livro_ instalacoes eletricas (1)

Prévia do material em texto

Instalações Elétricas I 
 
1ª
ed
iç
ão
 
Instalações Elétricas I 
Thales Terrola e Lopes 
Instalações Elétricas I 
 
 
DIREÇÃO SUPERIOR 
Chanceler Joaquim de Oliveira 
Reitora Marlene Salgado de Oliveira 
Presidente da Mantenedora Wellington Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor de Planejamento e Finanças Wellington Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor de Organização e Desenvolvimento Jefferson Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor Administrativo Wallace Salgado de Oliveira 
Pró-Reitora Acadêmica Jaina dos Santos Mello Ferreira 
Pró-Reitor de Extensão Manuel de Souza Esteves 
 
DEPARTAMENTO DE ENSINO A DISTÂNCIA 
Gerência Nacional do EAD Bruno Mello Ferreira 
Gestor Acadêmico Diogo Pereira da Silva 
 
FICHA TÉCNICA 
Texto: Thales Terrola e Lopes 
Revisão Ortográfica: Rafael Dias de Carvalho Moraes 
Projeto Gráfico e Editoração: Antonia Machado, Eduardo Bordoni, Fabrício Ramos e Victor Narciso 
Supervisão de Materiais Instrucionais: Antonia Machado 
Ilustração: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos 
Capa: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos 
 
COORDENAÇÃO GERAL: 
Departamento de Ensino a Distância 
Rua Marechal Deodoro 217, Centro, Niterói, RJ, CEP 24020-420 www.universo.edu.br 
 
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universo – Campus Niterói 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bibliotecária: ELIZABETH FRANCO MARTINS – CRB 7/4990 
 
Informamos que é de única e exclusiva responsabilidade do autor a originalidade desta obra, não se r esponsabilizando a ASOEC 
Pelo conteúdo do texto formulado. 
© Departamento de Ensi no a Dist ância - Universidade Salgado de Oliveira 
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, arquivada ou transmitida de nenhuma forma 
ou por nenhum meio sem permissão expressa e por escrito da Associação Salgado de Oliveira de Educação e Cultura, mantenedor a 
da Univer sidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO). 
 
 
L864i Lopes, Thales Terrola e . 
Instalações elétricas 1 / Thales Terrola e Lopes ; revisão de Rafael Dias 
de Carvalho Moraes e Christina Corrêa da Fonseca. 1. ed. – Niterói, RJ: 
EAD/UNIVERSO, 2015. 
232 p. : il. 
 1. Instalações elétricas. 2. Magnetismo. 3. \Ohm, Lei de. 4. Ensino à 
distância. I. Moraes, Rafael Dias de Carvalho. II. Fonseca, Christina Corrêa da. 
III. Título 
CDD 621. 
Instalações Elétricas I 
 
 
Palavra da Reitora 
Acompanhando as necessidades de um mundo cada vez mais complexo, 
exigente e necessitado de aprendizagem contínua, a Universidade Salgado de 
Oliveira (UNIVERSO) apresenta a UNIVERSO EAD, que reúne os diferentes 
segmentos do ensino a distância na universidade. Nosso programa foi 
desenvolvido segundo as diretrizes do MEC e baseado em experiências do gênero 
bem-sucedidas mundialmente. 
São inúmeras as vantagens de se estudar a distância e somente por meio 
dessa modalidade de ensino são sanadas as dificuldades de tempo e espaço 
presentes nos dias de hoje. O aluno tem a possibilidade de administrar seu próprio 
tempo e gerenciar seu estudo de acordo com sua disponibilidade, tornando-se 
responsável pela própria aprendizagem. 
O ensino a distância complementa os estudos presenciais à medida que 
permite que alunos e professores, fisicamente distanciados, possam estar a todo 
momento ligados por ferramentas de interação presentes na Internet através de 
nossa plataforma. 
Além disso, nosso material didático foi desenvolvido por professores 
especializados nessa modalidade de ensino, em que a clareza e objetividade são 
fundamentais para a perfeita compreensão dos conteúdos. 
A UNIVERSO tem uma história de sucesso no que diz respeito à educação a 
distância. Nossa experiência nos remete ao final da década de 80, com o bem-
sucedido projeto Novo Saber. Hoje, oferece uma estrutura em constante processo 
de atualização, ampliando as possibilidades de acesso a cursos de atualização, 
graduação ou pós-graduação. 
Reafirmando seu compromisso com a excelência no ensino e compartilhando 
as novas tendências em educação, a UNIVERSO convida seu alunado a conhecer o 
programa e usufruir das vantagens que o estudar a distância proporciona. 
 
Seja bem-vindo à UNIVERSO EAD! 
Professora Marlene Salgado de Oliveira 
Reitora.
Instalações Elétricas I 
4 
 
Instalações Elétricas I 
5 
Sumário 
 
Apresentação da disciplina ............................................................................................. 07 
Plano da disciplina ............................................................................................................ 09 
Unidade 1 – A Natureza da Eletricidade ...................................................................... 13 
Unidade 2 – Padrões Elétricos e Convenções ............................................................ 37 
Unidade 3 – Leis de Ohm e Potência............................................................................ 57 
Unidade 4 – Circuitos Série, Paralelo, Misto e Cálculo de Redes............................ 75 
Unidade 5 – Magnetismo, Geradores e Motores ....................................................... 113 
Unidade 6 – Princípios da Corrente Alternada, Indutores e Capacitores ............ 151 
Considerações finais ......................................................................................................... 197 
Conhecendo o autor ......................................................................................................... 198 
Referências .......................................................................................................................... 199 
Anexos.................................................................................................................................. 201 
Instalações Elétricas I 
6 
 
Instalações Elétricas I 
7 
 
 
Apresentação da Disciplina 
 
Caro Estudante, 
Convido você a participar da disciplina Instalações Elétricas I. 
É um prazer tê-lo em nossa companhia para estudar este curso por meio da 
modalidade de ensina a Distância da Universidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO). 
Nesta disciplina, você aprenderá noções básicas de eletricidade, circuitos 
elétricos e componentes elétricos, habilitando o aluno a compreender e interpretar 
as principais leis que regem os fenômenos físicos na aplicação dos princípios 
elétricos. 
Ademais, esta disciplina procura, além de fornecer os conhecimentos básicos 
em eletricidade, preparar o aluno para adquirir os conhecimentos necessários para 
evoluir nos estudos de instalações elétricas. 
O conteúdo será abordado na seguinte ordem: 
Unidade 1: A natureza da Eletricidade; 
Unidade 2: Padrões elétricos e convenções; 
Unidade 3: Lei de Ohm e Potência; 
Unidade 4: Circuitos série, paralelo, misto e cálculo de redes; 
Unidade5: Magnetismo, geradores e motores; 
Unidade 6: Princípios da corrente alternada, indutância, reatância indutiva e 
circuitos indutivos, capacitores. 
Os objetivos deste estudo são: 
 Identificar os conceitos básicos de eletricidade; 
 Identificar os conceitos básicos de resistência, tensão e corrente elétrica e 
as leis que regem a relação destes; 
 Aprender as técnicas mais usuais de solução de circuitos elétricos resistivos; 
 Identificar os conceitos básicos de eletromagnetismo; 
Instalações Elétricas I 
8 
 Aplicar estes conceitos em situações cotidianas; 
 Resolver exercícios que envolvam os conceitos de eletricidade. 
Portanto, esperamos que, ao final desta disciplina, você esteja habilitado a 
identificar os conceitos básicos de eletricidade, suas aplicações cotidianas e a 
solução de exercícios que envolvam eletricidade básica. 
 Para que os objetivos sejam alcançados, você terá condições de, numa carga de 
trabalho de 60 horas, desenvolver todo o conteúdo teórico da disciplina e 
aplicarem os conhecimentos adquiridos na solução de exercícios. 
Então, dedique tempo para fazer a leitura, as atividades e retirar suas dúvidas. 
Sempre que considerar necessário, volte ao textoe refaça as atividades. Não se 
limite a este material, procurando sempre complementar os estudos com a 
bibliografia indicada ao final do material. 
Bom estudo!! 
 
Instalações Elétricas I 
9 
Plano da Disciplina 
 
O objetivo da disciplina Instalações Elétricas I é apresentar as grandezas 
elétricas fundamentais, decodificar termos técnicos e unidades de medida, estudar 
o funcionamento de circuitos elétricos em corrente contínua e em corrente 
alternada, compreender o funcionamento dos principais elementos dos circuitos 
elétricos, bem como compreender os fenômenos eletromagnéticos fundamentais 
e suas principais aplicações. 
A disciplina está dividida em seis unidades, tornando mais clara a 
compreensão do aluno dos conceitos elétricos e eletromagnéticos que envolvem 
as Instalações Elétricas. O documento se inicia apresentando os conceitos 
fundamentais de eletricidade, a partir das bases físicas envolvidas neste fenômeno, 
evoluindo para análises mais aprofundadas de circuitos elétricos em corrente 
contínua e alternada e chegando ao estudo de motores e geradores elétricos, 
sempre focando as aplicações e explicações dos fenômenos no mundo que nos 
cerca. 
Assim, foi elaborado abaixo um resumo de cada unidade para que o aluno tenha 
uma compreensão geral de tudo o que será abordado nesta disciplina, podendo 
até, antecipadamente, buscar fontes que complementem o estudo. 
 
Unidade 1 - A natureza da Eletricidade 
Na primeira unidade, vamos estudar os conceitos iniciais de eletricidade, 
mostrando sua origem na estrutura atômica e a evolução dos conceitos ao longo 
da história. 
Objetivos: 
 Conhecer, empregar e interpretar os princípios e fundamentos que regem 
os circuitos elétricos; 
 Reconhecer e interpretar conceitos básicos sobre as formas de onda em 
corrente contínua e em corrente alternada. 
 
Instalações Elétricas I 
10 
Unidade 2 – Padrões elétricos e convenções 
Na segunda unidade, vamos estudar a notação cientifica aplicada na 
descrição de circuitos elétricos e a simbologia dos elementos e diagramas 
comumente utilizados nestes circuitos. 
Objetivos: 
 Trabalhar com a notação cientifica comumente aplicada em eletricidade, 
que contempla a transformação dos algarismos para a potência de dez, o 
arredondamento numérico e o uso de prefixos métricos no lugar da 
redação completa do algarismo; 
 Identificar a simbologia gráfica padrão utilizada para os elementos de um 
circuito elétrico e os principais diagramas aplicados nestes circuitos. 
 
