -12 G M k m µ n p multiplicar por 1.000 divido por 1.000 10 9 10 6 10 3 10 -3 10 -6 10 -9 10 -12 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano Pico 4/17/2018 6 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GV MV kV V mV µV nV Tabela para conversão de Tensão Elétrica 0,5 mV → V 0 5 , 0 0 0 0 5 0 0 0 0 5 , 0,5 mV = 0,0005 V , Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GV MV kV V mV µV nV Tabela para conversão de Tensão Elétrica 83,3 mV → nV 8 3 3 , 8 3 3 0 0 0 0 0 8 3 3 0 0 0 0 0 , 83,3 mV = 83.300.000 nV , 4/17/2018 7 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GV MV kV V mV µV nV Tabela para conversão de Tensão Elétrica 714 V → kV 7 1 4 0 , 0 7 1 4 0 0 7 1 4 , 714 V = 0,714 kV , Qual o instrumento deverá ser utilizado? Voltímetro Fundo de escala? 4/17/2018 8 FUNDO DE ESCALA Fundo de escala é o valor máximo que pode ser mostrado num mostrador digital, ou seja, correspondendo ao maior valor que o equipamento de medição pode mostrar. Em tensão contínua? Quais as escalas deste multímetro Em tensão alternada? 200mV 2V 20V 200V 600V 200V 600V Qual o fundo de escala deverá ser utilizado no local X? 4/17/2018 9 Qual o fundo de escala deverá ser utilizado no local X, Y, e Z? Fundo de escala deve ser maior que o valor a ser mensurado. Qual a ponteira do multímetro devemos colocar no borne A da placa? 4/17/2018 10 Qual a ponteira devemos colocar no borne A da placa? TUTORIA ONLINE Corrente Elétrica 3 4/17/2018 11 Corrente Elétrica → A (ampère) É o movimento ordenado dos elétrons em um condutor. Esse movimento ordenado dos elétrons provocado pela ação da tensão forma a CORRENTE ELÉTRICA. Símbolo: I Unidade: Ampère (A) MULTÍMETRO DIGITAL AMPERÍMETRO ANALÓGICO Instrumento de medição de intensidade da corrente Amperímetro 4/17/2018 12 Multímetro → Amperímetro O multímetro é usado para medir as principais unidades de medida elétrica, por isso, substitui o amperímetro com vantagem. Etapas a fim de preparar o aparelho e evitar que aconteça um acidente com o operador ou com o aparelho: a) Ajustar a grandeza a ser medida: Corrente contínua A Corrente Contínua Corrente Contínua Corrente Contínua Borne Negativo cabo Preto Borne Positivo para Corrente cabo Vermelho b) Inserir as pontas de prova nos bornes do multímetro: O cabo vermelho no borne A e o cabo preto no COM. 4/17/2018 13 Como medir a corrente em um circuito: 1) Desligue o circuito. R V A 2) Interrompa o circuito. 3) As pontas de prova devem estar em Série. e o cabo preto na outra ponta. 4) Ligue o circuito e faça a leitura. O cabo vermelho no lado positivo do circuito Qual o instrumento deverá ser utilizado? Amperímetro 4/17/2018 14 2 - Abrir o circuito 1 - Desenergizar o circuito 3 - Conectar os amperímetros 4/17/2018 15 4 - Energizar o circuito Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GA MA kA A mA µA nA Tabela para conversão de Corrente Elétrica 95 mA → A 9 5 0 , 0 0 9 5 0 0 0 9 5 , 95 mA = 0,095 A , 4/17/2018 16 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GA MA kA A mA µA nA Tabela para conversão de Corrente Elétrica 601 A → kA 6 0 1 0 , 6 0 1 0 0 6 0 1 , 601 A = 0,601 kA , Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GA MA kA A mA µA nA Tabela para conversão de Corrente Elétrica 357 μA → kA 3 5 7 0 , 0 0 0 0 0 0 0 3 5 7 0 0 0 0 0 0 0 0 3 5 7 , 357 μA = 0,000000357 kA , 4/17/2018 17 TUTORIA ONLINE Resistência Elétrica 4 Resistência Elétrica → Ω (ohm) É a oposição que um material apresenta a passagem de corrente elétrica. Símbolo: R Unidade: Ohm (Ω) 4/17/201818 Instrumento de medição da resistência elétrica. OHMÍMETRO DIGITAL MULTÍMETRO DIGITAL Instrumento de medida de resistência Ohmímetro Nunca se deve usar o ohmímetro em componente ou equipamento energizado, pois isso poderá provocar um curto- circuito e acidentes elétricos graves. Multímetro → Ohmímetro O multímetro é usado para medir as principais unidades de medida elétrica, por