Curso eletricidade Apostila v2

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Apostila curso de Introdução à eletricidade. 
Curso Introdução à Eletricidade 
Instrutor: Norman Cifuentes Valenzuela 
(Eletrotécnico formado com mais de trinta anos de experiência no setor elétrico nacional) 
 
Escopo do curso: 
o Apresentar a geração de eletricidade e seu uso ao longo da história 
o Apresentar os fundamentos teóricos da eletricidade 
o Apresentação das principais grandezas elétricas 
o Cálculo das principais grandezas 
o Apresentação e conceituação do Sistema Elétrico de Potência 
o Apresentação da estrutura do SIN 
o Abordagem da regulamentação setorial 
o Introdução às normas técnicas que regem a atividade de eletricista 
o Introdução às Normas Regulamentadoras que tratam da segurança do 
trabalho envolvidas no escopo Eletricista 
o Caracterização do Risco elétrico e a sistemática prevencionista 
o Apresentação de estatísticas de acidentes – Ano-base 2017 
 
Apostila curso de Introdução à eletricidade. 
 
Registro na história: 
Ao longo da história da humanidade, a curiosidade levou a descobertas 
produzindo registros que serviram de base para novas descobertas, 
permitindo assim a evolução do conhecimento e o controle seguro desta 
força da natureza chamada ELETRICIDADE. 
 
Século 6 a.C 
- Tales de Mileto (slides) 
Tales, filósofo grego da cidade de Mileto, na Grécia, 
observou que o âmbar, depois de atritado, adquire a 
propriedade de atrair corpos leves, ou seja, fica 
“eletrizado” (eletricidade estática). 
 
 
 
 
Exercício: 
Atrite uma caneta ou pente no tecido da roupa ou no 
cabelo e aproxime a pequenos pedaços de papel e verá 
que esses serão atraídos para o pente ou caneta. 
 
 
 
PRINCÍPIO DA ELETRÍCIDADE ESTÁTICA: 
A geração de eletricidade estática é essencialmente um fenômeno de superfície associado ao 
atrito de duas superfícies diferentes. Pode ser interpretado como um efeito resultante da 
transferência de elétrons ou íons de uma superfície para outra. 
 
 
 
 
Ambar: É uma resina produzida por algumas 
espécies de arvores e plantas que com o passar 
do tempo se fossilizou, parecendo um tipo de 
pedra de cor amarelada e com certa 
transparência. 
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MATÉRIA -> Átomos e Moléculas(slides) 
CONCEITO: Tudo que tem peso e ocupa lugar no espaço é denominado matéria. Pela física 
moderna, a menor parte em que podemos dividir a matéria, sem alterar 
suas características é o átomo. 
 A molécula é a menor parte de uma substância 
que ainda mantém todas as propriedades dessa substância. Assim, 
uma molécula de água é a menor parte da água que continua 
sendo água. A molécula de água pode ser dividida em partes 
menores, chamadas átomos; nessa divisão, resultam dois átomos 
de hidrogênio e um de oxigênio, mas os átomos, separados, não 
têm as propriedades da água. 
 
Século 17 
- Otto von Guericke 
Nasceu em 20 de novembro de 1602 na cidade de Magdeburgo, na 
Alemanha. Foi matemático e engenheiro. Criou o Gerador de cargas 
elétricas por atrito (slide e vídeo) 
 
 
O Gerador de cargas elétricas por atrito consistia em uma esfera 
sólida de enxôfre montada sobre um eixo de ferro, que se 
encaixava em um suporte em uma caixa de madeira. A esfera era 
girada pelo eixo com uma mão enquanto atritada com a outra mão. 
http://www.coe.ufrj.br/~acmq/eletrostatica.html 
 
 
Século 18 
- Stephen Gray - Condutores e Isolantes 
Nascido na cidade de Canterbury, dezembro de 1666 , na Inglaterra. 
Foi físico e astrônomo amador inglês que trabalhava como tintureiro 
e foi com mais de 60 anos de idade que fez a maior parte das 
descobertas. 
Decorrente de suas pesquisas e descobertas sobre a eletrização por 
indução, concluiu a existência de materiais CONDUTORES e 
ISOLANTES. Este é um ponto crucial para o futuro da utilização da energia elétrica da forma 
como a conhecemos. 
 