Unidade 3 – Lei de Ohm e Potência 
Na terceira unidade, vamos estudar a Lei de Ohm, que trata da relação 
existente entre a tensão, a corrente e a resistência elétrica, e apresentar o conceito 
de potência e energia em circuitos elétricos. 
Objetivos: 
 Reconhecer componentes de circuitos elétricos em corrente continua; 
 Identificar, calcular e aplicar a lei básica que rege as relações em um circuito 
elétrico, no caso a Lei de Ohm; 
 Determinar a potência e a energia produzida ou consumida em circuitos 
elétricos. 
 
Unidade 4 – Circuitos série, paralelo, misto e cálculo de redes 
Na quarta unidade, vamos estudar as leis e métodos de análise aplicados 
na solução de circuitos elétricos em diversas configurações, série – paralela - mista, 
e em configurações particulares, que exigem o uso de técnicas especificas de 
resolução. 
 
Instalações Elétricas I 
11 
Objetivos: 
 Conhecer e aplicar as principais leis e métodos de análise de circuitos 
elétricos puramente resistivos em corrente contínua; 
 Conhecer e aplicar técnicas específicas de resolução de circuitos elétricos. 
 
Unidade 5 – Magnetismo, geradores e motores 
Na quinta unidade, vamos estudar os conceitos físicos e os experimentos 
clássicos que levaram a construção da teoria eletromagnética básica, e os dois 
principais equipamentos construídos a partir dos princípios eletromagnéticos, os 
geradores e motores elétricos. 
Objetivos: 
 Compreender as leis fundamentais do eletromagnetismo, capacitando o 
estudante a identificar e aplicar estas leis; 
 Estudar os tipos e o princípio de funcionamento dos geradores e motores 
elétricos. 
 
Unidade 6 – Princípios da corrente alternada, indutores e circuitos indutivos, 
capacitores e circuitos capacitivos 
Na última unidade, vamos estudar os circuitos em corrente alternada, 
aprendendo o conceito da modelagem fasorial e o comportamento dos elementos 
resistivos, capacitivos e indutivos nos circuitos em corrente alternada. 
Objetivos: 
 Conhecer e aplicar o método fasorial para a solução de circuitos elétricos 
em corrente alternada; 
 Trabalhar com circuitos resistivos, indutivos e capacitivos alimentados por 
fontes de corrente contínua e alternada. 
 
Bons estudos! 
 
Instalações Elétricas I 
12 
 
Instalações Elétricas I 
13 
 
1 A Natureza da Eletricidade 
Instalações Elétricas I 
14 
Eletricidade refere-se a um fenômeno eletromagnético que se origina da 
interação de certos tipos de partículas subatômicas. Para entender tais interações, 
estudaremos algumas das propriedades da eletricidade como carga, corrente, 
diferença de potencial, potência, campo elétrico e resistência. Este estudo é 
importante, pois o mundo moderno baseia-se prioritariamente em eletricidade e 
uma pequena interrupção no abastecimento elétrico, faz com que todo o avanço 
tecnológico verificado até os dias de hoje na sociedade, se reduza aos padrões 
sociais que se verificava há cem anos. 
Este primeiro capítulo é essencial para que você conheça os principais 
conceitos de eletricidade, contemplando os conceitos de carga elétrica, campo 
eletrostático, diferença de potencial, corrente elétrica, condutores, correntes e 
tensões elétricas contínuas e alternadas e as diferentes fontes de eletricidade, que 
o homem tem utilizado nos seu dia a dia, desde a descoberta deste fenômeno por 
Tales de Mileto, na antiguidade grega. 
Plano da unidade: 
 A estrutura dos átomos 
 A Carga Elétrica. 
 O Coulomb 
 O Campo Eletrostático 
 D.D.P. 
 A corrente 
 Fluxo de Corrente 
 Diferença de Potencial (DDP) 
 Fontes de Eletricidade 
 Bateria Química 
 Gerador 
 Energia Térmica 
 Conversão Magneto-hidrodinâmica (MHD) 
 Emissão Termoiônica 
 Pilhas Solares 
 Efeito Piesoelétrico 
 Efeito Fotoelétrico 
 Termopares 
 Correntes e Tensões Contínua e Alternada 
 
Bons estudos! 
 
Instalações Elétricas I 
15 
 
A Estrutura dos Átomos 
 
A eletricidade foi descoberta por um filosofo grego, Tales de Mileto que, ao 
esfregar um âmbar a um pedaço de pele de carneiro, observou que pedaços de 
palhas e fragmentos de madeira começaram a ser atraídas pelo próprio âmbar. 
Embora os fenômenos envolvendo eletricidade sejam conhecidos há muito tempo, 
somente durante o século XIX, investigações, mais científicas foram feitas. Hoje 
sabemos que a explicação da natureza da eletricidade vem da estrutura da matéria, 
os átomos. Na figura 1.1, vemos um esboço de um átomo dos mais simples, o 
átomo de Lítio. Temos o núcleo deste átomo, que é composto por dois tipos de 
partículas: os prótons, partículas carregadas positivamente, e os nêutrons, que têm 
a mesma massa dos prótons, só que não são partículas carregadas. Na periferia dos 
átomos encontramos os elétrons, partículas carregadas negativamente e de 
mesmo valor que os prótons, orbitando ao redor do núcleo. Os elétrons são 
caracterizados por serem cerca de 1836 vezes mais leves que os prótons. Em seu 
estado natural, todo átomo tem o mesmo número de prótons e elétrons, ou seja, é 
eletricamente neutro. O modelo da figura 1.1 foi proposto pelo físico inglês Ernest 
Rutherford, após uma série de experiências feitas em 1906. 
 
FIGURA 1.1: Esboço de um átomo de Lítio. 
 
Instalações Elétricas I 
16 
 
A Carga Elétrica 
 
Frequentemente falamos em “carga elétrica”. O que vem a ser a carga elétrica? 
Suponha que você tem um corpo “carregado com carganegativa”. Considerando 
que, as cargas que conhecemos são aquelas representadas nos átomos, os prótons 
(positivos) e os elétrons (negativos), então, um corpo com “carga negativa”, na 
verdade, é um corpo em cujos átomos há um maior número de elétrons do que de 
prótons. Ou, de maneira contrária, outro corpo com carga positiva é aquele em que 
o número de elétrons é menor do que o número de prótons. Esta variação de 
cargas positivas para negativas em um corpo é feita mais facilmente variando o 
número de elétrons do corpo, já que como eles estão na periferia dos átomos, são 
mais facilmente removíveis. 
Como consequência do que colocamos acima, toda carga que aparece em um 
corpo é um múltiplo da carga de cada elétron, uma vez que, para tornarmos um 
corpo negativamente carregado, fornecemos a este 1 elétron, 2 elétrons e assim 
por diante. Da mesma maneira, para tornarmos o corpo carregado positivamente, é 
necessário “arrancar” de cada átomo um elétron, dois elétrons, etc. Este processo 
de variação do número de elétrons dos átomos é chamado de ionização. Um 
átomo cujos elétrons não estejam em mesmo número de seus prótons é chamado 
de íon. Assim, de uma maneira geral, toda carga elétrica (Q) pode ser calculada da 
seguinte forma: 
Q = N x e (1) 
Onde: N - número de elétrons fornecidos (no caso de carga negativa) ou 
retirados (no caso de cargas positivas) do corpo; e - carga elétrica fundamental, que 
é a carga presente em cada próton ou elétron, com valor aproximadamente de 1,6 
x 10-16 Coulomb. 
Podemos então afirmar que “eletrizar um corpo” significa basicamente tornar 
diferente o número de prótons e de elétrons (adicionando ou reduzindo o número 
de elétrons). A eletrização de um corpo pode ocorrer por três formas distintas: 
eletrização por atrito, eletrização por contato e eletrização por indução. 
A eletrização por atrito foi descoberta por volta do século VI a.C. pelo 
matemático grego Tales de Mileto, sendo seu estudo expandido, onde se 
Instalações Elétricas I 
17 
comprovou que dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são 
atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha elétrons) e outro 
positivamente (perde elétrons). Quando há eletrização por atrito, os dois corpos 
ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos. 
Na eletrização por contato, se dois corpos condutores, sendo pelo menos um 
deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, 
sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, 
inclusive com mesmo sinal. Este tipo de eletrização pode gerar um choque elétrico. 
Isto é o que acontece quando tocamos um elemento eletrizado, como por 
exemplo, uma tubulação metálica. O contato do nosso corpo com a superfície da 
tubulação metálica, por exemplo, faz com que haja uma rápida passagem de 
cargas elétricas através do nosso corpo, daí aparecendo à sensação de choque 
elétrico. 
A eletrização por indução baseia-se na atração de cargas de sinais opostos, 
sem a necessidade do contato direto entre dois elementos. 
 
O Coulomb 
O Sistema Internacional de Unidades (SI), mais conhecido como MKS (Metro, 
Kilograma, Segundo), é utilizado para definirmos as unidades de medida das 
grandezas físicas utilizadas em nossos estudos. Assim, para a carga elétrica têm-se 
como unidade de medida o Coulomb [C]. 
Como descrito anteriormente, a carga elétrica fundamental, em Coulombs, 
tem um valor muito pequeno, igual a 1,6 x 10-16 C. Daí, para conseguir cargas de 1 
Coulomb, é necessária a transferência de vários elétrons entre corpos. 
Um (1) Coulomb é definido como a quantidade de carga elétrica que atravessa 
em um segundo, a secção transversal de um condutor percorrido por uma corrente 
igual a um Ampère (A). 
 
Instalações Elétricas I 
18 
 
O Campo Elétrico (E) 
A força trocada entre as cargas, mesmo que no vácuo, não depende de um 
“meio” que faça com que uma carga “sinta” a presença da outra. Quem faz este 
papel é o campo elétrico, que pode ser entendido como uma medida da influência 
que uma carga elétrica exerce ao seu redor. Quanto maior o valor de uma carga 
elétrica, mais atração ou repulsão ela pode exercer sobre uma carga ao seu redor, 
portanto, maior será também o valor do seu campo elétrico. Se colocarmos uma 
carga qo em uma região do espaço onde existe um campo elétrico E, a relação 
entre a força (F) que vai atuar sobre esta carga e o campo elétrico é: 
F =qo x E (2) 
Devemos ter cuidado com esta equação, já que ela relaciona vetores! Se a 
carga qo for positiva, temos que F=qoE, ou seja, força e campo tem o mesmo 
sentido (figura 1.2a). Do contrário, se qo for negativa, F = –qoE, o que significa que 
a força sobre qo tem sentido contrário ao do campo elétrico que atua na região em 
que ela se encontra (figura 1.2b). 
 
