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Autor

Rodrigo Otavio Moreira da CruzPossui graduação em Engenheira Civil e Ambiental pela Universidade de Brasília (2005), graduação em Direito pelo Centro Universitário de Brasília (2007) e mestrado em Engenharia de Transportes pela Uni-versidade de Brasília (2008). Atualmente é aluno de Doutorado no curso de Transportes na Universida-de de Brasília. Na área profissional, exerce, atualmente, a função de pesquisador e consultor, atuando, principalmente, em temas ligados à transportes.

RevisãoNT Editora

Projeto GráficoNT Editora

Editoração EletrônicaNT Editora

IlustraçãoDaniel Motta

CapaNT Editora

NT Editora, uma empresa do Grupo NTSCS Q.2 – Bl. D – Salas 307 e 308 – Ed. Oscar NiemeyerCEP 70316-900 – Brasília – DFFone: (61) [email protected] e www.grupont.com.br

Princípios Básicos e Fundamentais da Eletricidade . / NT Editora.

-- Brasília: 2014. 55p. : il. ; 21,0 X 29,7 cm.

ISBN

1. Conceitos iniciais de engenharia e arquitetura

Copyright © 2014 por NT Editora.Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por

qualquer modo ou meio, seja eletrônico, fotográfico, mecânico ou outros, sem autorização prévia e escrita da NT Editora.

LEGENDA

ÍCONES

Prezado(a) aluno(a),Ao longo dos seus estudos, você encontrará alguns ícones na coluna lateral do material didático. A presença desses ícones o ajudará a compreender melhor o conteúdo abor-dado e também como fazer os exercícios propostos. Conheça os ícones logo abaixo:

Saiba MaisEste ícone apontará para informações complementares sobre o assunto que você está estudando. Serão curiosidades, temas afins ou exemplos do cotidi-ano que o ajudarão a fixar o conteúdo estudado.

ImportanteO conteúdo indicado com este ícone tem bastante importância para seus es-tudos. Leia com atenção e, tendo dúvida, pergunte ao seu tutor.

DicasEste ícone apresenta dicas de estudo.

Exercícios Toda vez que você vir o ícone de exercícios, responda às questões propostas.

Exercícios Ao final das lições, você deverá responder aos exercícios no seu livro.

Bons estudos!

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Sumário

1. CONCEITOS INICIAIS DE ENGENHARIA E ARQUITETURA ........................................71.1 Definição da engenharia ...................................................................................................................... 71.2. História da Engenharia ......................................................................................................................... 81.3. Objeto da Engenharia .........................................................................................................................10

2. GRANDES FEITOS DA ENGENHARIA CIVIL NA ERA MODERNA .............................162.1. Os feitos da engenharia civil ............................................................................................................162.2. Era moderna ...........................................................................................................................................18

3. TÉCNICAS DE CONSTRUÇÃO .....................................................................................243.1. Técnicas de Construção Civil e Construção de Edifícios .........................................................24

4. PRINCÍPIOS DA ELETRICIDADE ................................................................................344.1. Tensão elétrica Conceitos preliminares ........................................................................................344.2. Circuitos elétricos .................................................................................................................................404.3 Simbologia adotada em projetos de instalações elétricas .....................................................45

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................55

APRESENTAÇÃO

5Princípios Básicos e Fundamentais da Eletricidade

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SUMÁRIO

Caro(a) aluno(a),

Bem-vindo ao curso Princípios Básicos e Fundamentais da Eletricidade.

Você estudará neste curso o conceito sobre Engenharia, seu histórico e objeto de atuação. Verá também quais foram os grandes feitos da engenharia civil. Identificará as técnicas de construção civil e construção de edifícios. E por fim, será abordado os princípios básicos da Eletricidade.

Este curso é direcionado a você, que está ingressando ou retornando ao mercado de trabalho, e lhe mostrará diversas ferramentas que são necessárias para trilhar um grande caminho profissional e atender as demandas de mercado da indústria na construção civil e elétrica.