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CONCEITO: 
Isolantes elétricos são aqueles materiais que possuem poucos elétrons livres e que resistem 
ao fluxo dos mesmos. Alguns materiais desta categoria são: Plástico (resinas), Silicone, 
Borracha, Vidro (cerâmicas), Óleo, Água pura deionizada. 
 
Materiais Condutores. A corrente elétrica é constituída por elétrons livres movimentando-se, 
sendo atraídos pelo pólo positivo e repelidos pelo pólo negativo, ordenadamente no sentido 
de b para a, através do fio condutor. Qualquer material pode ou não ser condutor de corrente 
elétrica, isto depende da diferença de potencial a que ele estiver sendo submetido. 
 
 
Século 18 
- 1740 – Invenção do capacitor (slide e vídeo) 
Petrus van Musschenbroek (Leiden, Países Baixos, 14 de março de 1692) e Ewald Georg von 
Kleist (Wicewo, Polonia, 10 de junho de 1700). Cientista (matemática, filosofia, medicina e 
astronomia). 
 
 
 
Petrus van Musschenbroek Ewald Georg von Kleist 
Atribui-se a ambos, mas em separado, a invenção da Garrafa de Leiden, considerado o 
primeiro condensador. 
 
 
 
 
 
 
CONCEITO: 
 Diz-se de ou conjunto de dois ou mais condutores isolados entre si por meio de 
dielétricos (material isolante) e que tem como função armazenar carga e energia elétrica 
no campo eletrostático que se estabelece entre os condutores. 
 
 
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1752 / 1759 - Cargas Positivas e Negativas – Polarização da 
cargas (slide e vídeo) 
– Benjamin Franklin (Boston, 17 de janeiro de 1706) e Franz Aepinus (Rostock, 13 de dezembro 
de 1724) 
 
 
 
 
 Benjamin Franklin Franz Aepinus 
CARGAS ELÉTRICAS: Sabemos que a matéria é constituída por átomos e estes por sua vez 
são constituídos por elétrons, prótons, nêutrons e outros. Qualquer corpo em seu estado 
normal possui um número igual de elétrons e prótons (corpo neutro). Os elétrons e os 
prótons são cargas elétricas e pelo principio das cargas sabe-se que cargas iguais se 
repelem e cargas diferentes se atraem. 
CONCEITOS 
PRINCÍPIO DA ELETRÍCIDADE ESTÁTICA: A geração de eletricidade estática é essencialmente 
um fenômeno de superfície associado ao atrito de duas superfícies diferentes. Pode ser 
interpretado como um efeito resultante da transferência de elétrons ou íons de 
uma superfície para outra. 
MATERIA: Tudo que tem peso e ocupa lugar no espaço é denominado matéria. Pela física 
moderna, a menor parte em que podemos dividir a matéria, sem alterar suas características é 
o átomo. 
A molécula é a menor parte de uma substância que ainda mantém todas as propriedades 
dessa substância. Assim, uma molécula de água é a menor parte da água que continua sendo 
água. A molécula de água pode ser dividida em partes menores, chamadas átomos; nessa 
divisão, resultam dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, mas os átomos, separados, não 
têm as propriedades da água. 
ISOLANTES ELÉTRICOS são aqueles materiais que possuem poucos elétrons livres e que 
resistem ao fluxo dos mesmos. Alguns materiais desta categoria são: Plástico (resinas), 
Silicone, Borracha, Vidro (cerâmicas), Óleo, Água pura deionizada. 
 