isso, substitui o ohmímetro com vantagem. Etapas a fim de preparar o aparelho e evitar que aconteça um acidente com o operador ou com o aparelho: a) Ajustar a grandeza a ser medida: Resistência Ω Resistência 4/17/2018 19 b) Inserir as pontas de prova nos bornes do multímetro: O cabo vermelho no borne VΩ e o cabo preto no COM. Resistência Ω Seleção Ω Borne Negativo cabo Preto Borne Positivo cabo Vermelho c) Certifique-se de que o circuito está desligado. d) Meça o componente com o instrumento conectado em paralelo com ele. 4/17/2018 20 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GΩ MΩ kΩ Ω mΩ µΩ nΩ Tabela para conversão de Resistência Elétrica 0,853 kΩ → MΩ 0 8 5 3 , 0 0 0 0 8 5 3 0 0 0 0 8 5 3 0,853 kΩ = 0,000853 MΩ , , Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GΩ MΩ kΩ Ω mΩ µΩ nΩ Tabela para conversão de Resistência Elétrica 1570 μΩ → Ω 1 5 7 0 0 , 0 0 0 1 5 7 0 0 0 0 0 1 5 7 1570 μΩ = 0,00157 Ω , , 4/17/2018 21 Giga Mega Kilo Mili Micro Nano GΩ MΩ kΩ Ω mΩ µΩ nΩ Tabela para conversão de Resistência Elétrica 82200 nΩ → mΩ 8 2 2 0 0 , 0 0 8 2 2 0 0 0 0 8 2 2 0 0 82200 nΩ = 0,0822 mΩ , , Segunda Lei de Ohm 4/17/2018 22 Segunda lei de Ohm A resistência elétrica de um condutor depende fundamentalmente de quatro fatores: a) o comprimento (L) do condutor; b) a área de sua seção transversal (S); c) o material do qual o condutor e feito; d) a temperatura no condutor. Influência do comprimento do condutor A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do condutor. Mesmo diâmetro Se dobrar o comprimento L dobra a resistência R. Se triplicar o comprimento L triplica a resistência R. Um condutor de diâmetro S com um comprimento de L metros possui uma resistência R. 4/17/2018 23 Influência da seção transversal do condutor A resistência elétrica de um condutor é inversamente proporcional a sua área de seção transversal. Se dobrar o diâmetro S diminui 1/2 a resistência R. Se triplicar o diâmetro S diminui 1/3 a resistência R. Um condutor de comprimento L e diâmetro S possui uma resistência R. Mesmo comprimento Influência do Material do condutor Cada material possui seu respectivo valor de resistividade elétrica. 4/17/2018 24 Resistividade Elétrica São fatores que afetam a resistência de um condutor. A resistência de um condutor com uma secção uniforme é dependente do material, é diretamente proporcional ao comprimento e inversamente proporcional à área de secção. S L R R: Resistência elétrica - ohm (Ω) L: Comprimento do condutor - metros (m) S: Área - milímetros quadrados (mm 2) ρ(rô): Resistividade do material - m mm2. ↑L ... R ↑ ↑S ... R ↓ Quanto maior a seção do condutor, menor será a resistência à passagem de corrente elétrica. Uma maneira fácil de lembrar esse princípio é imaginar você como sendo um elétron que tenha de passar por um túnel. Então, quanto mais estreito for o túnel, maior será a sua dificuldade em fazer o percurso. Por outro lado, quanto mais largo for o túnel mais fácil será sua passagem por ele. S L R 4/17/2018 25 Quanto maior for o comprimento deste condutor maior será a resistência. Imagine que você seja um elétron, percorrer 1m é mais fácil que percorrer 1 km, ou seja, quanto maior o comprimento, maior a dificuldade em percorrer o caminho. S L R A tabela a seguir apresenta materiais com seu respectivo valor de resistividade a uma temperatura de 20°C. 4/17/2018 26 Calcular a resistência de um fio de cobre, com 30m e 2mm² de secção. 26,0 2 519,0 2 30.mm²/m0173,0 2mm m S l R R - Resistência (Ω) = ? ρ - Resistividade do material = 0,0173 Ω .mm²/m l - Comprimento do material = 30 m S - Secção do fio = 2mm² Influência da Temperatura Com o aquecimento, há um aumento do estado de vibração das partículas que constituem o condutor e isso dificulta a passagem da corrente elétrica e isso significa uma maior resistência elétrica. 