Bom aprendizado!

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SUMÁRIO

1. CONCEITOS INICIAIS DE ENGENHARIA E ARQUITETURA

Olá, eu sou o Fred, sou um engenheiro. Estou aqui para contribuir com o seu aprendizado. Contarei e explicarei um pouco de tudo que

eu sei, a fim de construirmos juntos excelentes profissionais. Vamos começar? Bons estudos!

1.1 Definição da engenhariaA engenharia pode ser conceituada como: “a ciência de adquirir e de aplicar os co-

nhecimentos matemáticos, físicos, químicos, técnicos e científicos para a criação, aper-feiçoamento e implementação de unidades, ou objetos, como materiais, estruturas, máquinas, aparelhos, sistemas ou processos que realizem uma determinada função ou objetivo”. A figura abaixo mostra dois objetos produzidos a partir de aplicação das técni-cas da engenharia. São apresentados uma ponte e um automóvel. A primeira é uma es-trutura resultante de práticas da Engenharia Civil, enquanto que o segundo é um produto da Engenharia Mecânica.

Engenharia Civil Engenharia Mecânica

A engenharia é uma ciência bastante abrangente que engloba uma séria de ramos mais

especializados, cada qual com sua ênfase mais específica em determinados campos de aplica-

ção e em determinados tipos de tecnologia.

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Estruturas civis: Como pontes e edifícios.

Exercitando o conhecimento!Ligue a imagem com a informação a que for referente.

É um produto da Engenharia Mecânica.

É uma estrutura resultante de práticas da Engenharia Civil.

O profissional que exerce a prática na engenharia é o engenheiro. Em muitos países, inclusive o Brasil, o exercício da profissão de engenheiro obriga, além de conclusão de curso superior de engenharia, a licença ou certificação profissional atribuída pelo estado, por uma associação profissional, ordem ou instituição de engenheiros.

No Brasil, a entidade de que certifica e fiscaliza o profissional são os Conselhos Re-gionais de Engenharia e Agronomia (CREA).

Normalmente, a lei restringe a prática de determinados atos de engenharia aos pro-fissionais certificados e habilitados para tal, por exemplo, a elaboração de um projeto de um edifício, compete a um engenheiro civil ou arquiteto, não podendo um médico ou advogado ser responsável por tal feito.

1.2. História da EngenhariaO termo “engenharia” é recente quando comparado às

práticas do homem que são considerados feitos da aplica-ção de técnicas de engenharia. A partir do momento em que o ser humano desenvolveu invenções como a polia, a alavanca ou a roda, por exemplo, estava desenvolvendo conhecimentos e aplicando técnicas nos diversos ramos da engenharia.

Mais tarde, à medida que o projeto de estruturas civis amadureceu como uma es-pecialidade técnica, o termo “engenharia civil” entrou como no vocabulário da língua por-tuguesa como forma de distinção entre a atividade de construção daqueles projetos não militares e a mais antiga especialidade da engenharia militar.


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Saqqara: Cidade egípcia.

Destaca-se que durante a história di-versos projetos de engenharia foram de-senvolvidos: o Farol de Alexandria, as Pi-râmides do Egito, os Jardins Suspensos da Babilónia, a Acrópole de Atenas, os antigos aquedutos romanos, a Via Ápia, o Coliseu de Roma, Teotihuacán e as cidades e pirâmides dos antigos Maias, Incas e Aste-cas, a Grande Muralha da China, entre muitas outras obras, mantêm-se como um testa-mento do engenho e habilidade dos antigos engenheiros militares e civis.

A história aponta um homem com nome de Imhotep como o primeiro engenheiro civil.

Imhotep era um dos funcionários do faraó Djoser e foi quem, provavelmente, projetou uma

pirâmide de degraus em Saqqara por volta de 2.630 a.C. Provavelmente, foi a primeira aplica-

ção da coluna na arquitetura.

