Instalações Elétricas 1

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Instalações Elétricas
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Esp. Roberto Seraglia Martins
Revisão Textual:
Profa. Dra. Selma Aparecida Cesarin
Eletricidade e suas Grandezas
• Introdução - Raios, Relâmpagos e Trovões
• História
• Energias Renováveis X Energias não Renováveis
• Átomo – Início de Tudo
• Grandezas Elétricas
 · Conhecer os princípios da energia.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Eletricidade e suas Grandezas
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Eletricidade e suas Grandezas
Introdução - Raios, Relâmpagos e Trovões
Durante períodos de tempestade, as nuvens podem ser carregadas intensamente 
de eletricidade; delas saltam faíscas gigantescas para a Terra, os raios.
Há, porém, os raios que partem da terra em direção às nuvens. Nestes casos, há inversão 
da polaridade entre nuvens e terra: https://goo.gl/iK7Z3YEx
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Essa descarga elétrica ioniza os elétrons das moléculas dos constituintes do ar, 
produzindo a luz, o relâmpago (Figura 1).
A descarga aquece muito o ar por onde passa, provocando uma dilatação rápida, 
que produz um som forte, o trovão.
Figura 1 – Relâmpago
Fonte: iStock/Getty Images
Partindo desse princípio, para começarmos a entender e falar das instalações 
elétricas, vem à cabeça um conceito muito importante, gerador do tema: a Eletricidade.
História
Falando em História, vamos pontuar importantes passagens dos caminhos da 
Eletricidade (Figura 2).
Sobre a eletricidade:
• Surgiu nas mãos de Tales de Mileto, que esfregou um âmbar a um pedaço 
de pele de carneiro e percebeu que esse âmbar começou a atrair pequenos 
fragmentos;
• Do âmbar, veio o nome eletricidade, do grego Élektron;
• Em 1600, o inglês William Gilbert invetou o termo “Electricity”, ou eletricidade, 
a partir do âmbar (Elektron, do grego)
• Com méritos a Otto von Guericke que, no século XVII, iniciou estudo sobre a 
eletrificação por atrito;
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• Logo depois, Stephen Gray fez a distinção entre isolantes e condutores elétricos;
• Ewald Georg von Keist e Petrus van Musschenbroek descobriram o condensador, 
máquina armazenadora de cargas elétricas;
• Benjamin Franklin trouxe para História o para-raios;
• No século XVIII, Luigi Aloisio Galvani realizou a experiência com potenciais 
elétricos que contraíram as pernas de uma rã morta;
• Alessandro Volta surgiu com a pilha voltaica;
• Em 1802, Humpry Davy separou sódio e potássio, eletronicamente;
• Novas pilhas apareceram com John Frederic Daniell e Georges Leclanché;
• Raymond-Louis-Gaston Planté surge com a bateria recarregável;
• Hans Christian Orsted fez a ligação entre eletricidade e magnetismo;
• Trinta anos depois, Michael Faraday trabalha com corrente induzida;
• Em 1886, junto as Cataratas do Niágara, instalou-se a primeira usina hidrelétrica;
• James Clerk Maxwell publicou importante Tratado sobre Eletricidade e Mag-
netismo, em 1873;
• A partir de 1885, Heinrich Hertz estudou ondas eletromagnéticas geradas por 
bobina de indução;
• Dez anos depois, Guglielmo Marconi utiliza ondas de rádio no seu telégrafo 
sem fio;
• Em 1901, a primeira mensagem de radio é transmitida através do Atlântico.
Chegamos ao ponto em que a eletricidade move o mundo moderno, dando vida às 
fontes de luz, calor e força. Fica difícil imaginar atividades corriqueiras sem a utilização 
da eletricidade, como, por exemplo, tirar dinheiro no caixa eletrônico do Banco.
Casas, iluminação pública, organizações, indústrias, comércio, todos conectados 
a uma fonte: a energia elétrica (Figuras 2 e 3).
Figura 2 – Iluminação de casa e ruas
Fonte: iStock/Getty Images
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UNIDADE Eletricidade e suas Grandezas
Figura 3 – Energia que movimenta
Fonte: iStock/Getty Images
Essa energia tão importante e preciosa pode ser obtida a partir de diversas 
fontes e chega aos consumidores através de sistemas elétricos (Figura 5), que 
envolvem quatro etapas:
• Geração;
• Transmissão;
• Distribuição;
• Consumo.