FIGURA 1.2: a) qo > 0, F e E com mesmo sentido; b) qo < 0, F e E com sentidos opostos. 
 
A partir da equação 2 podemos exprimir as unidades de medida do campo 
elétrico no Sistema Internacional de Unidades: 
E = F/qo = Newton/Coulomb = N/C 
Por exemplo, se colocarmos uma distribuição de cargas na presença de um 
campo de 5 N/C, ele exercerá uma força de 5 Newton em cada Coulomb de carga. 
Para representarmos graficamente o campo elétrico, podemos recorrer ao 
desenho das linhas de campo elétrico, que obedecem às seguintes regras: 
As linhas de campo elétrico começam nas cargas positivas e terminam nas 
cargas negativas; 
As linhas de campo elétrico nunca se cruzam; 
Instalações Elétricas I 
19 
A densidade de linhas de campo elétrico dá uma ideia da intensidade do 
campo elétrico. Em uma região de alta densidade de linhas, temos um alto valor do 
campo elétrico. 
De uma maneira geral, as linhas de campo elétrico representam a trajetória de 
uma carga positiva abandonada em repouso em um campo elétrico pré-existente. 
Na figura 1.3 temos representado um campo elétrico formado entre duas placas 
carregadas com cargas de sinais opostos, se movendo de A para B. 
 
FIGURA 1.3: Trajetória de uma carga positiva dentro do campo elétrico formado por duas placas 
carregadas com cargas de sinais opostos. 
 
A Diferença de Potencial (DDP) 
A Diferença de Potencial (DDP) pode ser explicada a partir de alguns conceitos 
que já estudamos em Mecânica Newtoniana. Imagine uma carga elétrica Q em 
repouso, em uma região onde atua um campo elétrico, E. Este campo vai fazer com 
que atue na carga uma força de módulo F, definida por: 
F = Q x E (3) 
Como a partícula estava em repouso, e sabendo-se que pela 2a Lei de Newton 
(F = m x a) que a aplicação de uma força sobre uma massa (m), faz com que a 
partícula adquira uma aceleração (a), saindo do repouso e por consequência, 
deslocando-se. Ora, já sabemos que quando uma força provoca deslocamento em 
um corpo, dizemos então que a força realiza trabalho sobre este corpo. Sabemos 
também que energia é a capacidade de se realizar trabalho. Podemos então 
concluir que o campo elétrico armazena energia elétrica e realiza trabalho sobre 
uma carga Q. Desta forma, quanto maior o valor do campo, maior a força que ele 
pode exercer e maior também o trabalho realizado. A intensidade do campo e a 
Instalações Elétricas I 
20 
sua consequente capacidade de realização de trabalho é definida como a 
quantidade de energia que cada Coulomb possui devido a separação de prótons e 
elétrons no campo elétrico. 
Quando entre dois corpos ou entre dois pontos existe uma diferença de 
quantidade de cargas, dizemos que temos uma diferença de potencial (DDP ou ddp) 
ou uma tensão elétrica (V). A tensão elétrica mensura a relação da quantidade de 
energia que as cargas adquirem (ao se afastar um elétron de um próton) por 
Coulomb (J/C), sendo medida em Volts (V). 
DDP = V = Volt = Joule/Coulomb = J/C (4) 
Interpretando esta unidade, temos, por exemplo, que uma diferença de 
potencial de 12 Volts significaque em uma distribuição de cargas colocada em um 
campo elétrico, este campo realiza um trabalho de 12 Joules sobre cada Coulomb 
de carga, deslocando estas cargas no campo. 
 
A corrente elétrica 
Em um elemento condutor, os elétrons livres, aqueles que podem se mover 
devido a diferenças de potencial executam um movimento desordenado através 
do condutor. Contudo, se este condutor for utilizado para conectar dois corpos 
com uma diferença de potencial entre si, como na Figura 1.4, haverá um fluxo de 
elétrons ordenados através do condutor, porque o corpo que está com carga 
negativa vai fornecer elétrons para o corpo carregado positivamente através do 
caminho formado pelo condutor. Ao movimento ordenado de elétrons através de 
um condutor sujeito a uma tensão, chamamos de corrente elétrica. 
O movimento de cargas ocorre do corpo negativo (ou pólo negativo) para o 
corpo positivo (ou polo positivo), no entanto, por um fato histórico, foi atribuído à 
corrente o sentido do polo positivo para o negativo, como podemos ver na Figura 
1.4, assim prevalecendo até hoje. Para o caso de uma fonte de tensão em um 
circuito elétrico, como uma bateria, adota-se o sentido correto da corrente, do polo 
negativo para o polo positivo. 
 
 
Instalações Elétricas I 
21 
 
 
FIGURA 1.4: Movimento ordenado de elétrons através de um condutor. 
 
Podemos reparar que quanto mais carga passar de um corpo para o outro, 
maior o fluxo de cargas entre eles e maior a corrente elétrica entre estes corpos. 
Assim, quanto maior a corrente elétrica, mais carga passa pela mesma seção do 
condutor em um mesmo intervalo de tempo. 
A corrente elétrica (I) pode ser medida através da unidade conhecida como 
Ampère (A), que corresponde à quantidade de Coulomb que passa por um ponto 
em um segundo (1C/seg = 1A). 
I = ∆Q/∆t = Ampère = C/seg (5) 
Por exemplo: se uma corrente de 2,0 A passa por um condutor, significa que se 
tomarmos uma seção transversal do condutor, a cada segundo, passam 2 
Coulombs de carga por ali. Se lembrarmos do pequeno valor da carga de um 
elétron (e = 1,6 x 10–19 C) imagine quantos elétrons estão passando a cada 
instante! 
 
A Força Eletromotriz (f.e.m) 
 
Partindo de nossa ideia inicial da origem da DDP ou tensão, os dois corpos 
ligados por um condutor rapidamente atingiriam o equilíbrio de cargas, fazendo 
com que a corrente elétrica entre eles cessasse. No entanto, em circuitos elétricos, 
não é isto o que observamos. Logo, precisamos de um mecanismo que reponha as 
cargas que foram deslocadas de um corpo para outro, mantendo assim a DDP e a 
Instalações Elétricas I 
22 
corrente elétrica constante entre os dois corpos. Esse mecanismo é o que 
chamamos de Força Eletromotriz (f.e.m), cuja unidade de medida também é o Volt 
(V). 
Para garantir que exista uma circulação continuada, necessitamos de certos 
dispositivos elétricos, tais como as pilhas, baterias, alternadores e dínamos, etc; que 
são capazes de gerar uma diferença de potencial (DDP) em seus terminais e 
fornecer elétrons para os equipamentos a eles conectados. Esses aparelhos são 
chamados de fontes de força eletromotriz, abreviadamente f.e.m (símbolo E). Na 
Figura 1.5 é apresentado um exemplo de um circuito elétrico simples, 
representando a f.e.m (E) produzida por uma pilha, que fornece uma corrente I 
para alimentar uma carga composta por uma lâmpada. A Figura também ilustra a 
tensão V da bateria, obtida após a resistência r. 
 
FIGURA 1.5: Circuito elétrico mostrando a f.e.m produzida por uma pilha. 
 
Onde: 
r - resistência interna da fonte, em ohms. 
E - f.e.m, em volts (V). 
I - intensidade de corrente em ampères (A). 
 
Instalações Elétricas I 
23 
 
Fontes de Eletricidade 
A partir do conceito de Força Eletromotriz, acima discutido, pode-se assim 
definir uma fonte de f.e.m como sendo um dispositivo que fornece energia ao 
circuito, no qual a energia química, mecânica ou de outra natureza é transformada 
em energia elétrica. 
As fontes de f.e.m são caracterizadas como fontes de tensão, podendo ser 
fontes de tensão independentes ou fontes de tensão dependentes (controladas). 
Nos circuitos elétricos também é usual encontrar a presença de fontes de corrente, 
que alimentam uma corrente específica ao circuito, independente da tensão sobre 
seus terminais de corrente. As fontes de corrente também podem ser dos tipos 
independentes ou dependentes. 
Fonte independente de tensão é um elemento ativo que mantém uma tensão 
constante entre seus terminais. Assim, a corrente é determinada pelo restante do 
circuito. A fonte independente de corrente mantém uma corrente constante no 
circuito, sendo a tensão determinada pelo restante do circuito. Na Figura 1.6a esta 
ilustrada as fontes independentes de tensão e corrente, onde a seta indica o 
sentido da corrente e, conforme convenção já vista para elemento ativo, o terminal 
de maior potencial (+) está no lado indicado por essa seta. 
Fontes dependentes (ou controladas) de tensão ou de corrente operam de 
forma similar às anteriores, mas o nível da tensão ou corrente mantida depende de 
outra tensão ou de outra corrente de algum ponto do circuito. Nos diagramas da 
Figura 1.6b, as fontes dependentes são indicadas por losangos, em substituição aos 
círculos empregados para designar as fontes dependentes. A tensão na fonte 
dependente de tensão é definida pela queda de tensão em um resistor rm qualquer, 
dada por rmix. Por sua vez, a corrente na fonte dependente de corrente é dada por 
Vx/rm ou gmVx. 
 
FIGURA 1.6: a) Fontes independentes de tensão e corrente; b) Fontes dependentes de tensão e 
corrente.~ 
Instalações Elétricas I 
24 
 
 
Bateria Química 
Uma pilha química voltaica ou bateria química consiste em uma combinação 
de materiais que são utilizados para converter a energia química em energia 
elétrica. Uma bateria é constituída pela ligação de duas ou mais pilhas. Uma reação 
química produz cargas opostas em dois metais diferentes, que servem como 
terminais negativo e positivo, como ilustrado na Figura 1.7. Os metais estão em 
contato com um eletrólito para fechamento do circuito elétrico. 
 
FIGURA 1.7: Pilha química voltaica. 
 