Já os gregos desenvolveram máquinas no domínio civil e militar. O primeiro computador mecânico conhecido (Máquina de Antikythera) e as invenções mecânicas de Arquimedes são exemplos da primitiva engenharia mecânica

desenvolvidos pelos gregos.

Estas invenções requereram um conhecimento sofisticado de engrenagens dife-renciais e engrenagens planetárias, dois princípios-chave na teoria das máquinas que ajudou a projetar as máquinas utilizadas na Revolução Industrial e que ainda são ampla-mente utilizadas na atualidade, em diversos campos como a robótica e automobilismo.

Caminhando um pouco mais afrente na linha do tempo, mais especificamente nos séculos XV e XVI, a engenharia naval surge em Portugal e Espanha. Os novos tipos de navios então desenvolvidos, como a ca-ravela, a nau redonda e o galeão. Destaca-se que esses navios foram fundamentais nos grandes descobrimen-tos marítimos, que inclusive, desencadeou no desco-brimento do Brasil, pelos portugueses.

Nau: De acordo com o dicionário Houaiss é a designação genérica que até o século XV se aplicava a navios de grande porte, acastelados à proa e à popa, com um único mastro enver-gando vela redonda.

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No ramo da engenharia elétrica, considera-se William Gilbert como o primeiro engenheiro eletrotéc-nico, vez que foi o autor da publicação da obra: De Mag-nete em 1.600, que trazia, pela primeira vez, a definição do termo eletricidade. A primeira máquina a vapor foi construída em 1.698 por Thomas Savery, considerado o primeiro engenheiro mecânico moderno. O desenvolvi-mento deste aparelho deu origem à Revolução Industrial nas décadas seguintes, permitindo o início da produção em massa.

Exercitando o conhecimento!Marque a alternativa que considerar correta.

A primeira máquina a vapor foi construída em 1.698 por:

a) Thomas Sidiney, considerado o primeiro engenheiro civil moderno;

b) Thomas Savery, considerado o primeiro engenheiro mecânico moderno;

c) Thales Savery, considerado o primeiro engenheiro militar moderno.

1.3. Objeto da EngenhariaAntigamente, a engenharia tinha como

objeto apenas elementos concretos e palpá-veis, como a construção e operação de máquinas, por exemplo. Ocorre que, nos dias atuais, a engenha-ria trata, também de elementos não palpáveis como custos, obrigações fiscais, aplicações informáticas e sistemas.

Nesse sentido, os engenheiros aplicam as ciências físicas e matemáticas na busca por soluções adequadas para problemas ou no aperfeiçoamento de soluções já existen-tes. Assim sendo, é exigido ao engenheiro o conhecimento das ciências relevantes para a elaboração de seus projetos, o que demanda desse profissional constante aprendizado em novas matérias ao longo de toda a sua carreira. Destaca-se que esse aprendizado deve ser estendido a todos os profissionais que trabalham no ramo das engenharias e não apenas os engenheiros.

A tarefa fundamental do engenheiro, que pode ser estendida aos demais profissio-nais do ramo de engenharia civil é identificar, compreender e interpretar as dificuldades


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de um projeto, de modo a produzir o resultado esperado. Assim, não basta construir um produto tecnicamente bem sucedido, é preciso que ele esteja adequado aos requisitos adicionais.

As dificuldades, ou obstáculos de um projeto, podem incluir as limitações em ter-mos físicos, criativos, técnicos ou de recursos disponíveis, a flexibilidade para permitir modificações e adições futuras, além de fatores como os custos, a segurança, a atrativida-de comercial, a funcionalidade e a suportabilidade.

A Figura mostra um incêndio possivelmente causado por um curto circuito, suspeita-se que uma fiação entrou em con-

tato com a água, assim que a chuva começou. Assim sendo, os profissionais de engenharia devem ter ciência de suas

responsabilidades para evitar que acidentes como o ilustra-do aconteçam. Para tanto, esses profissionais devem sempre

trabalhar com segurança.

Além disso, os profissionais de engenharia trabalham com o estado de obras falhadas, vez que

sua aplicação é muito importante para avaliar desastres como o colapso de pontes ou a queda

de aviões, onde uma análise cuidadosa é necessária para descobrir as causas das falhas ocorridas.

Ramos da Engenharia

A ciência da engenharia é bastante abrangen-te e comumente é subdivida em diferentes ramos ou especialidades, cada uma destas preocupada com um determinado tipo de tecnologia ou campo de aplicação. Ainda que os profissionais de engenharia se formem em uma especialidade específica, é co-mum que ao longo de suas carreiras tornem-se poli-valentes atuando em diversas áreas.

Inicialmente existiam apenas as engenharias naval e militar. A par-tir desta último surgiu a engenharia civil, que posteriormente dividiu-se em cinco especialidades:

• Engenhariacivil:direcionadaparaoprojetoeconstruçãodeobraspúblicasepar-ticulares, como infraestruturas, estradas, pontes e edifícios;

• Engenhariamecânica:direcionadaparaoprojetodesistemasmecânicos,comomáquinas e veículos;

• Engenhariamecatrônica-direcionadaparaoprojetoeoestudodesistemasrobóti-cos.Basicamenteéauniãodasengenhariasmecânicacomeletrônica;

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• Engenhariaelétrica:direcionadaparaoprojetoeoestudodesistemasdeproduçãoe de aplicação da eletricidade, como geradores, motores elétricos e telecomunicações;

• Engenhariaquímica:direcionadaparaaexecuçãodeprocessosquímicosindus-triais em larga escala, bem como para desenvolver novos materiais e produtos químicos;

• Engenhariademinas:direcionadaparaoestudoeodesenvolvimentodeproces-sos de extração e de processamento de minerais.

Exercitando o conhecimento!Enumere a segunda coluna de acordo com a primeira.

(1) Engenharia civil

(2) Engenharia mecânica

(3) Engenharia mecatrônica

(4) Engenharia elétrica

(5) Engenharia química

(6) Engenharia de minas

( ) Direcionada para o projeto e o estudo de sistemas de produção e de aplicação da eletricidade.

( ) Direcionada para a execução de processos químicos industriais em larga escala.

( ) Direcionada para o projeto de sistemas mecânicos, como máquinas e veículos.

( ) Direcionada para o projeto e o estudo de sistemas robóticos.

( ) Direcionada para o estudo e o desenvolvimento de processos de extra-ção e de processamento de minerais.

( ) Direcionada para o projeto e construção de obras públicas e particulares.

Paralelamente, algumas das ciências agrárias aproximaram-se da engenharia e aca-baram por nela se integrar, originando algumas especialidades.


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Parabéns, você finalizou esta lição!

Agora responda às questões ao lado.

Vejamos!

• Engenhariaagronômica:direcionadaparaaconcepçãoeexploraçãodeprocessosagropecuários.

• Engenhariazootécnica:direcionadaparaodesenvolvimentodaspecuária.

• Engenhariaflorestal:direcionadaparaaexploraçãodasflorestaseparaaprodu-ção de produtos florestais.

O prestígio da engenharia fez com que outras áreas quisessem se apropriar de seus conhecimentos e técnicas. Surgiram assim campos não convencionais de engenharia, sendo alguns exemplos a “engenharia jurídica”, a “engenharia financeira” ou a “engenha-ria comercial”.

Destaca-se que existe uma considerável sobreposição de matérias comuns a todas as

especialidades da engenharia. Quase todas elas, por exemplo, fazem grande aplicação da

matemática, da física e da química.

Exercícios

Questão 1 - O profissional que exerce a prática na engenharia é o engenhei-ro. No Brasil é exigido desse profissional (marque a única opção correta):

a) conclusão de curso superior de engenharia, a licença ou certificação pro-fissional atribuída pelo estado, por uma associação profissional, ordem ou ins-tituição de engenheiros;

b) conclusão de curso superior de engenharia. Não sendo necessária licença ou certificação profissional;

c) no Brasil, basta apenas que o profissional adquira a licença ou certificação profissional atribuída pelo estado, por uma associação profissional, ordem ou instituição de engenheiros. Não sendo necessária a conclusão de curso supe-rior em engenharia;

d) conclusão de curso superior em qualquer área relacionada às ciências exatas (como física, por exemplo), não sendo necessário que o curso seja em engenharia.

