apost eletricidade basica, Notas de estudo de Cultura

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ele001-Eletricidade Básica

Federação das Indústrias do Estado do Espírito Santo – Findes Lucas Izoton Vieira Presidente Senai – Departamento Regional do Espírito Santo Manuel de Souza Pimenta Diretor-gestor Robson Santos Cardoso Diretor-regional Alfredo Abel Tessinari Gerente de Operações e Negócios Fábio Vassallo Mattos Gerente de Educação e Tecnologia Equipe técnica Fernanda Pagani Tessinari Coordenação Liebertt Gozi José Arlindo Nogueira Elaboração Giovani Gujansky Revisão técnica Dayane Freitas Revisão gramatical Tatyana Ferreira Revisão pedagógica Douglas Zani Ribeiro Capa Andrelis Scheppa Gurgel Projeto gráfico Andrelis Scheppa Gurgel Diagramação Andrelis Scheppa Gurgel Douglas Zani Ribeiro Eugênio Santos Goulart Ilustração Andrelis Scheppa Gurgel Dayane Freitas Eugênio Santos Goulart Fernanda Pagani Tessinari Tatyana Ferreira Organização

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• Vitória : SENAI, 2009 102 p. : il. Inclui bibliografia

1. Eletricidade. 2. Eletromagnetismo. 3. Corrente Alternada. I. Título. CDU: 621. Senai-ES - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional do Espírito Santo Av. Nossa Senhora da Penha, 2053 Ed. Findes - 6º andar Cep: 29056-913 - Vitória - ES Tel: (27) 3334-5600 - Fax: (27) 3334-5772 - http://www.es.senai.br

Apresentação A busca por especialização profissional é constante. Você, assim como a maioria das pessoas que deseja agregar valor ao currículo, acredita nessa idéia. Por isso, para apoiá-lo na permanente tarefa de se manter atuali- zado, o Senai-ES apresenta este material, visando a oferecer as informa- ções de que você precisa para ser um profissional competitivo. Todo o conteúdo foi elaborado por especialistas da área e pensado a partir de critérios que levam em conta textos com linguagem leve, gráfi- cos e ilustrações que facilitam o entendimento das informações, além de uma diagramação que privilegia a apresentação agradável ao olhar. Como instituição parceira da indústria na formação de trabalhadores qua- lificados, o Senai-ES está atento às demandas do setor. A expectativa é tornar acessíveis, por meio deste material, conceitos e informações neces- sárias ao desenvolvimento dos profissionais, cada vez mais conscientes dos padrões de produtividade e qualidade exigidos pelo mercado.

Sumário

• Eletricidade Básica • 02- Carga elétrica Você pode até não perceber, mas durante suas tarefas do cotidiano está cercado por fenômenos físicos. Para observá-los, no entanto, não são necessários grandes experimentos. É só pensar em um exemplo muito comum do dia-a-dia. Pegue uma caneta e pedacinhos de papel. Esfre- gue a tampa em seus cabelos durante alguns segundos e aproxime-a dos papéis. Incrível! Os pedacinhos foram atraídos pela caneta! Mas, por que isso acontece? Para entender esse fenômeno, você precisa adquirir alguns conheci- mentos de eletricidade e é isso o que você vai estudar a partir de agora. Vamos começar? Primeiramente, seu objetivo é conhecer os fundamentos relacionados às cargas elétricas. É importante saber que o elétron é uma partícula negativa e o próton uma partícula positiva do átomo, que está presente em todos os corpos. E esse entendimento é fundamental para o estudo de cargas elétricas. Dois corpos podem ter a mesma carga, positiva ou negativa, e a mesma intensidade. Se essa carga for diferente, os corpos apresentam cargas opostas. Esse fenômeno pode ser enunciado da seguinte forma: Cargas iguais se repelem, cargas opostas se atraem. O que acontece, então, é que quando atritada com seu cabelo a caneta fica eletrizada negativamente e atrai os pedaços de papel, que são neu- tros. Cargas iguais negativas (-) se repelem Cargas iguais positivas (+) se repelem Cargas diferentes se atraem A propriedade existente nas cargas que produz esse fenômeno é cha- mada Força Eletrostática. A unidade de carga elétrica é o Coulomb. 1 Coulomb = 6,28 x 10^18 elétrons. Agora, siga para conhecer os condutores e os isolantes.

• Eletricidade Básica • 02- Condutores e isolantes Um condutor de eletricidade é um corpo constituído de elétrons fra- camente ligados a seus núcleos, os chamados elétrons livres. Se esses elétrons receberem um campo elétrico externo, serão “arrancados” com facilidade porque não retêm as cargas elétricas que possuem. Estas podem se movimentar na forma de elétrons (fluxo de corrente eletrô- nica) ou na forma de íons (fluxo de corrente iônica). Os metais em geral, como a prata, o ouro, o cobre e o alumínio são exem- plos de condutores elétricos. Já os ácidos, as bases e os sais em estado de fusão ou em solução aquosa são bons condutores iônicos. Se os elétrons estiverem fortemente ligados ao núcleo dos átomos se constituem em isolantes ou maus condutores. Nesse caso, a quantidade de elétrons livre é bem menor. Entre os exemplos mais comuns de isolan- tes estão o papel, o ar seco, o vidro, a cerâmica, a borracha e o plástico.

• Eletricidade Básica • 02- Apesar de ter suas características, os isolantes não são perfeitos, já que muitos materiais podem ser transformados em condutores se submeti- dos a um forte campo elétrico. Agora, conheça a definição de campo eletrostático, nosso próximo tema de estudos.