Gerador Elétrico 
 
Em 1831, tanto Michael Faraday, no Reino Unido, como Joseph Henry, nos 
Estados Unidos, demonstraram cada um a seu modo, mas ao mesmo tempo, a 
possibilidade de transformar energia mecânica em energia elétrica. Embora 
diversas formas de energia (mecânica, térmica, química etc.) possam ser 
convertidas em eletricidade, o termo "gerador elétrico" se reserva, na indústria, 
apenas para as máquinas que convertem energia mecânica em elétrica. Conforme 
as características da corrente elétrica que produzem, os geradores podem ser de 
corrente contínua (dínamos) e alternada (alternadores). 
O gerador elétrico mais simples é formado por uma espira plana com 
liberdade suficiente para se mover sob a ação de um campo magnético uniforme. 
Essa espira gira em torno de um eixo perpendicular à direção das linhas de força do 
campo magnético aplicado. A variação do valor do fluxo que atravessa a espira 
móvel induz nela uma força eletromotriz ou tensão. 
Instalações Elétricas I 
25 
Assim, a força eletromotriz resulta do movimento relativo que há entre a espira 
e o campo magnético. A corrente produzida desse modo é alternada. Para se obter 
corrente contínua, é preciso dotar o gerador de um dispositivo que faça a 
retificação da corrente, denominado coletor dos dínamos. Pela descrição do 
princípio de funcionamento dos geradores, vê-se que possuem dois circuitos 
distintos: o do induzido e o do indutor. No caso do gerador elementar, o induzido 
seria a bobina móvel e o indutor o campo magnético. 
Atualmente, mais de 95% da energia elétrica consumida no mundo é 
produzida por geradores elétricos. 
 
Energia Térmica 
 
As moléculas constituintes da matéria estão em contínuo movimento, 
denominado agitaçãotérmica. A energia cinética associada a esse movimento é 
chamada energia térmica. Se colocarmos água em presença da chama de um bico 
de gás, o movimento de suas moléculas tornar-se-á mais intenso: a energia térmica 
aumentará. Se colocarmos a água em presença de gelo, ocorrerá uma diminuição 
do movimento molecular, assim a energia térmica diminuirá. 
A energia térmica pode ser obtida por pelo menos três formas: 
 Combustão ou queima de materiais: transformação de energia química em 
energia térmica. Na queima de materiais há liberação de calor, uma vez que 
os gases que resultam da combustão estão numa temperatura muito maior 
que a do meio ambiente. Há propagação de energia térmica dos gases para 
todo o ambiente ao seu redor devido a essa diferença de 
temperatura. Exemplo: a queima do gás no fogão de cozinha; 
 Atrito: transformação de energia mecânica em energia térmica. Exemplo: 
esfregar as mãos; 
 Resistência elétrica: transformação de energia elétrica em energia térmica. 
Exemplo: a resistência que aquece a água dentro do chuveiro. 
A produção da maior parte da energia elétrica origina-se pela formação de 
energia térmica, que geralmente utiliza o petróleo, gás natural e o carvão, entre 
outros derivados, que são fontes não renováveis de energia. Uma vez que a energia 
térmica esteja disponível, o próximo passo é convertê-la em energia mecânica. O 
Instalações Elétricas I 
26 
processo mais usual consiste em aquecer a água para produzir vapor, que por sua 
vez, é comprimido e utilizado para movimentar as turbinas que acionam um 
gerador elétrico acoplado as mesmas, como ilustrado na Figura 1.8, que mostra o 
principio básico de operação de uma usina termoelétrica. Verifica-se pela figura 
que o vapor de água utilizado para o acionamento da turbina é condensado e 
reutilizado no processo de geração de eletricidade. 
 
FIGURA 1.8: Geração termoelétrica de eletricidade. 
 
Conversão Magneto hidrodinâmica (MHD) 
 
Em um conversor MHD, os gases são ionizados por meio de temperaturas 
altíssimas, em torno de 1650 graus Celsius (1650°C), sendo que os gases quentes 
passam através de um forte campo magnético que origina uma corrente elétrica. 
Os gases extraídos retornam novamente para a fonte de calor para completar um 
ciclo. Os conversores MHD não possuem partes mecânicas móveis, como mostrado 
na Figura 1.9. 
 
Instalações Elétricas I 
27 
 
 
FIGURA 1.9: Princípio do conversor MHD. 
 
Emissão Termiônica 
 
O conversor de energia termoiônica é um dispositivo constituído por dois 
eletrodos num vácuo. O eletrodo emissor é aquecido e produz elétrons livres, 
enquanto o eletrodo coletor é mantido a uma temperatura mais baixa e recebe os 
elétrons emitidos pelo emissor. 
 
Efeito Fotoelétrico 
O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons pela matéria sob a ação 
da luz e foi descoberto em 1887 pelo cientista alemão Heinrich Hertz (1857-1894). 
Assim, radiação eletromagnética, como a luz, incidindo na superfície de um metal 
pode extrair elétrons dessa superfície. Um fóton de radiação eletromagnética ao 
atingir o metal é completamente absorvido por um único elétron que com esta 
energia adicional pode “escapar” do metal, gerando uma corrente elétrica. Alguns 
metais, como o zinco, potássio e o óxido de césio, emitem elétrons quando as suas 
superfícies são atingidas pela luz. 
Exemplos comuns de foto eletricidade são os tubos de televisão e as células 
fotoelétricas. Uma célula fotoelétrica é constituída de um catodo (c) e de um anodo 
(a) metálicos, no interior de uma ampola de vidro na qual é criado vácuo, como 
ilustrado na Figura 1.10. Reveste-se a superfície côncava do catodo por uma fina 
camada de metal alcalino. Quando a luz atravessa a janela e incide na superfície do 
catodo, libera elétrons que são atraídos pelo anodo, fechando o circuito elétrico e 
Instalações Elétricas I 
28 
indicando a passagem de corrente no amperímetro. Assim, um raio de luz 
incidindo na janela age como uma chave elétrica que fecha o circuito. Ao se 
bloquear a incidência da luz, cessa a passagem de corrente elétrica, como se uma 
chave abrisse o circuito. Atualmente são usados sistemas mais simples e mais 
eficazes, com o mesmo princípio de funcionamento, chamados fotos sensores. 
 
FIGURA 1.10: Princípio de uma célula fotovoltaica. 
 
Efeito Piezo elétrico 
Certos cristais, como o quartzo e os sais de Rochelle, geram uma tensão 
quando vibram mecanicamente. Este fenômeno é conhecido como efeito piezo 
elétrico. Um exemplo é a cápsula de cristal dos toca discos, que contém um cristal 
de sal de Rochelle ao qual é fixada a agulha. À medida que a agulha passa pelos 
sulcos dos discos, ela oscila de um lado para o outro. Este movimento mecânico é 
aplicado ao cristal que gera uma tensão proporcional a sua vibração. 
 
Termopares 
Os termopares são dispositivos elétricos utilizados na medição de 
temperatura. Foram descobertos por acaso em 1822, quando o físico Thomas 
Seebeck juntou dois metais que geraram uma tensão elétrica em função das suas 
temperaturas. Este princípio ficou conhecido como efeito Seebeck e propiciou a 
utilização de termopares para a medição de temperatura. 
Um termopar ou par termométrico consiste de dois condutores metálicos de 
natureza distinta, na forma de metais puros ou ligas homogêneas, que são 
soldados um ao outro em uma das extremidades. Se a junção dos dois metais for 
aquecida, gera-se uma f.e.m. (ordem de mV), sendo esta uma função do 
aquecimento dos dois metais diferentes e com temperaturas diferentes em suas 
extremidades. A f.e.m. gerada por um termopar depende única e exclusivamente 
Instalações Elétricas I 
29 
da composição química dos dois metais e das temperaturas entre as duas junções; 
ou seja, a tensão gerada independe do gradiente de temperatura ao longo dos fios. 
Na Figura 1.11 é ilustrado o princípio de funcionamento de um termopar, na qual a 
tensão lida pelo voltímetro é função da diferença de potencial entre os metais A e 
B, quando aquecidos. 
 
FIGURA 1.11: Princípio de um termopar. 
 
 
Correntes e Tensões Contínua e Alternada 
A corrente elétrica que circula nos fios ou condutores e nos aparelhos 
elétricos, ou tensão elétrica que alimenta um circuito, pode apresentar dois tipos, 
alternada ou contínua, sendo indicada como CA ou CC nos aparelhos. 
Uma corrente elétrica ou tensão alternada é gerada por dínamos ou 
geradores\alternadores, e varia com o tempo em ciclos, sendo que seu valor se 
altera com a passagem do tempo, sendo assim sinais periódicos, como as formas 
de onda apresentadas na Figura 1.12. Nas tomadas das residências, a freqüência 
com que a corrente se alterna é de 60 Hz, ou seja, 60 ciclos por segundo. 
De uma forma geral, podemos definir a corrente e tensão alternada como: 
“Uma Corrente Alternada é aquela que inverte, periodicamente, o sentido no qual 
está circulando. Ela também varia a sua intensidade continuamente no tempo”. 
“Uma Tensão Alternada é aquela que inverte, periodicamente, a polaridade da sua 
tensão.” 
A Tensão ou Corrente Alternada Senoidal é aquela cuja forma de onda é 
representada por uma senóide. Dizemos assim que é um sinal senoidal. A forma de 
onda periódica mais importante e de maior interesse é a alternada senoidal de 
tensão e de corrente, pois a energia elétrica gerada nas usinas e consumida na 
maioria dos equipamentos elétricos utiliza a tensão e corrente alternada senoidal. 
Instalações Elétricas I 
30 
 
FIGURA 1.12: Formas da onda de tensão e corrente em corrente alternada. 
A corrente contínua é aquela que circula através de um condutor ou de um 
circuito somente em um único sentido. A razão da corrente ser unidirecional se 
deve ao fato das fontes de tensão, como as pilhas e as baterias, manterem a mesma 
polaridade da tensão de saída, como ilustrado na Figura 1.13. A tensão fornecida 
por essas fontes é chamada de tensão de corrente contínua ousimplesmente de 
tensão CC. Uma fonte de tensão contínua pode variar o valor da sua tensão de 
saída, mas se a polaridade for mantida, a corrente fluirá somente em um sentido. 
 
FIGURA 1.13: Formas da onda de tensão e corrente em corrente contínua. 
Instalações Elétricas I 
31 
Estamos encerrando a unidade. Sempre que tiver uma dúvida entre em 
contato com seu tutor virtual através do ambiente virtual de aprendizagem e 
consulte sempre a biblioteca do seu polo. 
 