Figura 4 – Redes de transmissão
Fonte: iStock/Getty Images
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Estudos nessa área (Figura 5) estão sendo muito bem vistos, dado que os seres humanos 
precisam de energia em diversas atividades e não podemos mais contar apenas com as 
energias não renováveis.
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Energias Renováveis X Energias
não Renováveis
As fontes de energia não renováveis 
são encontradas na natureza, em quan-
tidades limitadas, e são extintas confor-
me sua utilização. Ao se esgotar, não há 
regeneração, como é o caso do carvão, 
do petróleo e do gás natural.
As fontes de energia renováveis, por 
sua vez, também são encontradas na 
natureza; porém, em fluxo contínuo de 
energia, como vento, sol e marés.
Algumas fontes de energia conhe-
cidas e exploradas são as enumeradas 
a seguir.
Hidráulica
Fonte interessante, presente em lo-
cais com abundância de rios. Apesar de, 
nesse caso, tratarmos de uma fonte re-
novável, a construção e a manutenção 
de uma usina hidrelétrica causa grande 
impacto ambiental.
As usinas são construídas nos rios, 
as usinas hidrelétricas, transformam a 
energia potencial da água em energia 
cinética, movimentando grandes turbi-
nas que acionam um eixo produzindo 
energia elétrica.
Figura 5 – Energias
Fonte: Adaptado de iStock/Getty Images
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UNIDADE Eletricidade e suas Grandezas
Fóssil
Nesse caso, estamos falando da energia que movimenta milhares de carros e 
indústrias provenientes de petróleo e carvão, que são recursos não renováveis e 
muito poluentes para o meio ambiente.
Biomassa
Energia de baixo custo de produção e altamente estudada por apresentar 
constantemente novas fontes. Já são trabalhadas cana-de-açúcar, mamona, 
madeiras, estercos e restos de alimentos, materiais que se decompõem e geram 
gases importantes para a produção de energia.
Nuclear
Essa energia, altamente questionável, provém da divisão do núcleo do elemento 
químico encontrado na natureza, o urânio. Para o meio ambiente, gera um resíduo 
altamente perigosoe poluente, o resíduo nuclear.
Solar
Para vários especialistas, essa é a melhor fonte de energia, por não causar 
impacto nenhum ao meio ambiente. O sol é uma fonte de energia limpa e renovável. 
O impedimento de sua utilização se dá por causa do alto custo de instalação das 
placas solares para a captação da radiação solar.
Eólica
O vento, energia disponível e renovável, gira as hélices e produz energia elétrica. 
Fonte interessante de energia que requer grandes espaços, pois as instalações são 
de grande porte, em locais de ventos fortes e constantes, para que haja eficiência.
Das marés
Utiliza o vai e vem das ondas para encher e esvaziar reservatórios que movimentam 
turbinas e geram energia. Trata-se de um mecanismo semelhante ao da energia 
hidrelétrica, com menor impacto ambiental.
Geotérmica
Esse tipo de energia movimenta turbinas para a geração de energia elétrica 
a partir do magma proveniente de rochas derretidas no centro da Terra, que 
gera vapor.
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Átomo – Início de Tudo
Neste contexto, é importante lembrar que quando falamos de matéria, falamos 
de átomos. O átomo (Figura 6) foi conhecido muito tempo por ser elemento 
indivisível; porém, após pesquisas, chegamos à conclusão que o átomo que forma 
a matéria é também formado por partículas.
Essas partículas são:
• Prótons – Partículas agrupadas no núcleo do átomo, com maior concentração 
de massa e carga elétrica elementar e positiva;
• Nêutrons – Partículas também constituintes do núcleo do átomo, com carga nula;
• Elétrons – Partículas de massa muito menor que a do próton, distribuídas ao 
redor do núcleo do átomo, em movimento, com carga elétrica negativa.
Figura 6 – Átomo
Fonte: Adaptado de iStock/Getty Images
Materiais
Agora que sabemos o que forma a matéria, vamos explorar:
• Os materiais são formados por elementos químicos que estão distribuídos na 
Tabela Periódica, respectivamente pelo seu numero atômico (Z);
• Os elementos químicos se combinam por meio de ligações químicas, de acordo 
com seus elétrons livres;
• Em combinações nas quais ocorrem ligações fortes (iônicas e moleculares), 
não há liberação de elétrons e consequentemente não há a corrente elétrica. 
