P3R3-Aula2-EletricidadeBasica-V2

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Autores: Wederson Silva
Marx Freitas
Daynara Souza
Projeto de Extensão Robô na Escola
Aula 2 - Eletricidade 
Básica
Belém, Junho de 2017
Visite: p3r3.com
Corrente elétrica
● Um condutor metálico com elétrons livres quando conectado 
a um pólo positivo e um negativo, passa a movimentar esses 
elétrons ordenadamente em um sentido. Isso é chamado de 
corrente elétrica. [1]
Circuito elétrico aberto e fechado
 Aula 2 [2]
Corrente elétrica
● O sentido convencional da corrente vai do pólo positivo para 
o pólo negativo.
Sentido real e convencional
 InfoEscola [1]
Tensão elétrica ou d.d.p.
● A tensão elétrica ou d.d.p. é a diferença de potencial elétrico 
entre dois pontos [3].
Diferença de potencial
 InfoEscola [3]
D.D.P. = 1.5V 
aprox.
Tensão elétrica ou d.d.p.
● Para entender um pouco melhor sobre a tensão elétrica, 
podemos fazer uma analogia com uma caixa d'água.
O que é tensão ou corrente
 EletronPi [8]
● Quanto maior a altura H, maior será o fluxo F. Assim como 
quanto maior a tensão V, maior será a corrente A.
Resistência elétrica 
● A resistência elétrica é algo que resiste à corrente elétrica. [4]
Resistência elétrica
 Mundo da Elétrica [4]
Resistência elétrica 
● O ferro de passar, o chuveiro elétrico, as estufas usam 
resistências para gerar calor.
Resistência elétrica
 Mundo da Elétrica [4]
● No LED (Diodo Emissor de Luz) a corrente flui à partir do 
ânodo (redondo) para o cátodo (achatado).
LED
Diagrama do LED
Pygmalionrobotics [6]
LED
● Quando o LED começa a conduzir, se não houver resistência 
para limitar a sua corrente, o LED pode queimar. [7]
+
-
R
i
Vcc
● Porém, se usar uma resistência muito alta, o LED pode nem 
sequer brilhar. 
LED
● O LED possui uma queda de tensão dependendo da sua cor:
Queda de tensão do LED de acordo com a cor
COR do LED Vd (queda de tensão)
Infravermelho 1.6 V
Vermelho 1.6 V
Laranja 1.8 V
Amarelo 1.8 V
Verde 2.1 V
Azul 2.7 V
Branco 2.7 V
Tabela de queda de tensão
Newton C Braga [7] 
MAS PRIMEIRO!
Você Gosta de Matemática e 
Física?
MAS PRIMEIRO!
Você Gosta de Matemática e 
Física?
SIM !
- Que bom, você vai usá-la.
MAS PRIMEIRO!
Você Gosta de Matemática e 
Física?
NÃO !
- Você pode aprender assim 
mesmo. :)
Lei de Ohm 
● A lei em homenagem ao físico alemão George Simon Ohm 
(1989-1954), afirma que [5]: 
OU
V é a tensão elétrica (ou d.d.p.) medida em volt (V)
I é a corrente elétrica medida em ampère (A)
R é a resistência elétrica medida em ohm (Ω)
➔ R = V / i
➔ R = 10 / 0.002
➔ R = 5000 Ω ou 5 kΩ
Exemplo 1
● Calcule o valor da resistência no circuito abaixo:
+
-
R = ?
i = 2 mAVcc = 10V
➔ i = V / R
➔ i = 5 / 330
➔ i = 0.01515 A ou 15.15 mA
Exemplo 2
● Calcule o valor da corrente no circuito abaixo:
+
-
R = 330 Ω
i = ?Vcc = 5 V
➔ i = V / R
➔ i = V / R ~ 0 ( resistência próxima a zero )
➔ i = ~ ∞ ( corrente tende ao infinito )
Curto-circuito
● Quando um condutor conecta diretamente um pólo ao 
outro, a corrente tenderá ao infinito queimando o circuito.
+
- Curto-circuito
● Assumindo que a resistência do fio é próxima a zero, então:
Portanto...
NÃO faça curto-circuitos!
OK
Estamos prontos para o 
primeiro experimento. 
:)
MAS PRIMEIRO!
...É PRECISO CONHECER OS 
COMPONENTES
● O objetivo do projeto Arduíno é criar 
ferramentas que são acessíveis, com 
baixo custo, flexíveis e fáceis de se 
usar por amadores e profissionais.
● Uma plataforma de prototipagem de 
Hardware Livre.
ARDUÍNO
● O MICROCONTROLADOR ARDUÍNO é uma ótima opção 
para aprender eletrônica com pequenos projetos.
Arduíno UNO
https://www.arduino.cc
● Recomenda-se alimentar o Arduino 
com tensões entre 7 V e 12 V [9].
● Existem diversos modelos, shields, 
sensores, entre outros. Compatíveis 
com o Arduino.
ARDUÍNO
● Você pode alimentar o Arduíno através do cabo USB ou 
através do conector jack.
Arduíno UNO
https://www.arduino.cc
Detalhes da Placa Arduíno
Placa Arduíno
https://www.arduino.cc
● Protoboard é uma placa com furos e conexões condutoras 
para montagem de circuitos elétricos. 