É hora de se avaliar 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
 
 
Instalações Elétricas I 
32 
 
Exercícios - unidade 1 
 
1.Escreva a palavra ou palavras que completam mais corretamente cada uma 
das seguintes afIrmações: 
a) A capacidade de uma carga realizar trabalho é o seu ___________________. 
b) Quando uma carga é diferente da outra, há uma 
_______________________ de______________. 
c) A unidade de diferença de potencial é o 
______________________________. 
d) A soma das diferenças de potencial de todas as cargas é igual a 
________________ da fonte. 
e) O movimento de carga produz uma ___________________. 
f) Uma grande quantidade de carfas em movimento representa um valor 
________de corrente. 
g) Quando a diferença de potencial for zero, o valor da corrente 
sera____________. 
h) O fluxo de carga elétrica em um circuito é chamado de 
___________________. 
i) O sentido do fluxo convencional da corrente é do ponto de potencial 
______________ para o ponto de potencial __________________. 
j) A corrente contínua (cc) tem somente ______________________sentido. 
k) Uma ________________é um exemplo de uma fonte de tensão cc. 
l) Uma corrente alternada (ca) _____________________ a sua polaridade. 
 
Instalações Elétricas I 
33 
2.Um fio de cobre está sendo percorrido por uma corrente elétrica. Esta corrente 
elétrica é constituída pelo movimento ordenado de: 
a) elétrons livres; 
b) prótons; 
c) nêutrons; 
d) elétrons livres num sentido e prótons em sentido oposto; 
e) elétrons livres e prótons no mesmo sentido. 
 
3.Pela seção transversal de um fio metálico passam 4,0 x 1019 elétrons por segundo. 
A carga elétrica do elétron tem módulo 1,6 x 10-19 C. A Intensidade da corrente 
elétrica que atravessa o fio é, em ampères, igual a: 
a)3,2 
b) 6,4 
c) 8,0 
d) 9,6 
e) 16 
 
4.Determine a corrente necessária para carregar um dielétrico para que ele 
acumule uma carga de 20 C após 4s. 
 
 
 
 
5.Uma corrente de 8 A carrega uma bateria durante 3 s. Qual a carga acumulada? 
 
 
 
 
Instalações Elétricas I 
34 
6.A unidade de carga elétrica no SI é o coulomb (C). Ele é definido a partir de 
duas outras unidades básicas do SI: a de corrente elétrica, ou seja, o ampère (A) e a 
de tempo, o segundo (s). Podemos afirmar que: 
a) C = A x s 
b) C = A/s 
c) C = s/A 
d) C = A x s2 
e) C = A/s2 
 
7.Uma corrente elétrica com intensidade de 8,0 A percorre um condutor 
metálico. A carga elementar é e = 1,6 x 10-19 C. Determine o tipo e o número de 
partículas carregadas que atravessam uma secção transversal desse condutor, por 
segundo, e marque a opção correta: 
a)Elétrons;4,0 x 1019 partículas 
b) Elétrons; 5,0 x 1019 partículas 
c)Prótons;4,0 x 1019 partículas 
d)Prótons;5,0 x 1019 partículas 
e)Prótons num sentido e elétrons no outro; 5,0 x 1019 partículas 
 
8.Sobre uma carga elétrica de 2,0 x 10-6C, colocada em certo ponto do espaço, 
age uma força de intensidade 0,80N. Despreze as ações gravitacionais. A 
intensidade do campo elétrico nesse ponto é: 
a) 1,6 x 10-6 N/C 
b) 1,3 x 10-5 N/C 
c) 2,0 x 103 N/C 
d) 1,6 x 105 N/C 
e) 4,0 x 105 N/C 
 
Instalações Elétricas I 
35 
9: Associe corretamente a coluna da direita com a coluna da esquerda e 
assinale a alternativa que relaciona corretamente as colunas. 
 
Dispositivo: Transformação de tipo de energia: 
1. Pilha de rádio a. Elétrica em Mecânica 
2. Gerador de usina hidrelétrica b. Elétrica em Térmica 
3. Chuveiro elétrico c.Térmica em Mecânica 
4. Alto-falante d.Química em Elétrica 
5. Máquina a vapor e. Mecânica em Elétrica 
 
a)1–d; 2–e; 3–b; 4–a; 5–c. 
b) 1–d; 2–a; 3–b; 4–e; 5–c. 
c) 1–b; 2–e; 3–d; 4–a; 5–c. 
d) 1–d; 2–b; 3–c; 4–a; 5–e. 
e) 1–b; 2–a; 3–d; 4–e; 5–c. 
 
10: Considere uma partícula carregada com carga Q = 4 μC e que ela seja 
colocada em um ponto A de um campo elétrico cujo potencial elétrico seja igual a 
60 V. Se essa partícula deslocar para um ponto B, cujo potencial elétrico seja 20 V, 
qual será o valor da força que atuará sobre esta carga quando ela estiver no ponto 
A e posteriormente no ponto B? 
Por definição, a força elétrica que atua sobre a carga elétrica em qualquer 
ponto do campo elétrico é dada pela relação F = Q x E. Sendo assim, temos: 
Q = 4 μC = 4 x 10-6 C 
Instalações Elétricas I 
36 
 
 
Instalações Elétricas I 
37 
 
Padrões Elétricos e 
Convenções 2
Instalações Elétricas I 
38 
No decorrer da evolução da física, qualquer sistema de unidade era 
estabelecido conforme as conveniências do trabalho. As grandezas fundamentais 
eram arbitradas de acordo com a conveniência e, não raro, ocorria à situação de 
uma grandeza se apresentar como fundamental em um sistema e derivada em 
outro. 
Procurou a ciência por fim a esse estado de coisas, procurando desenvolver 
um sistema de unidades completo, abrangendo todos os fenômenos físicos, com 
um mínimo de constantes de transformação e com algumas poucas dimensões 
para se definir todas as grandezas derivadas. Em 1901, o engenheiro italiano 
Giorgi elaborou um sistema de padrão de unidades bastante coerente, 
denominado de MKS. O Sistema Giorgi constitui, com algumas alterações, a base 
sobre a qual se definiu o sistema internacional de unidades, conhecido pela sigla SI. 
Todas as unidades elétricas do SI decorrem de homens que deram de seu esforço e 
capacidade para o progresso da eletricidade. 
Este segundo capítulo é essencial para que você aprenda a trabalhar com a 
notação cientifica comumente aplicada em eletricidade, que contempla a 
transformação dos algarismos para a potência de dez, o arredondamento numérico 
e o uso de prefixos métricos no lugar da redação completa do algarismo. Ao final 
do capítulo é realizada uma apresentação da simbologia gráfica padrão utilizada 
para os principais elementos encontrados em um circuito elétrico e também dos 
principais diagramas aplicados em circuitos elétricos, que se baseiam no emprego 
da simbologia padrão. 
Plano da unidade: 
 Introdução 
 Prefixos Métricos 
 Potências de 10 
 Notação Científica 
 Arredondamento de Números 
 Símbolos Gráficos e Diagramas Elétricos 
 Diagrama Esquemático 
 Diagrama de Linhas Simples ou Unifilar 
 Diagrama de Blocos 
 Diagrama de Fiação ou de Conexões 
 
Bons estudos! 
 
Instalações Elétricas I 
39 
 
 
Introdução 
Em eletricidade usa-se o sistema métrico internacional de unidades conhecido 
comumente por SI, cuja abreviação em inglês decorre das palavras “système 
internationale”. A Tabela 2.1 apresenta as sete unidades básicas do SI são: 
comprimento, massa, tempo, corrente elétrica, temperatura termodinâmica, 
intensidade luminosa e quantidade de matéria. Antigamente utilizava-se o sistema 
métrico MKS, onde M representava o metro (comprimento), K representava o 
quilograma (massa) e S representava a unidade de tempo (segundo). As duas 
unidades suplementares do SI são o ângulo plano em radianos (rad), e o ângulo 
sólido em estereorradiano (sr). 
Tabela 2.1: Unidades básicas do SI. 
Grandeza Unidade Fundamental Símbolo 
Comprimento Metro m 
Massa QuilogramaKg 
Tempo Segundo s 
Corrente Elétrica Ampère A 
Temperatura 
Termodinâmica 
Kelvin K 
Intensidade 
luminosa 
Candela Cd 
Quantidade de 
matéria 
Mole mol 
 
 
Outras unidades usuais podem ser deduzidas a partir de unidades 
fundamentais e das unidades suplementares. Por exemplo, a unidade de carga é o 
Coulomb que é deduzida a partir das unidades fundamentais segundo e ampère. A 
maioria das unidades utilizadas em eletricidade são unidades derivadas, conforme 
mostrado na Tabela 2.2. 
Instalações Elétricas I 
40 
 
 
Tabela 2.2: Unidades utilizadas em eletricidade derivadas do SI. 
Grandeza Unidade 
Fundamental 
Símbolo 
Energia Joule J 
Força Newton N 
Potência Watt W 
Carga Elétrica Coulomb C 
Potencial Elétrico Volt V 
Resistência Elétrica Ohm Ω 
Condutância Elétrica Siemens S 
Capacitância Elétrica Farad F 
Indutância Elétrica Henry H 
Freqüência Hertz Hz 
Fluxo Magnético Weber Wb 
Densidade de Fluxo 
Magnético 
Tesla T 
 
Prefixos Métricos 
No estudo da eletricidade básica, algumas unidades elétricas são pequenas 
demais ou grandes demais para serem expressas convenientemente. Por exemplo, 
no caso da resistência, frequentemente utilizamos valores de milhões ou milhares 
de ohms. O prefixo Kilo (designado pela letra K) mostrou-se uma forma 
conveniente de se representar mil. Assim, para dizer que um resistor tem um valor 
de 10.000 Ω, nos referimos a ele como um resistor de 10 KΩ. No caso da corrente, 
frequentemente utilizamos valores de milésimos ou milionésimos de ampères. 
Utilizamos então expressões como miliampères (mA) e microampères (μA). O 
Instalações Elétricas I 
41 
 
prefixo mili é uma forma abreviada de se escrever milésimos e micro é uma 
abreviação para milionésimos. Assim, 0,015 A toma-se 15 miliampères (15 mA) e 
0,000003 A torna-se 3 microampères (3μA). Na Tabela 2.3 estão ilustrados os 
principais prefixos métricos utilizados em eletricidade. 
 