Estes materiais são os chamados isolantes elétricos;
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UNIDADE Eletricidade e suas Grandezas
• Em outras combinações, ocorre a ligação metálica, na qual os átomos são 
ordenados pela posição de seus núcleos, permitindo a passagem de elétrons, 
formação de nuvem eletrônica e possibilidade de criação de corrente elétrica, 
formando, assim, os materiais condutores;
• E existem, ainda, materiais que, por ligação e constituição, são considerados 
semicondutores, possuem ligação fraca passível de excitação térmica.
Grandezas Elétricas
Ao falarmos de eletricidade, consulte sua conta de energia elétrica e você 
irá perceber que temos grandezas para descrever sua produção, distribuição e 
comercialização.
São elas:
• Tensão, medida em volts;
• Energia, medida em joules;
• Potência, medida em watts ou quilowatts; e
• Consumo, medido em quilowatts-hora, quilowatts-hora/mês.
E as unidades:
Volt – símbolo V
Potencial de transmissão de energia. É a tensão existente entre dois pontos, 
chamamos de Diferença de Potencial.
Joule – símbolo J
Joule é apenas uma unidade de energia. A energia se manifesta de diversas 
formas (eólica, nuclear, elétrica, mecânica, química, etc) e em todas essas formas a 
medição é em Joules. Podemos descrever como a energia que acelera uma massa 
de 1 kg a 1 m/s² num espaço de 1 m.
Watt – símbolo W
Unidade de potência que equivale a 1 J/s. Por exemplo, uma lâmpada de 100 
W consome a energia de 100 Joules em um segundo.
Quilowatt-hora – símbolo kWh
Unidade de energia gerada
Diferente de 
Quilowatt/hora – símbolo kW/h
Indica uma taxa de variação da potência consumida com o tempo.
Temos ainda, outros conceitos importantes, explanados a seguir.
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Carga Elétrica
Em linhas gerais, podemos dizer que Carga Elétrica (Figura 7) é a quantidade de 
energia de um corpo eletrizado, sendo que os prótons e os elétrons são as menores 
cargas elétricas encontradas na natureza e a carga do elétron é numericamente 
igual a do próton.
Esta carga pode ser numericamente descrita por: 1,6 × 1019 e sua unidade no 
Sistema Internacional é o Coulomb (C).
Importante!
LEI DE COULOMB
Essa Lei estabelece que o módulo da força entre duas cargas elétricas puntiformes (q1 
e q2) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas 
cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre eles. Essa força 
pode ser atrativa ou repulsiva dependendo do sinal das cargas. É atrativa se as cargas 
tiverem sinais opostos. É repulsiva se as cargas tiverem o mesmo sinal. 
Importante!
Fontes: https://goo.gl/KnqsjD e https://goo.gl/ecDy1D
F21
q1
F12
q2
F21
q1
F12
F21 F12
F12 -F21q2
=
Figura 7 – Cargas elétricas
Campo Elétrico
As cargas elétricas criam em torno de si mesmas uma região (Figura 8) na 
qual acontece a interação com outras cargas elétricas chamada de campo elétrico. 
Quando as cargas elétricas estão próximas, de modo que seus campos elétricos se 
superponham, haverá interação entre elas, afastando-se ou se aproximando.
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UNIDADE Eletricidade e suas Grandezas
Figura 8 – Campos elétricos: 
Eletricidade Estática
Você sabe o que é isso?
Você atravessa o tapete para alcançar a maçaneta da porta e ZAP! Recebe um 
choque estático. Ou então, sai do frio, tira o seu chapéu e PAM! Cabelo estático 
(Figura 9) – A eletricidade estática faz seu cabelo ficar em linha reta, arrepiado.
O que acontece? 
E porque a estática é um problema mais comum no inverno?
Figura 9 – Estática
Fonte: iStock/Getty Images
Quando carregamos algo com eletricidade estática, nenhum elétron é feito ou 
destruído. Não há novos prótons que aparecem ou desaparecem. Elétrons são 
apenas transferidos de um lugar para outro. A carga elétrica permanece a mesma. 
Esse é o chamado princípio da conservação da carga.
Objetos carregados criam um campo de força elétrica invisível em torno de si. A 
força desse campo depende de muitas coisas, incluindo a quantidade de carga, dis-
tância percorrida, e a forma dos objetos. Isso pode tornar-se muito complicado. Po-
demos simplificar as coisas ao trabalhar com “fontes pontuais” de carga (Figura 10).