Protoboard
Protoboard
Fritzing [2]
● Protoboard é uma placa com furos e conexões condutoras 
para montagem de circuitos elétricos. 
Protoboard - Conexões
Protoboard
Fritzing [2]
● São fios condutores que facilitam a montagem do circuito 
em uma protoboard.
Jumpers wire
Jumpers wire
robotshop [3]
● No LED (Diodo Emissor de Luz) a corrente flui à partir do 
ânodo (redondo) para o cátodo (achatado).
LED
LED na protoboard
Foto: Alisson
Diagrama do LED
Pygmalionrobotics [4]
● É um componente elétrico que “resiste” à corrente elétrica, 
limitando a corrente elétrica.
Resistor
Resistor
ThomasNet.com 
● Possui um código de cores para indicar o seu valor.
Resistor
Tabela de cores do resistor
Mecânica Manutenção Aeronáutica [8]
Revisão da Lei de Ohm 
● A lei em homenagem ao físico alemão George Simon Ohm 
(1989-1954), afirma que [5]: 
OU
V é a tensão elétrica (ou d.d.p.) medida em volt (V)
I é a corrente elétrica medida em ampère (A)
R é a resistência elétrica medida em ohm (Ω)
● O LED precisa de 20 mA aproximadamente para ter uma 
iluminação satisfatória [2] e vamos usar 2 V para a queda de 
tensão do LED. Portanto:
Qual resistor usar no LED?
➔ R = ( Vcc - VLED ) / iLED 
➔ R = ( 5 - 2) / 0.02
➔ R = ( 3 ) / 0.02
➔ R = 150 Ω 
+
-
R = ?
i = 20 mA
Vcc = 5 V
VLED = 2 V
● Quando não possuímos um resistor de 150 Ω em nosso kit, 
podemos usar o mais próximo disponível.
Exercício 1
● Calcule o valor da resistência no circuito abaixo:
+
-
R = ?
i = 20 mAVcc = 5V
➔ R = V / i
➔ R = 5 / 0.02
➔ R = 250 Ω 
Exercício 1
● Calcule o valor da resistência no circuito abaixo:
+
-
R = ?
i = 20 mAVcc = 5V
Pisca LED - Montagem do circuito
Montagem para o 
pisca LED
Fritzing [2]
‘
Como fazer o Arduíno “pensar”?
● Fazemos programas na IDE do Arduíno.
Toda a lógica de programação 
pode ser escrita na IDE do 
Arduíno.
As linguagens mais utilizadas 
são C e C++ que são 
transformadas em linguagem 
de máquina quando o código é 
compilado.
Exemplo - Pisca LED
Exemplo - Pisca LED
Inserir configuração de pinos 
nesse bloco de instruções.
Exemplo - Pisca LED
Inserir configuração de pinos 
nesse bloco de instruções.
Inserir a programação 
nesse bloco de instruções
Exemplo - Pisca LED
Inserir configuração de pinos 
nesse bloco de instruções.
Inserir a programação 
nesse bloco de instruções
Mensagens de ERRO
em Inglês :(
Agora é possível 
controlar o trânsito
...Vamos fazer dois tipos de 
semáforos. Um simples e um 
interativo
Montagem para o 
semáforo simples
Arena-maker [10]
Exemplo 2 - Semáforo Simples
Exemplo 2 - Semáforo Simples
Exemplo 3 - Semáforo Interativo
Exemplo 3 - Semáforo Interativo
Exemplo 3 - Semáforo Interativo
[1] “Corrente Elétrica”. Fonte <http://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica >
[2] “Aula 2 - Princípio básico de eletricidade”. Autor: <Marco J. Sousa, Bruno Ricardo, Alisson Souza>
[3] “Diferença de Potencial”. Fonte <http://www.infoescola.com/eletricidade/diferenca-de-potencial/>
[4] “O que é resistência elétrica? ”. Fonte <https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-resistencia-eletrica/>
[5] “Lei de Ohm”. Fonte <https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Ohm>
[6] “Pygmalion”. Fonte: < http://www.pygmalionrobotics.com/tutoriales/electronica/kit-electronica-tutorial-1 >
[7] ”NewtonCBraga”, Fonte: 
<http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/733-como-funcionam-os-leds-art096>
[8] “Mecânica Manuenção Aeronáutica”, Fonte: 
< https://mmalondrina.wordpress.com/2014/09/05/codigo-de-cores-e-leitura-de-resistores/ >
[9] “Arduino UNO” Fonte: <https://www.embarcados.com.br/arduino-uno/>
[10] ”Arena-maker”, Fonte: <http://www.arena-maker.com/products/projeto-1-semaforo-com-arduino/>
*Todos os links acessados em: 07/Jun/2017
Referências
http://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica
http://www.infoescola.com/eletricidade/diferenca-de-potencial/
https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-resistencia-eletrica/https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Ohm
http://www.pygmalionrobotics.com/tutoriales/electronica/kit-electronica-tutorial-1
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/733-como-funcionam-os-leds-art096
https://mmalondrina.wordpress.com/2014/09/05/codigo-de-cores-e-leitura-de-resistores/
https://www.embarcados.com.br/arduino-uno/
http://www.arena-maker.com/products/projeto-1-semaforo-com-arduino/