Tabela 2.3: Prefixos métricos utilizados em eletricidade. 
Prefixo Símbolo Valor 
Tera T 1 000 000 000 000 
Giga G 1 000 000 000 
Mega M 1 000 000 
Kilo K 1 000 
Mili M 0,001 
Micro μ 0,000 001 
Nano N 0,000 000 001 
Pico P 0,000 000 000 001 
Exemplo: Um gerador tem capacidade de fornecer 500.000 Watts. Qual a sua 
capacidade em kW e MW? 
500.000 Watts = 500 X 1.000 = 500 kW 
500.000 Watts = 0,5 X 1.000.000 = 0,5 MW 
 
Potências de 10 
Já vimos que frequentemente é necessário ou conveniente converter uma 
unidade de medida em outra unidade que pode ser maior ou menor. No item 
anterior isto foi feito substituindo-se determinados valores por um prefixo métrico. 
Outra forma seria converter o número da potência de 10. Muitas vezes nos 
referimos às potências de 10 como a "notação de engenheiro". A Tabela 2.4 
exemplifica números expressos na potência de 10. 
Instalações Elétricas I 
42 
 
Tabela 2.4: Potências de 10. 
Prefixo Número Potencia de 10 
Tera 1 000 000 000 000 1012 
Giga 1 000 000 000 109 
Mega 1 000 000 106 
Kilo 1 000 103 
Mili 0,001 10-3 
Micro 0,000 001 10-6 
Nano 0,000 000 001 10-9 
Pico 0,000 000 000 001 10-12 
Para se converter um número para a potência de 10, algumas regras devem ser 
seguidas: 
Regra1: Para se escrever números maiores do que 1 na forma de um número 
pequeno vezes uma potência de 10, desloca-se a casa decimal para a esquerda 
tantos algarismos quantos os desejados. A seguir, multiplica-se o número obtido 
por 10, elevado a uma potência igual ao número de casas deslocadas. Ex.: 3000 = 
3.000 = 3 X 103 (a potência ou expoente é 3) 
6500 = 65.00 = 65 X 102 (a potência ou expoente é 2) 
880000 = 88.0000 = 88 X 104 (a potência ou expoente é 4) 
42,56 = 4,256 X 10 (a potência ou expoente é 1) 
Regra 2: Para se escrever números menores do que 1 como um número 
inteiro vezes uma potência de 10, desloca-se a casa decimal para a direita tantos 
algarismos quantos forem necessários. A seguir, multiplica-se o número obtido por 
10, elevado a uma potência negativa igual ao número de casas decimais 
deslocadas. 
Ex.: 0,006 = 6 X 10-3 (a potência ou expoente é -3) 
0,435 = 4,35 X 10-1 (a potência ou expoente é -1) 
0,435 = 43,5 X 10-2 (a potência ou expoente é -2) 
Instalações Elétricas I 
43 
 
0,00092 = 92 X 10-5 (a potência ou expoente é -5) 
Regra 3: Para converter um número expresso com uma potência positiva de 
10 num número decimal, desloca-se a casa decimal para a direita tantas casas ou 
posições quanto o valor do expoente. 
Ex.: 0,615 X 103 = 615 (a potência ou expoente é 3, portanto desloca-se a 
vírgula três casas para a direita) 
0,615 X 106 = 615 000 = 615.000 (a potência ou expoente é 6, portanto 
desloca-se a vírgula seis casas para a direita) 
65 X 102 = 65 00 = 6.500,0 (a potência ou expoente é 2, portanto desloca-se a 
vírgula duas casas para a direita) 
Regra 4: Para converter um número expresso como uma potência negativa de 
10 em um número decimal, desloca-se a vírgula para a esquerda tantas casas ou 
posições quanto o valor do expoente. 
Ex.: 70 X 10-3 = 0,0070 (a potência ou expoente é -3, portanto desloca-se a 
vírgula três casas para a esquerda) 
82,4 X 10-2 = 0,824 (a potência ou expoente é -2, portanto desloca-se a vírgula 
duas casas para a esquerda) 
0,5 X 10-3 = 0,0005 (a potência ou expoente é -3, portanto desloca-se a vírgula 
três casas para a esquerda) 
Regra 5: Para se multiplicar dois ou mais números como potências de 10, 
multiplica-se os coeficientes para se obter o novo coeficiente e soma-se os 
expoentes para se obter o novo expoente de 10. 
Ex.: 102 X 104 = 102+4 = 106 
10-1 X 104 = 10-1+4 = 103 
40 X 103)(25 X 102) = 40 X 25 X 103+2 = 1000 X 105 = 108 
(3 X 10-4)(6 X 106) = 3 X 6 X 10-4+6 = 18 X 102 = 1.800 
 
Instalações Elétricas I 
44 
 
Regra 6: Para se dividir por potências de 10, aplica-se a seguinte fórmula: 
 = 1 X 10-n 
Ex.: 15 / 10-1 = 15 X 101= 150 
15 / 10-3 = 15 X 103= 15.000 
1500 / 104 = 1.500 X 10-4= 0,150 
(0,25 X 4) / 10-2 = 1 X 102= 100 
 
Notação Científica 
 
Em notação científica, o coeficiente da potência de 10 é sempre expresso com 
uma casa decimal seguido de uma potência de 10 adequada. 
Exemplo: Exprima os seguintes números em notação científica: 300.000 = 3 
00 000 = 3 X 105 ( pela Regra 1, a potência ou expoente é 5, portanto desloca-se a 
vírgula cinco casas para a esquerda); 
7.425 = 7,425 X 103 ( pela Regra 1, a potência ou expoente é 3, portanto 
desloca-se a vírgula três casas para a esquerda); 
0,001 = 0.001 X 10-3 = 1 X 10-3 ( pela Regra 2, a potência ou expoente é -3, 
portanto desloca-se a vírgula três casas para a direita); 
0,015 = 0.01,5 X 10-2 = 1,5 X 10-2 ( pela Regra 2, a potência ou expoente é -2, 
portanto desloca-se a vírgula duas casas para a direita) 
 
Arredondamento de Números 
Qualquer algarismo necessário para definir um determinado valor é chamado 
de algarismo significativo. Por exemplo, uma tensão de 115 Volts, tem três 
algarismos significativos 1, 1 e 5. Em eletricidade, os valores típicos são geralmente 
expressos com três algarismos significativos. No arredondamento de números, o 
zero não é considerado significativo se ele aparecer imediatamente após a casa 
decimal e se for seguido por outros algarismos significativos. Neste caso, o zero 
Instalações Elétricas I 
45 
 
deve ser mantido durante o arredondamento e a contagem dos algarismos 
significativos deve começar pelo primeiro algarismo significativo além do zero. Por 
exemplo: 0,00012 tem dois algarismos significativos, 1 e 2, e os zeros precedentes 
não são contados. Contudo, 23,0 possuem três algarismos significativos, 2, 3 e 0. 
Neste caso o zero é significativo, pois ele não é seguido por outros algarismos 
significativos. 
Um número é arredondado suprimindo-se um ou mais algarismo da sua 
direita. Se o algarismo a ser suprimido for menor do que 5, deixamos o algarismo 
como está. Por exemplo: 4,1632, ao ser arredondado paraquatro os algarismos 
ficarão 4,163; ao ser arredondado para três algarismos, ficarão 4,16. Se o algarismo 
a ser suprimido for maior que 5, aumentamos o algarismo da sua esquerda de uma 
unidade. Por exemplo: 7,3468 se forem arredondado para quatro algarismos, ficará 
7,347; se arredondado para três algarismos, ficará 7,35. Se o algarismo a ser 
suprimido for exatamente 5 ( isto é, 5 seguido de nada mais do que zeros), 
aumentamos os algarismos a sua esquerda de uma unidade se este for ímpar e 
deixamos o algarismo da esquerda como está se este for um número par. Por 
exemplo: 2,175, quando arredondado para três algarismos, fica 2,18. O número 
2,185 também seria arredondado para o mesmo valor, 2,18, se fosse arredondado 
para três algarismos. 
Exemplo: Arredonde os seguintes números até três algarismos significativos. 
Para o arredondamento devemos observar o quarto algarismo significativo da 
direita e verificar se este é menor, igual ou maior que cinco. 
5,6428 = 5,64 0,01695 = 0,0170 
49,67 = 49,7 2078 = 2080 
305,42 = 305 12,46 X 105 = 12,5 X 105 
782,51 = 783 1,865 X 102 = 1,86 X 102 
0,003842 = 0,00384 1,003 X 10-3 = 1,00 X 10-3 
 
Instalações Elétricas I 
46 
 
 
Símbolos Gráficos e Diagramas Elétricos 
 
Diagrama Esquemático 
O diagrama esquemático nada mais é do que a "planta" de um esquema 
elétrico, que pode ser um equipamento eletrônico ou circuito elétrico. Neste 
diagrama os componentes são representados com seus símbolos e, além disso, do 
modo em que eles são interligados. Em alguns diagramas temos informações 
adicionais como formas de onda e as tensões encontradas em determinados 
pontos do circuito. Não é possível montar qualquer esquema elétrico sem um 
diagrama esquemático completo, onde todos os valores dos componentes são 
detalhados. Um diagrama esquemático é, portanto, um diagrama que mostra, 
através de símbolos gráficos, as ligações elétricas existentes e as funções das 
diferentes partes do circuito. 
As Figuras 2.1 e 2.2 ilustram diferentes diagramas esquemáticos, com 
diferentes níveis de complexidades. Na Figura 2.1 têm-se um diagrama 
esquemático de um circuito elétrico simples (2b), obtido a partir do seu diagrama 
descritivo (2a). No diagrama esquemático estão representados além dos fios de 
conexão, a pilha seca, a chave ou interruptor e a lâmpada. Observe a representação 
dos sinais positivo (+) e negativo (–) em ambas as representações, descritiva e 
esquemática, da pilha seca. A Figura 2.2 mostra um esquema de um rádio receptor 
com dois transistores, apresentando os componentes na ordem em que são 
utilizados, da esquerda para a direita, convertendo o sinal de ondas de rádio 
captado pela antena na entrada, em ondas sonoras na saída, dada pelos fones de 
ouvido. Através do diagrama da Figura 2.2 torna-se possível seguir o 
funcionamento do circuito a partir do sinal de entrada na antena até a saída nos 
fones de ouvido. Verifica-se a identificação dos valores numéricos dos 
componentes diretamente no diagrama esquemático. 
 
Instalações Elétricas I 
47 
 
 
 
FIGURA 2.1: Diagrama esquemático de um circuito simples. 
 
Diagrama descritivo 
b) Diagrama esquemático 
 
FIGURA 2.2: Diagrama esquemático de um rádio com dois transistores, Q1 e Q2. 
 
Instalações Elétricas I 
48 
 
 
Os símbolos gráficos padronizados para os componentes elétricos e 
eletrônicos mais comuns estão ilustrados na Figura 2.3.. 
 
