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Fundamentos da eletricidade, Notas de estudo de Engenharia Civil

Eletricidade Aplicada Unitau Sandro

Tipologia: Notas de estudo

2015

Compartilhado em 18/03/2015

cristiane-malz-6
cristiane-malz-6 🇧🇷

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FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE
1.1 – CARGAS ELÉTRICAS
Condutores elétricos: São corpos através dos quais as cargas elétricas
podem deslocar-se com facilidade.
Exemplo: Cobre.
Aplicações: Fios e cabos elétricos de baixa e alta tensão,
barramentos, ligas condutoras, malhas ou barras de aterramentos,
etc.
Baixa resistividade
Cobre: Boa exibilidade O mais utilizado na indústria elétrica
Existência considerável
CONDUTORES ELÉTRICOS
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FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE

1.1 – CARGAS ELÉTRICAS Condutores elétricos: São corpos através dos quais as cargas elétricas podem deslocar-se com facilidade. Exemplo: Cobre. Aplicações: Fios e cabos elétricos de baixa e alta tensão, barramentos, ligas condutoras, malhas ou barras de aterramentos, etc.

Baixa resistividade Cobre: Boa flexibilidade O mais utilizado na indústria elétrica Existência considerável

CONDUTORES ELÉTRICOS

Baixo peso Alumínio: Boa condutividade elétrica Resistência à corrosão Mais barato que o cobre

Aplicações do alumínio: Linhas de transmissão de alta tensão, instalação de baixa tensão, enrolamento de transformadores de alimentação, barramentos, placas, lâminas para capacitores, fios telefônicos, etc. Outros: Prata, ouro, ferro e aço, etc.

APLICAÇÕES DO COBRE E ALUMÍNIO

MOTORES ELÉTRICOS

TRANSFORMADORES

Fios sólidos

1.2 – PADRÕES ELÉTRICOS E CONVENÇÕES

Grandeza Unidade fundamental

Símbolo

Comprimento Massa Quilograma kg Tempo Segundo s Corrente elétrica Ampére A Temperatura termodinâmica

Kelvin K

Intensidade luminosa Candela cd Quantidade de matéria mole mol

Grandeza Unidade Símbolo Energia Força Newton N Potência Watt W Carga elétrica Coulom b

C

Potencial elétrico Volt V

Resistência elétrica Ohm? 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

Prefixo Símbolo Valor Atto 10- Fento F 10- Pico P 10- Nano N 10- Micro?^ 10- Mili m 10- Centi C 10- Deci D 10- Deca da 10 Hecto H 102 Kilo k 103 Mega M 106 Giga G 109 Tera T 1012

Número Potência de 10 0, 001

GRANDEZAS ELÉTRICAS

1.3 - CORRENTE ELÉTRICA

Corrente: E´o movimento ou fluxo de elétrons.

Para produzir corrente: Os elétrons devem se deslocar pelo efeito de uma diferença de potencial (ddp).

Representação da corrente: Letra ( I).

Unidade fundamental da corrente: Ampére ( A ).

Onde: A = Ampére

C = Coulomb s = segundo

Definição da corrente

Onde: I = Corrente (A)

Q = Carga (C) T = tempo (s)

Fluxo da corrente

Elétrons livres em movimento

Fio condutor de cobre _ +

ddp = 1,5 V

Fluxo de elétrons

Corrente adotada em circuitos elétricos:

Fluxo convencional

Tipos de corrente

  • Q+ Q

Corrente contínua I

  • I

t

Obs.: A razão dessa corrente unidirecional se deve ao fato das fontes de tensão (pilhas, baterias), manterem a mesma polaridade de tensão de saída.

Corrente alternada I

  • I

_ t _ I

Obs. : Em termos de fluxo convencional, a corrente flui do terminal positivo da fonte de tensão, percorre o circuito e volta para o terminal negativo, mas quando o gerador alterna a sua polaridade, a corrente tem que inverter o seu sentido.

AMPERÍMETRO DE PAINEL

MULTÍMETRO ANALÓGICO

MULTÍMETRO DIGITAL

ALICATE AMPERÍMETRO ANALÓGICO

Símbolo: V

A diferença de potencial V entre dois pontos é medida pelo trabalho necessário à transferência de carga unitária de um ponto para o outro.

Definição da tensão

Onde:

  • V = Tensão em Volts
  • W = Energia em J
  • Q = Carga em Coulomb (C)

Tipos de tensão

  • Tensão em corrente contínua - Tensão em corrente alternada

Aparelho utilizado para medir tensão: Voltímetro

Símbolo:

+ _

V

Como fazer a medição:

Tensão de corrente alternada (VCA)

V

+ V

  • t _ V _

Uma fonte de tensão alternada inverte ou alterna periodicamente a sua polaridade.

Tensão de corrente contínua (VCC)

Voltímetro127 V

Diferença de tensão: É a diferença algébrica de tensão (ou potencial) entre dois pontos de um sistema. Exemplo: Queda ou aumento de tensão.

Força eletromotriz (fem): É a força que estabelece o fluxo de carga (ou de corrente) em um sistema graças à aplicação de uma diferença de potencial. Exemplo: Associado às fontes de energia elétrica.

VOLTÍMETRO DE PAINEL

FONTE DE ALIMENTAÇÃO DE CORRENTE CONTÍNUA

Exercícios:

  1. Determine a diferença de potencial entre dois pontos de um sistema elétrico, se 60J de energia forem gastos para deslocar uma carga de 20C entre esses dois pontos.
  1. Calcule o valor da carga Q que precisa de 96J de energia para ser movida ao longo de uma diferença de potencial de 16 V.
  2. Quanto de carga passa por uma bateria de 22,5V se a energia usada for de 90J?
  3. se a diferença de potencial entre dois pontos é 42 V, qual o trabalho necessário para levar 6C de um ponto a outro? 1.5 – POTÊNCIA ELÉTRICA

Se um trabalho está sendo realizado em um sistema elétrico, uma quantidade de energia está sendo consumida. E esta energia é chamada de potência.

Onde:

  • P = potência (W)
  • W = energia (J)
  • t = tempo (s)

A variação da energia é dada pelo produto da tensão aplicada pela variação da carga que se move através do elemento.

Bobina fixa: Amperimétrica

Bobina móvel: Voltimétrica

  • Forma indireta

127V

MEDIDOR DE kWh

ALICATE WATÍMETRO

AV

Exercícios:

  1. Se um resistor dissipa 429J em 7 min, qual a potência dissipada?

  2. A potência dissipada por um componente é 40J por segundo. Quanto tempo será necessário para que sejam dissipados 640J?

  3. Quantos joules uma pequena lâmpada de 2W dissipa em 8h?

  4. Durante quanto tempo um resistor deve ser percorrido por uma corrente estacionária de 2A, a qual gera uma tensão de 3 V sobre o resistor, para que ele dissipe uma quantidade de energia igual a 12J?

1.6 – FONTES DE ELETRICIDADE

Bateria: