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56

UNIVERSIDADE PAULISTA

LUCIANO CAIRES - RA: B84EIC3 - TURMA: EM6Q17NICOLAS HONRIO C. DE OLIVEIRA - RA: B726II2 - TURMA: EM6Q17RAFAEL LOPES - RA: B80IEG0 - TURMA: EM6Q17RAFAEL R. DE MOURA - RA: B6673H8 - TURMA: EM6Q17WAGNER FRANA RIBAS - RA: B7872J2 - TURMA: EM6Q17

REDUO DE TENSOBomba dgua

SOROCABA2015LUCIANO CAIRES - RA: B84EIC3 - TURMA: EM6Q17NICOLAS HONRIO C. DE OLIVEIRA - RA: B726II2 - TURMA: EM6Q17RAFAEL LOPES - RA: B80IEG0 - TURMA: EM6Q17RAFAEL R. DE MOURA - RA: B6673H8 - TURMA: EM6Q17WAGNER FRANA RIBAS - RA: B7872J2 - TURMA: EM6Q17

REDUO DE TENSOBomba dgua

Trabalho de Atividades Prticas Supervisionadas em Engenharia Mecnica apresentado Universidade Paulista UNIP.

Orientador: Prof. Matheus

SOROCABA2015

LUCIANO CAIRES - RA: B84EIC3 - TURMA: EM6Q17NICOLAS HONRIO C. DE OLIVEIRA - RA: B726II2 - TURMA: EM6Q17RAFAEL LOPES - RA: B80IEG0 - TURMA: EM6Q17RAFAEL R. DE MOURA - RA: B6673H8 - TURMA: EM6Q17WAGNER FRANA RIBAS - RA: B7872J2 - TURMA: EM6Q17

REDUO DE TENSOBomba dgua

Trabalho de Atividades Prticas Supervisionadas em Engenharia Mecnica apresentado Universidade Paulista UNIP.

BANCA EXAMINADORA

Prof. TameraUniversidade Paulista UNIP

RESUMO

Um circuito eltrico consiste num conjunto de componentes eltricos ou eletrnicos atravs dos quais pode circular corrente eltrica. Em todos os circuitos eltricos tm de existir: um gerador que funcione como fonte de energia; um ou mais receptores que transferem e transformam a energia eltrica que chega at eles; fios condutores de ligao que so o elo entre os vrios constituintes do circuito e um ou mais interruptores. De modo geral existem basicamente trs tipos de circuitos eltricos, so eles: em srie, paralelo e misto. Circuito em srie, em que a corrente percorre os diferentes componentes de forma sequencial. Circuito em paralelo, em que a corrente se subdivide em dois ou mais ramos. E o circuito misto, que contm uma combinao arbitrria de vrios destes blocos bsicos (em srie e paralelo) onde com a combinao de ambos possvel obter a reduo de circuito. O mtodo mais comum para a reduo da tenso eltrica (U) a aplicao de resistores num circuito em srie. No caso do prottipo, o circuito utilizado foi seriado, onde reduziu-se a tenso de 12V para 9V, conforme especificao do motor da bomba d'gua, com o objetivo de demonstrar a eficincia do motor em funo da tenso aplicada e da necessidade de seguir as especificaes de voltagem deste. Montou-se tambm outro circuito reduzindo a tenso de 12V para 6V, onde foi notria a vazo inferior e aquecimento do motor com a tenso inadequada.

Palavras-chave: circuito; tenso; bomba dgua.

ABSTRACT

An electrical circuit is a set of electrical or electronic components through which electrical current can flow. In all electrical circuits must exist: a generator that functions as an energy source; one or more receptors that transfer and transform the electrical energy that reaches them; bonding wires that are the link between the various circuit components and one or more switches. Generally there are basically three types of electrical circuits, they are: in series, parallel and mixed. Circuit in series, wherein the current flows through the various components sequentially. Circuit in parallel, in which the current is divided into two or more branches. And the mixed circuit, which contains an arbitrary combination of several of these basic blocks (serial and parallel) which with the combination of both is possible to obtain the circuit reduction. The most common method for reducing the electric voltage (U) is the application of resistors in series circuit. In the case of the prototype, the series circuit was used, which reduced the voltage of 12V to 9V, according to the motor specification of the water pump, with the aim of demonstrating the motor efficiency according to the applied voltage and the need to follow the voltage specification. It also set up another circuit reducing the 12V voltage to 6V, which was notorious for lower flow and engine heating with improper tension.

Keywords: circuit; voltage; water pump.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 - Grfico CC e CA.12Figura 2 - Representao de resistores em um circuito.14Figura 3 - Um resistor, submetido a uma D.D.P. (U)15Figura 4 - Associao em srie de resistores, com terminais abertos.17Figura 5 - Associao em srie de resistores18Figura 6 - Associao em paralelo de resistores, com terminais abertos.18Figura 7 - Associao em paralelo de resistores19Figura 8 - Associao mista de resistores ligados a uma fonte de tenso.19Figura 9 - Destaque de associao em paralelo num circuito misto.21Figura 10 - Mtodo utilizado para reduo do circuito.22Figura 11 - Componentes do capacitor.23Figura 12 - Simbologia capacitor.24Figura 13 - Capacitores eletrolticos.25Figura 14 - Valores e cores de capacitores padres.26Figura 15 - Simbologia indutor.28Figura 16 Transformadores.29Figura 17 - Material germnico.30Figura 18 - Material silcio.30Figura 19 - Ligao covalente.31Figura 20 - Juno material PN Diodo.33Figura 21 - Barreira de potencial (W).34Figura 22 - Simbologia barreira de potencial.34Figura 23 - Polarizao Direta na Juno PN.34Figura 24 - Polarizao inversa na Juno PN.35Figura 25 - Ponte retificadora de onda completa.36Figura 26 - Tenses na sada do transformador CA36Figura 27 - Forma de onda da tenso na carga.38Figura 28 - Ondulao ou ripple.38Figura 29 Photoboard convencional.41Figura 30 - Parte interna da photoboard.42Figura 31 - Circuito de reduo 12V para 9V.45Figura 32 Circuito de reduo 12V para 6V.45Figura 33 - Adaptao de um rotor a partir de uma bomba.47Figura 34 - Adaptao de tampa com furo de centro para o rotor.47Figura 35 - Fechamento do rotor com tampa.48Figura 36 - Fixao bucha de unio no eixo do motor.48Figura 37 - Unio do rotor ao motor.48Figura 38 Bomba de gua completa.49Figura 39 - Montagem da reduo de circuito na photoboard.49Figura 40 Montagem da fonte de tenso.49Figura 41 Prottipo em funcionamento.50

SUMRIO

1INTRODUO102TENSO ELTRICA113CORRENTE ELTRICA123.1Corrente continua (CC)123.2Corrente alternada (CA)134CIRCUITO ELETRICO144.1Resistores144.2Primeira Lei de Ohm155ASSOCIAO DE RESISTORES175.1Associao em srie175.2Associao em paralelo185.3Associao mista196RESITNCIA EQUIVALENTE206.1Resistncia equivalente em associao em srie206.2Resistncia equivalente em associao em paralelo206.3Resistncia equivalente em associao mista217CAPACITORES237.1Capacitncia237.2Capacitores eletrolticos247.3Cdigo de cores para capacitores258ASSOCIAO DE CAPACITORES278.1Associao srie278.2Associao paralelo279INDUTORES2810TRANSFORMADORES2910.1Transformadores de forca2911SEMICONDUTORES3011.1Estrutura qumica dos semicondutores3011.2Dopagem3111.3Cristal N3111.4Cristal P3212DIODO SEMICONDUTOR3312.1Estrutura bsica3312.2Comportamento dos cristais aps a juno3312.3Aplicao de tenso sobre o diodo3412.3.1Polarizao direta3412.3.2Polarizao inversa3513RETIFICAO DE ONDA COMPLETA EM PONTE3613.1Tenso de sada3713.2Filtros nas fontes de alimentao3713.2.1O capacitor como elemento de filtro3713.2.2Tenso de ondulao3813.2.3Determinao do capacitor de filtro3914PHOTOBOARD4115FUNCIONAMENTO PROTTIPO4315.1Funcionamento da fonte caseira 12VC4315.1.1Funcionamento a passo4415.2Funcionamento do circuito (reduo de tenso)4416INTERFERNCIA DA TENSO NA VAZO4617CONSTRUO PROTTIPO4717.1Materiais5018IMPACTO AMBIENTAL5119CONSIDERAES FINAIS53REFERNCIAS54APNDICE A55APNDICE B57APNDICE C58

INTRODUO

Atualmente a busca por eficincia energtica aliada ao menor consumo de energia, tem aumentado gradativamente, devido necessidade da reduo de custos e impactos ambientais. Com isso envolve-se nesse trabalho o conceito de reduo de tenso e eficincia, atravs de uma fonte caseira que transforma a tenso de 220V (CA) da rede eltrica em 12V (CC), uma bomba dgua construda a partir de um motor de vdeo cassete, e a reduo de tenso atravs de resistores em srie em um circuito simples, onde a eficincia da bomba dgua em funo da tenso aplicada ser de forma positiva ou negativa. Portanto, ser exposta a vazo da bomba, o seu funcionamento, apresentando o princpio terico baseado na reduo de tenso com a associao de resistores em srie, e o efeito Joule.

TENSO ELTRICA

a fora que impulsiona os eltrons num circuito fechado, tambm chamada de ddp (diferena de potencial).A unidade o Volt, com o smbolo V, podendo ainda ser representada por E ou U.Mltiplos: KV (10-3), MV (10-6)Submltiplos: V (10-6), mV (10-3)Diz-se que a tenso CC quando permanece constante no tempo, no mudando de valor com o decorrer do tempo.

CORRENTE ELTRICA

o movimento dos eltrons num circuito fechado. A unidade o Ampre (A), com o smbolo I.Mltiplos: KA (103)Submltiplos: A (10-6), mA (10-3)A corrente eltrica depende da tenso eltrica, isto , para termos uma corrente eltrica necessrio existir primeiro uma tenso eltrica.Existem basicamente dois tipos de corrente eltrica: Corrente continua; Corrente alternada.

Figura 1 - Grfico CC e CA.

Fonte: Google imagens, 2015.

Corrente continua (CC)

A corrente ser denominada CC, quando circular em um nico sentido.Antes de ter uma comprovao tcnica do verdadeiro sentido da corrente eltrica, foi decidido que a corrente eltrica sairia do polo positivo em direo ao polo negativo. Anos mais tarde com o avano nas pesquisas foi descoberto que a corrente eltrica sairia do polo negativo em direo ao polo positivo. O problema que os equipamentos eletrnicos j tinham adotado aquela metodologia de analise, ento se decidiu que existiria o sentido convencional e o sentido real de circulao da corrente eltrica. Convencional: Vai do polo positivo (+) da fonte, para o polo negativo (-) da fonte (tambm chamado sentido eletrnico); Real: Vai do polo negativo (-) da fonte, para o polo positivo (+) da fonte.

Corrente alternada (CA)

Uma das principais caractersticas