MATERIAIS CONDUTORES. A corrente elétrica é constituída por elétrons livres movimentando-
se, sendo atraídos pelo pólo positivo e repelidos pelo pólo negativo, ordenadamente no 
sentido de b para a, através do fio condutor. Qualquer material pode ou não ser condutor de 
corrente elétrica, isto depende da diferença de potencial a que ele estiver sendo submetido. 
CAPACITOR. Diz-se do conjunto de dois ou mais condutores isolados entre si por meio de 
dielétricos (material isolante) e que tem como função armazenarcarga e energia elétrica no 
campo eletrostático que se estabelece entre os condutores. 
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CARGAS ELÉTRICAS: Qualquer corpo em seu estado normal possui um número igual de 
elétrons e prótons (corpo neutro). Os elétrons e os prótons são cargas elétricas e pelo 
principio das cargas sabe-se que cargas iguais se repelem e cargas diferentes se atraem. 
 
Séculos 18/19 
- Alessandro Volta – Pilha elétrica (slide e vídeo) 
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta – Físico e matemático 
italiano, nasceu em 18 de fevereiro de 1745, na pequena cidade de 
Como, próxima de Milão. 
A pilha de Volta é constituída por uma solução de ácido sulfúrico em água, na qual é 
mergulhado um eletrodo de cobre e um de zinco. Se ligarmos o 
cobre ao zinco por um condutor c, passará corrente elétrica nesse 
condutor, dirigida do cobre para o zinco, o que indica que há uma 
diferença de potencial entre eles (fig. 209). A solução com os 
dois eletrodos constitui então um gerador. Os dois eletrodos são 
chamados polos, ou terminais do gerador. Chama-se polo 
positivo àquele por onde a corrente sai, e polo negativo 
àquele por onde a corrente entra. Então, na pilha de Volta, o cobre é o polo positivo, e o zinco, 
o negativo. 
- Georg Simon Ohm – Lei de Ohm 
Georg Simon Ohm. Físico e matemático alemão, nascido em 1789, na cidade 
de Erlangen, Bavária – Alemanha. Descobriu, o que anos mais tarde viria a se 
chamar Lei de Ohm em sua homenagem, a equação algébrica que indica que 
a diferença de potencial entre dois pontos de um condutor (tensão elétrica) é 
proporcional à corrente elétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCEITO: 
1a Lei de OHM: 
“A intensidade da corrente elétrica em um circuito é diretamente proporcional à 
tensão elétrica e inversamente proporcional à resistência elétrica. 
 
 I = E ÷ R 
E (ou U)= Tensão elétrica; I = Corrente elétrica (ca ou cc); R= Resistência (cc) ou Impedância 
(ca) 
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Grandezas fundamentais elétricas: 
o Tensão elétrica: unidade = Volt (V). Quando entre dois corpos ou entre dois 
pontos existe uma diferença de quantidade de cargas dizemos que temos 
uma diferença de potencial ou uma tensão elétrica representada pela letra 
“E” ou “U”. 
o Corrente elétrica: unidade = Ampere (A). É o fluxo ordenado de elétrons. Nas 
pilhas e baterias é denominada corrente CONTINUA quando o fluxo de elétron 
é numa mesma direção. Representada pela letra I. 
o Resistência elétrica: unidade = Ohm (Ω). É a oposição (dificuldade) que os 
materiais oferecem à passagem da corrente elétrica. Representada pela 
letra R. 
Muitas vezes as unidades de medida das grandezas elétricas são valores grandes ou 
pequenos demais de forma que se torna necessário a utilização de múltiplos ou de 
submúltiplos da unidade de medida. 
Os principais múltiplos e submúltiplos que iremos utilizar são identificados a seguir: 
 
Múltiplos: 
K – quilo. Ex.: 1KΩ = 1.000Ω 
M – mega. Ex.: 1MV = 1.000.000V 
Submúltiplos: 
μ - micro. Ex.: 1μV = 0,000.001V 
m – mili. Ex: 1mA = 0,001A 
 
CONVERSÃO ENTRE OS MÚLTIPLOS E OS SUBMÚLTIPLOS 
 
A conversão entre as unidades de medida pode ser feita através de regra de três 
simples, ou através da regra prática ilustrada a seguir: 
 
 ÷1000 ÷1000 ÷1000 ÷1000 
 
μ m unidade K M 
 
 x1000 x1000 x1000 x1000 
 
Na regra acima a cada mudança de múltiplo dividimos ou multiplicamos por mil 
conforme a transformação que estamos utilizando. 
 