Questão 2 - Sobre o objeto da engenharia assinale a alternativa correta (mar-que apenas uma opção):

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a) antigamente, a engenharia tinha como objeto apenas elementos concre-tos e palpáveis, como a construção e operação de máquinas, por exemplo. Nos dias atuais, a engenharia trata, também, de elementos não palpáveis como cus-tos, obrigações fiscais, aplicações informáticas e sistemas;

b) nos dias atuais, a engenharia trata apenas de elementos concretos e pal-páveis. Não sendo seu objeto os elementos não palpáveis como custos, obriga-ções físicas, aplicações informáticas e sistemas;

c) nos dias atuais, a engenharia trata apenas não palpáveis como custos, obri-gações físicas, aplicações informáticas e sistemas, não sendo seu objeto ele-mentos concretos e palpáveis como a construção de edifícios e operação de máquinas;

d) a engenharia tem como objeto apenas a construção de túneis. Sendo os elementos não palpáveis como custos e obrigações fiscais objeto dos físicos e matemáticos.

Questão 3 - A Revolução Industrial, ocorrida no Reino Unido, em meados do século XVIII fez com que a engenharia civil tivesse um grande impulso no desenvolvimento de técnicas e aquisição de conhecimentos. Sobre o período é correto afirmar que (assinale a única opção correta):

a) a Revolução Industrial não contribuiu para a evolução dos conceitos e téc-nicas da engenharia civil, mas somente da engenharia química;

b) invenção da máquina a vapor e a implantação das ferrovias, que constituíram uma revolução no sistema de transportes, são feitos da Revolução Industrial;

c) a implantação das ferrovias não exigiu qualquer esforço para os engenhei-ros do século XVIII durante a Revolução Industrial, vez que a técnica era ampla-mente dominada e os traçados não demandavam grandes desafios;

d) as ferrovias implantadas na época da Revolução Industrial não contribuí-ram para uma melhoria do sistema de transportes.

Questão 4 - Os engenheiros aplicam as ciências físicas e matemáticas na busca por soluções adequadas para problemas ou no aperfeiçoamento de soluções já existentes. Sobre o assunto marque a alternativa ERRADA.

a) É exigido ao engenheiro o conhecimento das ciências relevantes para a elaboração de seus projetos.


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b) É exigido ao engenheiro constante aprendizado em novas matérias ao longo de toda a sua carreira.

c) Cabe aos engenheiros e demais profissionais da engenharia, quando hou-ver mais de uma solução possível, escolher a solução que melhor corresponda aos requisitos.

d) O constante aprendizado em novas técnicas e matérias é uma exclusivida-de do engenheiro, não deve ser estendido a todos os profissionais que traba-lham no ramo das engenharias.

Questão 5 - Acerca do conceito de engenharia apresentado na apostila jul-gue os itens a seguir como verdadeiro (V) ou falso (F), em seguida marque a sequência correta.

( ) A engenharia é a ciência de adquirir e de aplicar conhecimentos matemá-ticos, físicos, químicos, técnicos e científicos.

( ) A engenharia não deve ser entendida como uma ciência, mas sim uma ferramenta que aplica conhecimentos químicos para a construção de edifícios e automóveis.

( ) A finalidade da engenharia está em construir prédios, apenas, não sendo, portanto finalidade o aperfeiçoamento e criação de unidades ou objetos.

( ) A engenharia tem como finalidade a criação, aperfeiçoamento e imple-mentação de unidades, ou objetos.

a) F, F, F, F.

b) V, V, V, V.

c) V, F, F, V.

d) F, V, V, F.

autor - grupo nt · estas invenções requereram um conhecimento sofisticado de engrenagens...

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