1of (rô): Resistividade do material na temperatura final - (rô): Resistividade do material na temperatura inicial (20°C) - : Coeficiente de temperatura do material (delta teta):é a variação de temperatura -°C. diferença entre a temperatura final e a temperatura inicial m mm2. m mm2. f o 4/17/2018 27 Coeficientes de temperatura de alguns materiais Ex: Determinar a resistividade do cobre na temperatura de 50°C. 1of )2050(0039,010173,0 f 300039,010173,0 f 117,010173,0 f 117,10173,0 f 0193,0f m mm2. Resistividade Final Calcular a resistência de um fio de cobre, com 30m e 2mm² de secção. 2595,0 2 519,0 2 30.mm²/m0173,0 2mm m S l R R - Resistência (Ω) = ? ρ - Resistividade do material = 0,0173 Ω .mm²/m l - Comprimento do material = 30 m S - Secção do fio = 2mm² Nova resistência a 50°C 2895,0 2 579,0 2 30.mm²/m0193,0 2mm m S l R 4/17/2018 28 Circuito Elétrico É o caminho fechado pelo qual circula a corrente elétrica. Circuito Elétrico c) Fonte: Fornece a tensão necessária à existência da corrente elétrica. b) Condutores: Servem como meio de transporte da corrente elétrica. a) Carga: É o componente que transforma a energia elétrica fornecida pela fonte em outro tipo de energia. + - Símbolo 4/17/2018 29 Circuito Elétrico Básico Tipos de Circuitos Elétricos Série Paralelo Misto 4/17/2018 30 → Comportamento do caminho da corrente elétrica: O caminho é único. → Intensidade da corrente: A mesma em todos os pontos. Circuito Série → O funcionamento desse circuito é dependente ou independente das cargas: Dependente. → Comportamento da tensão sobre a carga: Variável. VT Circuito Paralelo → Comportamento do caminho da corrente elétrica: Existe mais de um caminho. → Intensidade da corrente: É diferente em cada ponto. → O funcionamento desse circuito é dependente ou independente das cargas: Independente. → Comportamento da tensão sobre a carga: É sempre a mesma. VT 4/17/2018 31 Circuito Misto H2 e H3 estão ligadas em: → Os componentes são ligadostanto em série como em paralelo. paralelo VT VT Circuito Misto H1 e H23 estão ligadas em: série H2 e H3 estão ligadas em: paralelo VT 4/17/2018 32 Associação de Resistências Cálculo da resistência equivalente de uma associação em Série. RnRRRq ...321Re Req Resistência Equivalente - Série 4/17/2018 33 Resistência Equivalente - Série Cálculo da resistência equivalente de uma associação em Série. 321Re RRRq 52010Req 35Req Req 10 20 5 Resistência Equivalente - Série Cálculo da resistência equivalente de uma associação em Série. 321Re RRRq 120270120Req 510Req 4/17/2018 34 RnRRR q 1 ... 3 1 2 1 1 1 1 Re Cálculo da resistência equivalente de uma associação em Paralelo. RnRRRq 1 ... 3 1 2 1 1 1 Re 1 Se todas as resistências tiverem o mesmo valor, a Req corresponderá ao valor da resistência dividido pela quantidade de resistências. Para associações em paralelo com apenas duas resistências. 32 32 Re RR RR q Resistência Equivalente - Paralelo n R q Re Cálculo da resistência equivalente de uma associação em Paralelo. 3 1 2 1 1 1 1 Re RRR q 26,5 19 100 19 100 1 100 19 1 100 5410 1 Req 10 20 25 2 5 10 25 2 5 5 25 5 1 1 5 5 1 1 1 32 32 23 RR RR R 231 231 Re RR RR q mmc 2 x 2 x 5 x 5 = 100 20 1 25 1 10 1 1 11,11 45 500 2025 2025 26,5 11,21 1,111 11,1110 11,1110 4/17/2018 35 Cálculo da resistência equivalente de uma associação em Paralelo. 30 1 30 1 30 1 1 3 1 2 1 1 1 1 Re RRR q 10 3 30 3 30 1 30 3 1 30 111 1 Req 30 2 15 3 5 5 1 15 15 900 3030 3030 32 32 23 RR RR R 10 45 450 1530 1530 231 231 Re RR RR q mmc 2 x 3 x 5 = 30 30 30 30 30 n R q Re 10 3 30 Req Cálculo da resistência equivalente de uma associação em Paralelo. 32 32 23 RR RR R 231 231 Re RR RR q 10 40 400 2020 2020 5 20 100 1010 1010 20 20 10Ω 5Ω n R R23 10 2 20 4/17/2018 36 Resistência Equivalente - Misto 32 32 23 RR RR R 4231Re RRRq 30Ω 30Ω 45Ω 30Ω 90301545 15 60 900 3030 3030 45Ω 30Ω 15Ω 90Ω Resistência Equivalente - Misto 108 450 48600 270180 270180 32 32 23 RR RR R 868.112001085604231Re RRRq 4/17/2018 37 Obrigado!
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