• Eletricidade Básica • 02- A intensidade do campo eletrostático varia inversamente ao quadrado da distância. Por exemplo, suponha que um pequeno corpo carregado, inicialmente localizado a uma distância (L0) de uma carga maior (fixa), esteja sob a ação de uma força (F). Quando esse corpo se aproximar da metade dessa distância (L0/2), será submetido a um campo eletrostático quatro vezes mais intenso. Portanto, a nova força sobre ele será quatro vezes maior (4F). Força exercida por um campo elétrico em função da distância Quando dois corpos com cargas de polaridades opostas são colocados próximos um do outro, o campo eletrostático se concentra na região entre eles. Esse campo é representado por linhas de força entre os dois corpos, como na figura abaixo. Campo eletrostático A linha de força de um campo elétrico, produzido entre duas cargas con- trárias concentradas em dois pontos distintos, é a trajetória percorrida por um corpo leve que se afasta de sua posição inicial e é transportado a um dos pontos de origem do campo. Um elétron que estiver sob a ação de um campo eletrostático com essas características será repelido pela carga negativa e atraído pela positiva. Essas cargas tenderão a deslocar o elétron na direção da linha de força entre os dois corpos. Na figura anterior, as pontas das setas indicam o sentido do movimento adquirido pelo elétron se ele for abandonado em algum ponto do campo eletrostático. Depois de estudar campo eletrostático, chegou a hora de conhecer a diferença de potencial.

• Eletricidade Básica • 02- Diferença de potencial A diferença de potencial (ddp) é a comparação entre duas cargas elétri- cas. Se dois materiais tiverem a mesma capacidade de realizar um traba- lho (ou potencial elétrico) não haverá diferença entre eles. A força eletrostática dá à carga a capacidade de realizar um trabalho, deslocando outra carga. Quando uma carga é diferente da outra, em quantidade ou em sinal, ocorre a ddp. A soma das diferenças de potencial de um campo eletrostático é cha- mada de força eletromotriz (f.e.m.). Entre os terminais de uma bateria carregada, por exemplo, existe uma ddp e sua capacidade de deslocar cargas é a força eletromotriz. Bateria A unidade fundamental da diferença de potencial é o Volt (V), que indica a capacidade de os elétrons realizarem o trabalho ao serem forçados a se deslocar. A diferença de potencial é chamada de tensão e não de voltagem como comumente é conhecida. Em geral, os termos f.e.m., ddp e tensão são sinônimos, o que não gera erros em cálculos, pois utilizam a mesma unidade (o Volt), são equivalen- tes e a diferença conceitual entre eles é extremamente sutil. Enquanto grandeza, a tensão elétrica é representada tanto pela letra U quanto pela V. Para evitar equívocos envolvendo a grandeza tensão e a unidade volt, neste material será utilizada apenas U para representar a tensão. Estude agora, o conceito de corrente elétrica.

• Eletricidade Básica • 02- Corrente elétrica O movimento ordenado de cargas elétricas na extensão de um condutor é definido como corrente elétrica. O mais conhecido desses movimentos é o de elétrons por meio de um condutor. A partir dessa definição de carga elétrica, você pode imaginar que se há diferença de potencial elétrico entre dois pontos, como por exemplo, entre os terminais de uma bateria carregada, basta que haja uma cami- nho formado por um condutor para que essas cargas se desloquem de um pólo a outro. Nesse caso, um fio de cobre, que é um bom condutor, desloca com facili- dade os elétrons entre suas extremidades ao ser aplicada uma diferença de potencial. Corrente elétrica O sentido do fluxo de elétrons é sempre de um ponto de potencial nega- tivo para um de potencial positivo, já que cargas positivas não se movi- mentam. Porém, para efeito de análise e desenvolvimento de projetos, o sentido convencional adotado para a corrente é sempre do positivo para o negativo, ou seja, oposto ao fluxo de elétrons, como você pode ver pela indicação da seta. A unidade de corrente elétrica é o Ampère, que expressa a quantidade de Coulomb que passa em um segundo em determinado ponto de um condutor.

segundo

Coulomb

1 Ampère = 1

• Introdução à natureza da eletricidade
• Carga elétrica
• Condutores e isolantes
• Campo eletrostático
• Diferença de potencial
• Corrente elétrica
• Introdução à Lei de Ohm e potência
• Circuito elétrico
• Resistência elétrica
• Lei de Ohm
• Potência elétrica
• Energia elétrica........................................................................................................................
• Introdução à associação de resistores
• Associação de resistores em série
• Resistividade
• Associação de resitores em paralelo
• Associação mista
• Introdução ao eletromagnetismo
• Eletromagnetimo
• Indução eletromagnética
• Introdução aos circuitos de corrente alternada
• Indutância, reatância indutiva e circuitos indutivos
• Capacitância, reatância indutiva e circuitos capacitivos
• Introdução potência em corrente alternada e fator de potência
• Sistema monofásico
• Sistema trifásico
• Fator de potência
• Anexo: prefixos métricos e potências de
• Exercícios
• Exercícios - Natureza da eletricidade
• Exercícios - Lei de Ohm
• Exercícios - Associação de resistores
• Exercícios - Eletromagnetismo
• Exercícios - Circuito de corrente alternada
• Exercícios - Potência de corrente alternada..................................................................
• Referências bibliográficas
• • Eletricidade Básica • 02-
• • Eletricidade Básica • 02-
• • Eletricidade Básica • 02-
• • Eletricidade Básica • 02-