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Carga Positiva Carga Negativa
Meio Condutor
Neutro Neutro
Meio Condutor
Figura 10
Leia mais sobre isso em: https://goo.gl/FV6UM7
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Choque Elétrico
E, por último, em se falando de energia, é importante observar os cuidados com 
o Choque Elétrico. Podemos definir o choque elétrico (Figura 12) como a passagem 
da corrente elétrica pelo corpo de uma pessoa, utilizando-o como condutor. Os 
efeitos são classificados pela intensidade dessa corrente e vão desde queimaduras 
até a morte.
Figura 11 – Choque elétrico
Fonte: iStock/Getty Images
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UNIDADE Eletricidade e suas Grandezas
Dessa forma, fica claro que a prevenção é muito importante e deve ser respeitada, 
por estar diretamente ligada à manutenção da vida. Uma forma utilizada para se 
evitar os choques elétricos é a conexão do FIO TERRA, pois, fazendo a ligação dos 
aparelhos à terra, estamos descarregando a eletricidade acumulada diretamente 
para o chão, evitando, assim, o risco de choque elétrico.
DICAS DE SEGURANÇA
Choque Elétrico: Saiba Como Evitar
Evitando acidentes com pipas e papagaios
• Não solte pipas em dias de chuva, principalmente se houver relâmpagos;
• Evite brincar perto de antenas, fios telefônicos ou cabos elétricos. Procure locais 
abertos como praças e parques.
Utilizando a eletricidade com segurança
• Ao trocar lâmpadas, toque somente na extremidade do suporte (de porcelana ou 
plástico) e novidro da lâmpada elétrica. Se possível, desligue a chave geral antes 
de fazer a troca;
• Nunca toque em aparelhos elétricos quando estiver com as mãos ou o corpo 
molhados;
• Instale o fio terra em chuveiros e torneiras elétricas;
• Ao manusear objetos metálicos, tenha cuidado para que não esbarrem em 
nenhum cabo elétrico aéreo;
• Nunca pise em fios caídos no chão, principalmente se a queda foi consequência 
de uma tempestade.
Observação
Caso seja necessário remover do local uma vítima de descarga elétrica, envolva as 
mãos em jornal ou em um saco de papel. Empurre a vítima para longe da fonte 
de eletricidade com um objeto seco, não condutor de corrente, como um cabo de 
vassoura, tábua, corda seca, cadeira de madeira ou bastão de borracha, de modo 
que não a machuque.
Em casos de vítimas de choque elétrico, o que fazer ?
• Se houver parada cardiorrespiratória, aplique as manobras de ressuscitação. 
As manobras devem ser realizadas, por pelo menos, uma pessoa devidamente 
treinada;
• Isole o local e desligue o aparelho da tomada ou a chave geral;
• Acione o Corpo de Bombeiros Militar imediatamente, pelo telefone de 
emergência, 193.
Essas e muitas outras recomendações estão em páginas como: https://goo.gl/EvvKJZ
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
O Uso da Função Afim na Compreensão das Grandezas Físicas
BALBINO DE ALBUQUERQUE JÚNIOR, Edvaldo. O Uso da Função Afim na 
Compreensão das Grandezas Físicas. 2016;
Influência da reatância indutiva no sistema elétrico secundário
Campos JÚNIOR, Claudio Sebastião. Influência da reatância indutiva no sistema 
elétrico secundário. 2016;
As contribuições da teoria dos campos conceituais de Vergnaud para o conceito de número racional e suas aplicações
SOUZA, Luana da Silva. As contribuições da teoria dos campos conceituais de 
Vergnaud para o conceito de número racional e suas aplicações. 2016;
Sistema de Medição de Energia e Monitoria da Qualidade da Rede Elétrica
LEONARDO, Hugo; OLIVEIRA, J. P. G. Sistema de Medição de Energia e Monitoria 
da Qualidade da Rede Elétrica. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, v. 2, 
n. 1, 2016.
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UNIDADE Eletricidade e suas Grandezas
Referências
CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais: conforme Norma. 
20.ed. São Paulo: Érica, 2010. 
CREDER, H. Instalações elétricas. 14.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 
LIMA FILHO, D. L. Projetos de Instalações elétricas prediais. 10.ed. São Paulo: 
Ética, 2006.
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