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DISCIPLINA: Instalações Prediais I FACULDADE REDENTOR ENGENHARIA CIVIL 7° PERÍODO PROFESSOR: CRISTIANO PENA MILLER Aula 1: Geração e Transporte de Energia Elétrica Conceitos Iniciais Corrente Elétrica; Tensão; Potência. Corrente Elétrica É o movimento dos Elétrons livres que pode ocorrer nos condutores sólidos, como os metais, e em gases e líquidos ionizados. Contínua - passa pelo fio sempre no mesmo sentido. Essa corrente não é aceita pelos transformadores e não ganha voltagem maior e a energia elétrica não pode seguir muito longe. Alternada - o fluxo de energia elétrica dentro de um fio não segue um sentido único. Ora os elétrons vão para a frente, ora para trás, mudando de rota 120 vezes por segundo. Essa variação permite o funcionamento dos transformadores que existem numa linha de transmissão. Dentro do transformador, a voltagem da energia transmitida é aumentada, permitindo que ela viaje longe, desde uma usina até a sua casa. Condutores O tipo de corrente mais comum, que é a produzida em fios condutores, geralmente de cobre. Os metais são bons condutores de eletricidade, pois possuem elétrons livres e quando esses materiais estão em equilíbrio, os elétrons se encontram em movimento desordenado. Tensão Elétrica Para ocorrer uma corrente elétrica, é necessário criar um campo elétrico no condutor; O campo elétrico gera diferentes níveis de energia potencial que provocarão a diferença de potencial (d.d.p.), ou simplesmente tensão elétrica. Intensidade da Corrente Elétrica Considere uma secção do fio condutor, onde pode-se contar a quantidade de elétrons que passam por ela; Cada elétron possui uma quantidade de carga elétrica conhecida como carga elétrica elementar; Essa carga elétrica tem valor conhecido, e ao multiplicar o valor da carga elétrica elementar pelo número de elétrons que passam pela secção teremos a quantidade total de carga elétrica. Intensidade da Corrente Elétrica Carga Elétrica Elementar e=1,6·10-19C; A Carga Elétrica é medida em Coulomb; A carga elétrica é dada por Q = n·e, onde n é o número de elétrons; A corrente elétrica é a quantidade de carga elétrica que passa pela seção num dado intervalo de tempo, dada por: i=Q·Δt; A corrente elétrica é medida em coulomb por segundo (C/s), ou seja, Ampère (A). Tensão Elétrica Essa é a força que impulsiona o movimento dos Elétrons. TEMOS UMA DIFERENÇA DE NÍVEL D’ÁGUA Se abrirmos o registro ...NÃO HÁ MAIS DESNÍVEL. PARA TERMOS UM MOVIMENTO DE ÁGUA, É NECESSÁRIO UM DESNÍVEL DE ÁGUA (PRESSÃO). O MESMO ACONTECE COM OS ELÉTRONS. PARA QUE ELES SE MOVIMENTEM, É NECESSÁRIO TERMOS UMA PRESSÃO ELÉTRICA. À PRESSÃO EXERCIDA SOBRE OS ELÉTRONS, CHAMAMOS DE TENSÃO ELÉTRICA OU ddp (Diferença de potencial). UNIDADE DE MEDIDA DA TENSÃO ELÉTRICA VOLT (V). TENSÃO ELÉTRICA - É A PRESSÃO EXERCIDA SOBRE OS ELÉTRONS LIVRES PARA QUE ESTES SE MOVIMENTEM NO INTERIOR DE UM CONDUTOR. SÍMBOLO - V UNIDADE - VOLTS (V) 13.800 0,22 0,127 = 13,8 kV V 34.500 = 34,5 kV V = 220 V kV = 127 V kV V V O VOLTÍMETRO... ... DEVE SER LIGADO EM PARALELO COM A CARGA. APARELHO DE MEDIDA DA TENSÃO ELÉTRICA A GRADUAÇÃO MÁXIMA DA ESCALA MAIOR QUE A TENSÃO MEDIDA A LEITURA DEVE SER A MAIS PRÓXIMA POSSÍVEL DO MEIO DA ESCALA V 0 10 AJUSTAR O ZERO (SEMPRE NA AUSÊNCIA DE TENSÃO) NÃO MUDAR A POSIÇÃO DE UTILIZAÇÃO DO APARELHO 0 10 CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO DO VOLTÍMETRO V 0 10 EVITAR CHOQUES MECÂNICOS Potência Elétrica Capacidade de produzir trabalho; Fazendo analogia com pessoas: 200 kg 50 kg Potência Elétrica Da mesma maneira as cargas elétricas possuem uma capacidade de produzir trabalho. A capacidade de produzir trabalho de uma carga elétrica é expressa em Watts 100 W 127 V 100 W 220 V 100 W 60 W 220 V Observemos o brilho das lâmpadas A potência depende de outras grandezas R - Resistência V - Tensão I - Corrente Aplicando a tensão V na resistência R circula a corrente I; Assim temos: P = R x I2 e P = V x I NOS APEGAREMOS MAIS À SEGUNDA P V I P = V x I Onde: A V P=100 x 2 = 200W W 200 W No lugar do voltímetro e do amperímetro Utilizamos O WATTÍMETRO Como vimos a leitura do wattímetro é igual ao produto V x I A V W V=100 P = 500W P = V x I I=5 A Transmissão de Energia Elétrica Transporte de energia até o centro consumidores; Para ser viável gerada nos geradores trifásicos de corrente alternada (geralmente de 13,8 kW) deve ser elevada a valores padronizados em função da potência a ser distribuída e da distância dos centros consumidores; As tensões mais utilizadas em correntes elétricas alternadas são: 69 kV, 138 kV, 230 kV, 400 kV e 500 kV. Transmissão Elétrica Extra-Baixa Tensão (EBT): tensão não superior a 50 volts em corrente alternada ou 120 volts em corrente contínua, entre fases ou entre fase e terra; Baixa Tensão (BT): tensão superior a 50 volts em corrente alternada ou 120 volts em corrente contínua e igual ou inferior a 1000 volts em corrente alternada ou 1500 volts em corrente contínua, entre fases ou entre fase e terra. Alta Tensão (AT): tensão superior a 1000 volts em corrente alternada ou 1500 volts em corrente contínua, entre fases ou entre fase e terra. DISTRIBUIÇÃO Já dentro dos centros de utilização (bairros, cidades, industrias); Começa na subestação abaixadora onde a transmissão é abaixada para valores padronizados (11 kV; 13,2 kV; 15 kV; 34,5; etc.) Das subestações de distribuição primária partem as redes de distribuição secundária ou de baixa tensão. Subestação Abaixadora de Baixa Tensão Onde se rebaixa para a tensão de utilização; Sistema Trifásico – 380/220 V; Sistema Bifásico – 220/127 V; Sistema Monofásico – 220/127 V; No Brasil cidades como Brasília, Nova Friburgo, etc... possuem tensão fase – neutro de 220 V no sistema monofásico. Sistema de Distribuição Transformador Funcionamento do Transformador Alimentação Monofásica – Até 4 kW – 2 condutores; Bifásica – Entre 4 e 8 kW – 3 condutores; Trifásica – Maior que 8 kW – 3 ou 4 condutores.
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