Ex.: para transformamos 5.600mV para KV devemos dividir 5.600 por mil e teremos 
5,6V, dividimos novamente por mil e temos então 
0,056. 
 
 
 
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Século 19 Era da Eletricidade – Luz elétrica (slide e vídeo) 
 
Humphry Davy Nasceu na cidade de Penzance – Ingalterra, em 17 de 
dezembro de 1778. Quimico, por volta de 1800, inventou a lâmpada de 
arco voltaico. Este foi o início de uma nova era. 
 
Século 19 Indução magnética – Motor elétrico (slide e vídeo) 
Michael Faraday, nasceu em 22 de setembro de 1791, na cidade de 
Londres, Inglaterra. Físico e químico britânico. Através de seus 
experimentos, formulou a lei da indução eletromagnetica, a Lei de Faraday. 
 
A Lei de Faraday ou Lei de Indução Eletromagnética, enuncia que quando houver variação do 
fluxo magnético através de um circuito, surgirá nele uma força 
eletromotriz induzida. Essa lei foi estabelecida por Michael 
Faraday, em 1831, a partir da descoberta do fenômeno da 
indução eletromagnética. 
 
 
Séculos 19/20 
Tesla vs Edison - Guerra das Correntes – CA vs CC (slide e vídeo) 
 
Thomas Alva Edison (Milan, Ohio, 11 de fevereiro de 1847). Em 
1879, depois de realizar 1.200 experiências, Thomas Edison 
inventou a lâmpada elétrica e desenvolveu a tecnologia para 
geração e distribuição de energia elétrica em Corrente Continua 
(CC). 
Nikola Tesla (1856) na aldeia de Smiljan, na atual Croácia. Físico e 
matemático. Um dos maiores inventores que já existiram. As 
criações dele permitem a utilização da corrente alternada em 
praticamente todas as utilizações atuais. Desde motores de indução 
ao controle remoto, da transmissão via rádio à lâmpada 
fluorescente. Desenvolveu, senão toda, mas a maior parte da 
tecnologia para geração, transmissão e distribuição de energia 
elétrica em Corrente Alternada (CA). 
 
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CONCEITO: 
Corrente Alternada - A corrente alternada (CA ou AC - do inglês alternating current), é uma 
corrente elétrica cujo sentido varia no tempo. 
A tensão elétrica muda constantemente de polaridade, de positivo para negativo, e 
inverte seu sentido a intervalos regulares (período ou ciclo). A “amplitude” é o valor de 
zero até o valor de pico, positivo ou negativo. 
O período em que muda de valor, conforme imagem abaixo, se convencionou chamar 
de período ou ciclo, cuja unidade é o Hertz e a sigla que o representa é “Hz”. 
 
O sistema elétrico brasileiro trabalha na FREQUÊNCIA de 60 Hz/seg, ou seja, a tensão 
muda de valor 60 vezes em um segundo. 
 
 
 
 
POTÊNCIA ELÉTRICA (P): A Potência elétrica (P) é a quantidade de energia consumida em um 
intervalo de tempo. Sua unidade é Watts (W) e é representada pela letra P. 
Cálculo das grandezas elétricas fundamentais: 
 
 
 
Sendo: 
P a potência em Watts (W) 
E a tensão elétrica em Volts (V) 
I a corrente elétrica em Amperes (A) 
R a resistência elétrica em Ohms (Ω). Observemos que na corrente alternada a “resistência” é 
chamada de IMPEDÂNCIA. 
 
 
 
 
 
 
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Corrente Alternada 
 
A corrente alternada pode ser gerada de maneiras variadas. Assim, de acordo com a Lei de 
Faraday ocorrerá na bobina uma fem (força eletromotriz) induzida alternada e, 
consequentemente, se o circuito elétrico constituído pela bobina e a sua parte externa estiver 
fechado, ocorrerá uma corrente alternada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TRIANGULO DAS POTÊNCIAS 
 
 
 
DADO 
PROCURADO 
CORRENTE 
ALTERNADA 
MONOFÁSICO 
CORRENTE 
ALTERNADA 
TRIFÁSICO 
 
CORRENTE 
CONTÍNUA 
 
 
kW 
 
kVA 
 
CV 
 
AMPERES 
SABENDO HP 
 
AMPERES 
SABENDO kW 
 
 
AMPERES 
SABENDO kVA 
 
FATOR DE 
POTÊNCIA 
 
 
UNITÁRIO 
Observação: 
Veja ao final da apostilaa tabela de eficiência de 
motores. 
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Sistema Elétrico de Potência – SEP 
O SEP é composto por três grandes sistemas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRANSMISSÃO: É a condução da 
energia de onde foi produzida 
para os centros de consumo. É 
também onde ocorre a 
interligação dos sistemas. Neste 
processo ocorre mudança de 
tensão 
GERAÇÃO: É neste sistema que 
ocorrem as transformações de 
diversos tipos de energia em 
variadas fontes em energia 
elétrica. 
DISTRIBUIÇÃO: É neste sistema 
que a energia gerada nas usinas e 
conduzida pelas Linhas de 
Transmissão tem sua tensão 
reduzida para níveis de Média 
tensão e Baixa tensão. 
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GERAÇÃO – FONTES 
Termica: Termoelétricas - Queima de combustível (Fossil ou Biomassa) 
 
Hídrica: Hidroelétricas - Potencial Hídrico 
 
Eólica: Energia dos ventos 
 
 
 
 
 
 
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Solar: Células Fotovoltaicas – Radiação solar 
 
 
Marés: Maremotriz – Energia dos Oceanos 
 
Nuclear: Térmica, porém com reator nuclear. Fissão e Fusão 
 
 
 
 
 
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Sistema Interligado Nacional 
Premissas do SIN: 
Continuidade: Energia sempre disponível ao consumidor 
Conformidade: Fornecimento de energia deve obedecer a padrões 
Flexibilidade: Adaptação às mudanças continuas de topologia 
Segurança: Fornecimento de energia não deve causar riscos à população 
Manutenção: Propriedade de retorno à operação o mais rápido possível. 
Na GERAÇÃO é formado por: Na TRANSMISSÃO é formado por: 
 
 
 
 
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O ONS – Operador Nacional do Sistema Elétrico é uma entidade brasileira 
de direito privado sem fins lucrativos criada em 1998 e que é responsável 
pelo controle das operações de geração e transmissão de energia elétrica 
no sistema interligado. A maior parte da energia gerada/transmitida no 
país está dentro do SIN, mas o ONS é responsável também pelo 
planejamento nos sistemas isolados. É a ANEEL que fiscaliza e 
regulamenta o ONS. 
 
Aonde estamos? 
 
 
 
 
 
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Riscos e Sistemática Prevencionista 
Conceitos: 
Risco: capacidade de uma grandeza com potencial para causar lesões ou danos à 
saúde das pessoas. 
Perigo:situação ou condição de risco com probabilidade de causar lesão física ou 
dano à saúde das pessoas por ausência de medidas de controle. 
(Redação dada NR-10 ) 
A Pirâmide de Bird (Eng. Frank Bird). 
O engenheiro Frank Bird, entre 1959 a 1966 analisou cerca de 90 mil acidentes de 
trabalho e chegou na proporção mostrada abaixo. 
 
