Componentes e Dispositivos Elétricos

Aluno: Victor Portavales SilvaProfessor: Jorge Luiz do NascimentoDisciplina: Introdução à Engenharia ElétricaUFRJ, 27/8/2007

Índice:

Grandezas Elétricas...............................................................................2

Corrente Alternada e Corrente Contínua...............................................5

Componentes Elétricos..........................................................................6

Dispositivos Elétricos...........................................................................10

Bibliografia...........................................................................................12

Grandezas Elétricas:As grandezas elétricas foram criadas para que se possa estudar e analisar

com mais facilidade acontecimentos de cunho físico. Sendo assim, o ramo

Eletricidade, dentro de física, estuda o movimento dos elétrons em um condutor e

suas conseqüências, como por exemplo a geração de um campo elétrico, ou a

transmissão de energia entre dois pontos, dentre outras atividades.

As quatro grandezas principais em eletricidade são: corrente, tensão,

resistência e potência. Comecemos então a defini-las:

Corrente Elétrica:

Por definição, a Corrente Elétrica mede o fluxo de elétrons que passa pela

seção reta de um condutor em um determinado tempo. Sua unidade é o

Ampére(A), e foi atribuída a letra I para designá-la.

Como o conceito de Corrente Elétrica é muito antigo, ficou definido que o

sentido da corrente elétrica é sempre do pólo positivo para o pólo negativo, já que

naquela época acreditava-se que os portadores de carga possuíam carga

negativa, porém, com os avanços da ciência e a descoberta do elétron passamos

a saber que na verdade os portadores possuem carga negativa, como pode ser

visto na figura abaixo:

A imagem mostra o fluxo ordenado de elétrons e apresenta o sentido da corrente, que é sempre

contrário ao do fluxo de elétrons.

Tensão:

Tensão e diferença de potencial designam exatamente o mesmo

acontecimento, ou seja, a diferença de potencial elétrico entre duas cargas. Sua

unidade é o Volt(V) e a letra que a designa é a letra U.

Para explicar o que é tensão comumente utiliza-se uma analogia à pressão

hidráulica entre dois pontos de um sistema. Quanto maior a pressão hidráulica

maior será o fluxo de líquido entre os dois pontos. E assim também é com a

tensão em relação à corrente.

Caixa d’água, uma analogia que facilita o entendimento do conceito de tensão.

Resistência:

A resistência elétrica é a capacidade um material a se opor à corrente

elétrica. Ou seja, quanto maior a resistência de um material, menor será a corrente

que o atravessa, quando se tem uma tensão fixa. Sua unidade é o Ohm(Ω) e a

letra correspondente a ela é o R.

Resistor, uma aplicação prática do conceito de resistência em sistemas elétricos.

Potência:

Potência Elétrica é a quantidade de energia concedida por uma fonte em

um determinado período de tempo. A unidade da potência no sistema

internacional de medidas é o Watt(W), e a letra para designar potência é o P.

Há outras grandezas elétricas importantes, porém essas as principais e

mais comumente utilizadas.

Corrente Alternada e Corrente Contínua:

O estudo de eletricidade no passado se concentrava basicamente na

análise da corrente contínua. A criação da pilha de Volta, em 1800, foi um grande

marco no estudo da geração de eletricidade, e foi a base para todas as pilhas e

baterias atuais.

A corrente alternada só recebeu a devida atenção quando houve a

necessidade de se transmitir eletricidade por longas distâncias. Além disso, a

corrente alternada também possui a vantagem de ser de mais fácil fabricação. O

que foi um fator decisivo na escolha dela para ser empregada nos sistemas

elétricos urbanos.

Enquanto a corrente contínua(DC) consiste em um fluxo constante de

elétrons por um condutor, a corrente alternada(AC), é na verdade o movimento

dos elétrons em sentidos diferentes com o decorrer do tempo. Na prática é como

se os elétrons fossem em um sentido, parassem, e voltassem.

Para entender melhor como isso funciona basta entender bem como a

corrente alternada é fabricada. O que se faz é utilizar o giro de um ímã para criar

fluxo de elétrons em um fio condutor através da variação de campo magnético.

Quando o pólo positivo do ímã está próximo ao condutor os elétrons são atraídos

por ele, indo em um sentido. Entretanto, quando o ímã gira os elétrons são

repelidos pelo pólo negativo, indo então no sentido contrário.

O gráfico tempo x corrente, da corrente alternada, mostra que em certos

momentos a corrente se torna negativa, ou seja, tem seu sentido alterado.

A imagem mostra alguns exemplos de gráficos tempo x corrente. Respectivamente:

senóide, onda quadrada, onda triangular e dente de serra.

Componentes Elétricos:

Resistor:

Resistores são os dispositivos eletrônicos mais básicos. Sua função em um

circuito geralmente é a de diminuir a tensão ou a corrente aplicadas em cima de

outro componente, porém eles podem ser utilizados em algumas outras funções.

Varistor:

Ao contrário dos resistores, que possuem resistência fixa para quaisquer

tensões ou correntes aplicadas sobre eles, a resistência dos varistores varia

conforme a tensão aplicada sobre eles. Quanto maior a tensão aplicada sobre um

varistor menor será sua resistência elétrica.

Capacitor:

Esse tipo de componente possui a característica de armazenar energia em

forma de campo elétrico, quando é aplicada sobre ele uma tensão. Isso ocorre

devido à construção física dos capacitores. Eles possuem 2 condutores separados

por uma substância dielétrica, que impede que haja corrente dentro do capacitor,

mas permite que se acumule um desequilíbrio de cargas em seus terminais.

Transformador:

Transformadores são componentes construídos a partir de duas bobinas

unidas por um núcleo de ferrite. Eles utilizam o principio da indução

eletromagnética para diminuir ou aumentar uma dada tensão alternada.

Diodo:

Diodos são componentes criados a partir de semicondutores. Sua principal

característica é permitir a passagem de corrente em apenas um sentido, ou seja,

em apenas uma polarização. Sendo assim, eles são utilizados para retificar sinais

alternados, tornando-os contínuos pulsantes.

Transistor:

Transistores são mais um tipo de componente fabricado com

semicondutores. Nesse caso a função principal é a de amplificação e

chaveamento de um dado sinal. Transistores são divididos entre PNP’s e NPN’s,

que são os modos de construção do componente.

Dispositivos Elétricos:

Fontes:Em eletricidade fontes elétricas são dispositivos capazes de fornecer corrente elétrica a uma carga. São exemplos de fontes: pilhas, baterias, rede elétrica residencial, usinas, etc.

Exemplos de Fontes:

Pilhas Bateria

Esquema de uma Usina Hidrelétrica

Cargas:Cargas são dispositivos elétricos capazes de consumir energia. São

exemplos de cargas: resistores, aparelhos elétricos e eletrônicos, motores, etc.

Exemplos de Cargas:

Resistor Televisão

Bibliografia:

BAZZO, Walter A.; TEIXEIRA, LuizIntrodução á Engenharia: Conceitos, Ferramentas e Comportamentos.Florianópolis: Editora da UFSC, 2006. 270 p.

MALVINO, Albert P.Princípios de Electrônica, vol I e IISão Paulo: McGraw-hill, 2000. 523p.

http://images.google.com/ (Google Imagens; 15:16 de 19/8/2007)http://wikipedia.org/ (Wikipédia, a Enciclopédia Livre; 16:03 de 19/8/2007)