FIGURA 2.3: Simbologia padrão para circuitos elétricos. 
Instalações Elétricas I 
49 
 
 
Diagrama de Linhas Simples ou Unifilar 
O diagrama unifilar mostra as partes que compõem um circuito elétrico 
através de linhas simples e símbolos gráficos adequados. É a simplificação da 
representação do circuito elétrico da instalação. Por meio de uma única linha se 
indica o número de condutores e a sua trajetória no esquema elétrico, fornecendo 
a informação básica necessária sobre as relações internas de um circuito elétrico, 
contudo sem detalhar o esquema elétrico como no diagrama esquemático. É a 
forma de representação mais utilizada em projetos de instalações elétricas. 
A Figura 2.4 ilustra um diagrama unifilar de uma subestação de eletricidade, 
mostrando o equipamento principal (transformador trifásico), os dispositivos de 
chaveamento e os circuitos de ligação dados por condutores do tipo ASCR. O 
percurso da eletricidade pode ser traçado partindo do cabo ACSR, descendo 
através de um para-raios aterrado, passando por uma chave desligada, por chaves 
desligadas com fusível e por um transformador trifásico. Continua o seu caminho 
para baixo através de um disjuntor a óleo, passando por uma chave desligada, por 
outro para-raios, e sai através de outro condutor ACSR. 
 
FIGURA 2.4: Diagrama unifilar de uma subestação. 
 
Instalações Elétricas I 
50 
 
 
Diagrama de Blocos 
 
Outro tipo de diagrama explicativo utilizado muitas vezes é o Diagrama de 
Blocos, que consiste essencialmente em um desenho simples cujo objetivo é 
apresentar o princípio de funcionamento de um esquema elétrico, não fornecendo 
informações sobre os componentes específicos ou sobre as conexões dos 
condutores. A necessidade dos diagramas de blocos está muitas vezes no interesse 
em conhecer o funcionamento de uma instalação sem ter que analisar 
detalhadamente o diagrama esquemático completo, o que demanda de muito 
tempo. Portanto, a utilização do diagrama de blocos é limitada, mas fornece uma 
forma simples de ilustrar as características gerais de um circuito, sendo 
frequentemente empregado por engenheiros e técnicos como uma primeira etapa 
no projeto e disposição dos componentes de novos equipamentos. 
O diagrama de blocos apresenta na forma de blocos o percurso de um sinal 
através de um circuito da entrada até a saída. Os blocos são desenhados na forma 
de quadrados ou de retângulos conectados através de linhas simples. As setas 
colocadas nas extremidades das linhas mostram o sentido do fluxo do sinal desde a 
entrada até a saída. Como regra geral, coloca-se dentro do bloco a informação 
necessária para descrever os componentes ou os estágios do esquema elétrico. 
Para ilustrar o funcionamento de um circuito a partir do diagrama de blocos, 
considere a Figura 2.5, na qual o sinal entra pela antena, prossegue através do 
circuito misturador, passa pelos dois estágios de amplificação da frequência 
intermediária (FI), pelo estágio de detecção e finalmente pelo estágio de saída e 
alto-falante. O oscilador está em um circuito secundário e desta forma não aparece 
na trajetória principal do sinal, porém injeta um sinal adicional na trajetória 
principal. 
 
FIGURA 2.5: Diagrama de blocos de um circuito típico de um rádio receptor transistorizado. 
 
Instalações Elétricas I 
51 
 
 
Diagrama de Fiação ou de Conexões 
 
É um diagrama detalhado de cada instalação do circuito, mostrando todos os 
conectores de fiação ou cabos, placas de terminais e os componentes elétricos e 
eletrônicos do circuito. O diagrama de fiação típico mostra os componentes de um 
circuito de uma forma descritiva, sendo identificados pelo nome ou 
alternativamente pode-se utilizar um esquema de código de cores para identificar 
determinados fios ou condutores. Esses diagramas mostram também 
frequentemente a posição relativa dos componentes dentro de um determinado 
espaço, como ilustra a Figura 2.6. 
 
FIGURA 2.6: Diagrama de fiação do circuito de partida de um carro. 
 
Planta de Instalação Elétrica 
A planta ou plano de uma instalação elétrica constitui uma parte completa 
dentro do conjunto de plantas usadas na construção de um edifício. Em geral, se 
utiliza a planta baixa da construção para localizar os componentes do sistema 
elétrico do prédio, tais como tomadas, interruptores, luminárias e outrosdispositivos, sendo que o arranjo dos dispositivos e da fiação é representado por 
Instalações Elétricas I 
52 
 
meio de símbolos. A Figura 2.7 ilustra a planta de uma sala de estar, com duas 
distribuições de três fios, além das tomadas, interruptores e lâmpadas. As linhas 
cruzadas indicam o número de condutores no eletroduto ou no cabo. Se forem 
omitidas as linhas cruzadas, subentende-se que existem dois fios na ligação. No 
esquema da planta da instalação elétrica da sala de estar, uma lâmpada no teto é 
desligada junto a duas portas diferentes. 
 
FIGURA 2.7: Planta baixa de uma instalação elétrica de uma sala de estar. 
 
Ficamos por aqui. Estamos encerrando a unidade. Sempre que tiver uma dúvida 
entre em contato com seu tutor virtual através do ambiente virtual de 
aprendizagem e consulte sempre a biblioteca do seu polo. 
 
É hora de se avaliar 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
 
Instalações Elétricas I 
53 
 
 
Exercícios - unidade 2 
 
1.Escreva a palavra ou palavras que completam corretamente as seguintes 
afirmações: 
 
a) Um desenho que mostra as partes reais de um circuito e as suas ligações é 
chamado de diagrama _______________. 
b) Num diagrama esquemático, os componentes são representados através 
de _______________________. 
c) Os diagramas esquemáticos geralmente são desenhados com a entrada á 
___________ e a saída à _____________. 
d) Para identificar os componentes num diagrama esquemático costuma-se 
utilizar letras, por exemplo: ___________ para os resistores; ____ para os 
capacitores e ____ para os indutores. 
Respostas: 
a)Descritivo b) Símbolos 
c)Esquerda/direita d) R, C, L 
 
2.Representar a massa da Terra em notação científica. A massa da Terra é dada por 
5 960 000 000 000 000 000 000 000 kg. 
 
 
3.Expressar 0,000566 em notação científica. 
 
4.Realize as seguintes transformações: 
a) 2 A em miliamperes 
b) 1,327 mA em Amperes 
c) 0,00000004 s em nano segundos (ns) 
Instalações Elétricas I 
54 
 
 
5.Exprima os seguintes números na forma de números decimais: 
(2,1 x 10-1) x (4 x 102); 
b) 7.500 / 100; 
c) (2800 x 75,61) / (0,0009005 x 0,0834) 
 
6.Para formar o múltiplo ou submúltiplo de uma unidade, basta colocar o 
nome do prefixo desejado na frente do nome desta unidade. Qual dos prefixos 
NÃO é utilizado nas unidades do Sistema Internacional (SI)? 
a)Tera 
b)Mega 
c)Pico 
d)Femto 
e) Exa 
 
7:Com base nessas informações, a expressão do número N abaixo, em notação 
científica, é dado por: 
 
	
1,2	 	0,054
0,64	 0,000027	
 
a) 3,75 x 10² 
b) 7,5 x 10² 
c) 3,75 x 10³ 
d) 7,5 x 10³ 
e) 3,75 x 104 
8.O número de algarismo significativos de 0,00000000008065 cm é: 
a) 3 c) 11 e) 15 
b) 4 d) 14 
 
Instalações Elétricas I 
55 
 
9.A nossa galáxia, a Vía Láctea, contém cerca de 400 bilhões de estrelas. 
Suponha que 0,05% dessas estrelas possuam um sistema planetário onde exista 
um planeta semelhante à Terra. O número de planetas semelhantes à Terra, na Vía 
Láctea, em notação científica, é: 
a) 2,0 x 104 
b) 2,0 x 106 
c) 2,0 x 108 
d) 2,0 x 1011 
e) 2,0 x 1012 
 
10: A Figura 2.8 representa: 
 
Fonte: CREDER, Helio. Instalações Elétricas, revista e atualizada. Rio de Janeiro: LTC, 14° edição, 
2002. 
 
a) esquema elétrico de uma chave compensadora. 
b) diagrama de blocos de uma partida direta de motor trifásico. 
c) diagrama multifilar de um motor elétrico. 
d) planta da instalação elétrica de um motor. 
e) diagrama esquemático funcional (força e comando) da partida de um motor 
trifásico. 
 
Instalações Elétricas I 
56 
 
 
Instalações Elétricas I 
57 
 
 
Leis de Ohm e Potência 
 3
Instalações Elétricas I 
58 
 
Resistores são dispositivos elétricos com a função exclusiva de transformar 
energia elétrica em energia térmica. Em nosso dia-a-dia nos deparamos 
constantemente com tais dispositivos. Chuveiro elétrico, ferro de passar roupa e 
lâmpada incandescente são alguns exemplos de dispositivos elétricos classificados 
como resistivos. Contudo, para a aplicação desses dispositivos é necessário o 
conhecimento sobre as Leis de Ohm. 
 
Objetivo da unidade: 
Assim, o objetivo desta unidade é estabelecer as relações entre corrente 
elétrica, resistência, tensão e potência em um circuito elétrico, segundo a teoria das 
Leis de Ohm. 
 
Plano da unidade: 
 O Circuito Elétrico 
 Resistência, Resistores Fixos e Resistores Variáveis. 
 Lei de Ohm 
 Potência Elétrica 
 Cavalo – Vapor 
 Energia Elétrica 
 
Bons estudos! 
 
Instalações Elétricas I 
59 
 
 
O Circuito Elétrico 
 
Um circuito elétrico consiste na interligação criteriosa, numa dada sequencia, 
de um conjunto de elementos, através dos quais se estabelece uma circulação de 
cargas elétricas ou da corrente elétrica. Os circuitos elétricos visam à realização de 
um objetivo pré-determinado, que tanto pode ser o transporte ou a transformação 
de energia, como o processamento de informação representada sob a forma de um 
sinal elétrico. 
Os principais elementos de um circuito elétrico são: 
- Fonte de energia: fornece a energia necessária para que a corrente elétrica 
circule no circuito. Exemplos: Pilhas, baterias, dínamos, alternadores. 
- Elementos receptores - Transformam a energia elétrica que recebem, em 
outra forma de energia. Podem ser elementos compostos por resistores puros 
(aquecedores, secadores de cabelo ou lâmpadas incandescentes), elementos 
indutivos (motores elétricos, como na geladeira), elementos capacitivos ou mesmo 
um circuito contendo estes tipos de elementos simultaneamente. 
- Condutores de conexão dos elementos - Estabelecem a ligação entre os 
vários elementos do circuito elétrico. São constituídos por fios condutores (que 
podem ser de cobre ou alumínio, por exemplo) nus ou com uma isolação na sua 
cobertura externa. 
Os elementos do circuito elétrico podem ser classificados como sendo ativos 
ou passivos. Os elementos ativos são capazes de gerar energia e os passivos não 
podem gerar energia elétrica, embora alguns elementos passivos são capazes de 
armazenar energia. Nos elementos ativos a corrente circula do menor (-) para o 
maior potencial (+) e, nos elementos passivos, ela circula do maior (+) para o menor 
potencial (-). 
Os três componentes passivos mais amplamente empregados são os 
resistores, capacitores e indutores. 
Elementos ativos são basicamente geradores de energia elétrica. Na prática, o 
termo gerador é usado para dispositivos que convertem energia mecânica em 
Instalações Elétricas I 
60 
 
elétrica. De forma genérica, o termo fonte é mais usual, significando dispositivos 
que fornecem energia ao circuito, como geradores eletromecânicos, químicos 
(baterias) ou mesmo circuitos elétricos ou eletrônicos específicos para converter 
tensões / correntes de um circuito para outro. 
Na Figura 3.1 é ilustrado um circuito elétrico composto por elementos ativo e 
passivos, na qual o elemento ativo é uma fonte independente de tensão e os 
elementos passivos são os resistores, indutor e capacitor. 
 
FIGURA 3.1: Circuito RLC. 
 
Resistência, Resistores Fixos e Resistores Variáveis. 
 
Ao provocarmos a circulação de corrente por um material condutor através da 
aplicação de uma diferença de potencial ou tensão, pode-se observar que, para um 
mesmo valor de tensão aplicada em condutores de diversos materiais, a corrente 
possuirá valores diferentes. Isto ocorrerá devido às características intrínsecas de 
cada material. Em uma série de experiências deste tipo, em 1827, George Simon 
Ohm verificou que se fosse variada a tensão, a corrente elétrica também variava. 
Adicionalmente, o quociente entre a tensão utilizada e a correntemedida era 
constante. 
Este comportamento diferenciado da corrente deve-se à resistência elétrica 
própria que cada material apresenta, dependendo do tipo de material do 
condutor, comprimento, área da seção transversal e da temperatura do mesmo. 
A resistência elétrica de cada material atua como uma “barreira” à circulação 
de corrente elétrica, ou à circulação de elétrons no material. Para haver uma 
Instalações Elétricas I 
61 
 
melhor interpretação do fenômeno da resistência elétrica, devem-se analisar os 
aspectos macroscópicos e microscópicos dos diversos materiais. 
Os aspectos microscópicos referem-se à estrutura da matéria, do número de 
elétrons livres do material e a movimentação destes elétrons livres no interior do 
material. Quando os elétrons livres são impulsionados a movimentar devido à ação 
de uma tensão, ocorrerão choques entre os próprios elétrons livres e outros 
átomos do material, então como efeito disto, ter-se-á uma dificuldade ao 
deslocamento dos elétrons. 
Assim sendo, as características microscópicas que influenciam no 
deslocamento dos elétrons livres são: 
 a forma como estão organizados os íons na rede cristalina. 
 o espaçamento disponível para o movimento dos elétrons livres. 
 sua velocidade média de arrasto. 
 número de íons e de elétrons livres disponíveis por unidade de volume. 
 
Os fatores macroscópicos são preponderantes na determinação da resistência 
elétrica de um material, sendo influenciados por: 
 tipo do material que constitui o condutor: os materiais que possuem maior 
quantidade de elétrons livres são os que oferecem maior facilidade para a 
passagem da corrente, portanto, uma menor resistência elétrica. Os 
melhores exemplos são os metais. 
 comprimento: se um condutor for muito extenso, maior será o caminho a 
ser percorrido pelos elétrons, aumentando a possibilidade de choques e 
causando perda de energia durante o percurso. Dessa forma, quanto maior 
for o comprimento, maior será a resistência. 
 área da sua seção transversal: corresponde à largura. Quanto mais largo for 
o condutor, mais facilmente os elétrons passarão por ele, o que causará 
diminuição na resistência. 
 temperatura: quanto menor a temperatura, menor a agitação dos átomos 
que compõem o material, assim, menos os átomos dificultam a passagem 
Instalações Elétricas I 
62 
 
da corrente elétrica. Deste comportamento temos que a resistência elétrica 
de um corpo depende de sua temperatura, conforme a expressão (1). 
R = Ro x (1 + α ΔT) (1) 
Onde: R – resistência do condutor a temperatuta T; 
- Ro é a resistência à temperatura To; 
- ΔT = (T – To) é a variação de temperatura a que o corpo foi submetido; 
- α é um parâmetro do material (condutor), chamado de coeficiente de 
temperatura. A unidade do coeficiente de temperatura é o inverso de uma unidade 
de temperatura 1/oC. 
Todos estes fatores irão caracterizar a resistência elétrica do material. 
De um modo geral, a resistência elétrica pode ser definida como a capacidade 
que um corpo tem de opor-se à passagem de corrente elétrica quando submetido 
a uma diferença de potencial (DDP). Elementos que apresentam resistência elétrica 
são chamados de resistores, e são representados esquematicamente como na 
Figura 32. O resistor apresenta-se em dois tipos: fixo e variável. 
 
FIGURA 3.2: Resistores elétricos fixos e variáveis. 
A função básica dos resistores é transformar energia elétrica em energia 
térmica. Em um circuito, eles podem ser utilizados para limitar a passagem de 
corrente elétrica e impedir que ela cause danos aos dispositivos eletrônicos. Além 
disso, eles podem ser utilizados em aparelhos domésticos para aquecimento, como 
é o caso dos chuveiros e dos secadores de cabelo. 
Instalações Elétricas I 
63 
 
A unidade de medida da resistência no Sistema Internacional é o Ohm, 
representado pela letra grega Ω (ômega), em homenagem ao físico alemão George 
Simon Ohm. Essa unidade representa a razão Volt/Ampére. 
R = Ω = V / A (2) 
Como já mencionado, os resistores são classificados em dois tipos: fixos e 
variáveis. Os resistores fixos são aqueles cujo valor da resistência não pode ser 
alterada, enquanto que os variáveis têm a sua resistência modificada dentro de 
uma faixa de valores através de um cursor móvel. 
Os resistores fixos são comumente especificados por três parâmetros: o valor 
nominal da resistência elétrica; a tolerância, ou seja, a máxima variação em 
porcentagem do valor nominal; e a máxima potência elétrica dissipada. 
Exemplo: Um resistor com valores de 100 Ω, ± 5% e ¼ W, significa que possui 
um valor nominal de resistência de 100 Ω (Ohms), uma tolerância sobre esse valor 
de mais ou menos 5% e pode dissipar uma potência de no máximo ¼ W (Watts) ou 
0,25 W. 
Dentre os tipos de resistores fixos, destacamos os de fio, de filme de carbono e 
o de filme metálico. Os resistores de fio são encontrados com valores de resistência 
de alguns Ohms (Ω) até alguns kilo Ohms (kΩ), e são aplicados onde se exige altos 
valores de potência, acima de 5 W (Watts), sendo suas especificações impressas no 
próprio corpo. Os resistores de filme consistem em um cilindro de porcelana 
recoberto por um filme (película), que pode ser de carbono (filme de carbono) ou 
por uma liga metálica de níquel-cromo (filme metálico). Estes tipos de resistores 
são destinados ao uso geral e suas dimensões físicas determinam a máxima 
potência que pode dissipar. Comparativamente, os resistores de filme metálico 
possuem melhor dissipação de calor e consequentemente, potências maiores que 
os de filme de carbono, mantendo-se em tamanhos reduzidos. Os resistores de 
filme metálico também apresentam valores mais precisos de resistência, com 
tolerâncias abaixo de 2%, graças à liga metálica (níquel-cromo) aplicada em sua 
construção. Na Figura 3.3 são ilustrados os três tipos de resistores. 
Instalações Elétricas I 
64 
 
 
FIGURA 3.3: Resistores elétricos fixos dos tipos: a) resistores de fio; b) filme de carbono; c) filme 
metálico. 
 
Os resistores de filme de uso geral possuem impresso em seu corpo um código 
de cores que identifica a sua resistência, tolerância e às vezes o coeficiente de 
temperatura, que vem a ser a variação do valor de resistência com a variação de 
temperatura de trabalho. A Figura 3.4 ilustra o procedimento de leitura desse 
código de cores. 
 
FIGURA 3.4: Código de cores dos resistores do tipo filme. 
Instalações Elétricas I 
65 
 
Exemplo: 
 
47 x 102 ± 5 % = 4700Ω ± 5 % = 4,7kΩ ± 5 % = 4k7 ± 5 % 
Os resistores variáveis são conhecidos como potenciômetro, devido suas 
aplicações como divisores de tensão em circuitos eletrônicos. Um potenciômetro 
consiste basicamente em uma película de carbono, ou de fio percorrido por um 
cursor móvel, que através de um sistema rotativo ou deslizante, altera o valor da 
resistência entre seus terminais, como ilustrado na Figura 3.5. Comercialmente, os 
potenciômetros são especificados pelo valor nominal da resistência máxima, 
impresso em seu corpo. 
 
FIGURA 3.5: Detalhe construtivo de um potenciômetro. 
 
Leis de Ohm 
Tendo um circuito contendo uma fonte de corrente contínua e um resistor 
como carga, ligado em seus terminais como na Figura 3.6, teremos imediatamente 
um fluxo de corrente elétrica contínua e constante, que parte do potencial maior 
(positivo) para o menor (negativo) passando pelo resistor. A intensidade do fluxo 
de corrente elétrica depende da diferença de potencial (D.D.P.) em Volts e do valor 
ôhmico do resistor (resistência). Nesse circuito, a Lei de Ohm nos permite calcular o 
Instalações Elétricas I 
66 
 
valor de qualquer uma dessas grandezas (corrente, tensão e resistência), desde que 
saibamos as outras duas. 
 
FIGURA 3.6: Circuito com aplicação da Lei de Ohm. 
 
A relação descrita por V = RI é conhecida como a Primeira Lei de Ohm e 
pode ser aplicada a todos os tipos de resistores. A Primeira