Os números acima significam que para cada 500 acidentes sem lesão 
haverá 1 com Lesão leve. Para cada 100 acidentes com lesão leve haverá 
1 MORTE ou lesão grave. 
Sistemática Prevencionista 
Conceito: Sistemática prevencionista é o conjunto de medidas, instituições, 
normas e ações destinadas a prevenir a ocorrência de acidentes. 
No intuito de mitigar os riscos e perigos, foram criadas normas técnicas que, em 
termos de ações de prevenção, regulamentam a realização dos mais diversos tipos 
trabalhos. São as Normas Regulamentadoras, criadas por comissões TRIPARTITES, 
ou seja, que nos estudos e deliberações para definir as regras que comporiam 
essas Normas Regulamentadoras, ou NR, participaram representantes dos 
Trabalhadores, do Governo e dos Empregadores. 
As Normas Regulamentadoras (NR) são disposições complementares ao capitulo V 
da CLT, consistindo em obrigações, direitos e deveres a serem cumpridos por 
empregadores e trabalhadores com o objetivo de garantir trabalho seguro e sadio, 
prevenindo a ocorrência de doenças e acidentes de trabalho. A elaboração/revisão 
das NR é realizada pelo Ministério do Trabalho adotando o sistema tripartite 
paritário por meio de grupos e comissões compostas por representantes do 
governo, de empregadores e de empregados. 
Apostila curso de Introdução à eletricidade. 
Além das Normas Regulamentadoras, acima descritas, também há Normas Técnicas 
as quais referem-se, em geral, à classificação, especificação, método de ensaio, 
procedimento, padronização, simbologia e terminologia, sendo no Brasil elaboradas 
e aprovadas pelo foro brasileiro de normalização, a Associação Brasileira de Normas 
Técnicas (ABNT). 
A seguir uma relação de Normas Regulamentadoras e Técnicas (slide) que poderão 
ser aplicadas na execução dos trabalhos, não se limitando a estas. 
 NR-6 - EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL - EPI 
 NR-12 -SEGURANÇA NO TRABALHO EM MÁQUINAS E EQUIPAMENTO 
 NR-10 - SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE 
 NR-35 - TRABALHO EM ALTURA 
 NBR 5410:2008 – INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO 
 NBR 14039:2005 - INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE MÉDIA TENSÃO DE 1,0 KV A 36,2 
KV 
 NBR5419-1 A 4 DE 05/2015 - PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS 
 
Acidente: 
CONCEITO: Acidente do trabalho é o que ocorre pelo 
exercício do trabalho a serviço da empresa, com o 
segurado empregado, trabalhador avulso, médico 
residente, bem como com o segurado especial, no 
exercício de suas atividades, provocando lesão corporal 
ou perturbação funcional que cause a morte, a perda ou 
redução, temporária ou permanente, da capacidade para 
o trabalho. 
 
Ato inseguro ou Quase acidente? 
Os atos inseguros são eventos em que a situação de 
perigo decorre de uma ação contínua de um ou mais 
trabalhadores durante algum tempo, enquanto os quase-
acidentes também normalmente envolvem a ação 
humana, porém a mesma é instantânea, sem 
continuidade. 
 
 
 
 
 
Apostila curso de Introdução à eletricidade. 
 
 
Estatísticas: 
 Os dados a seguir foram compilados pela Abracopel –Associação Brasileira 
de Conscientização para os Perigos da Eletricidade, referentes a 2017. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acidentes por queda com diferença de nível (2017) 
As quedas com diferença de nível representaram 10,6% dos registros de acidentes 
de trabalho reportados pelas empresas ao INSS no ano passado. Segundo dados do 
órgão, das 349.579 Comunicações de Acidentes de Trabalho (CATs) entregues em 
2017 referentes a acidentes típicos e doenças, 37.057 foram relacionadas a quedas. 
As quedas com diferença de nível chamam atenção pela gravidade. Quando 
contabilizados os acidentes fatais de trabalho, esses acidentes respondem por um 
percentual ainda maior: 14,49% do total. No ano passado, 161 das 1.111 mortes 
em ambiente de trabalho foram causadas por esse tipo de ocorrência. 
 
 
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TABELAS DE EFICIÊNCIA DE MOTORES 
RENDIMENTO E FATOR DE POTÊNCIA 
 
 
 
 
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