disciplina: ele – eletricidade para eng. elÉtrica sem: 2008/2 turmas a

DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENG. ELÉTRICASEM: 2008/2 TURMAS A

1) GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

2) PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA

• FATOR DE DEMANDA: É a razão entre a demanda máxima do sistema e a carga total instalada durante um determinado tempo.

FD = Dmax/ Pinst

TARIFAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

• FATOR DE CARGA: É a razão entre a demanda média , durante um determinado intervalo de tempo, e a demanda máxima registrada no mesmo período.

• FC = Dmed/Dmax



• O fator de carga mede o grau no qual a demanda máxima foi mantida durante o intervalo de tempo considerado, ou mostra se a energia está sendo utilizada de forma racional por parte de uma instalação.


• Ter um elevado fator de carga significa:Otimização dos investimentos da instalação

elétrica;Aproveitamento racional e aumento da vida

útil da instalação elétrica, inclusive motores e equipamentos;

Redução do valor da demanda de pico.


• RESUMO DO SISTEMA TARIFÁRIO BRASILEIROHá quatro diferentes tipos de horário durante

um ano:1)Horário de ponta de carga2)Horário fora de ponta de carga3)Período Úmido4)Período Seco


1) Horário de ponta de carga• É o intervalo de três horas consecutivas entre

17 e 22 horas de cada dia, exceto sábados, domingos e feriados nacionais.


• 2) Horário fora de ponta de carga• É formado pelas 21 horas restantes de cada

dia, e pelas 24 horas dos sábados, domingos e feriados nacionais.


• Devido ao nível pluviométrico das regiões do Brasil onde ficam as maiores bacias hidrográficas e as mais importantes usinas hidrelétricas brasileiras é definido períodos:

Período úmido (1. de dez à 30 de abril)Período seco ( 1º de maio à 30 de nov.)


• A partir da definição desses horários montou-se a estrutura tarifária que possui os seguintes segmentos:

1.Tarifa Azul2.Tarifa Verde3.Tarifa Convencional4.Tarifa de Ultrapassagem


1) Tarifa Azul:• É a modalidade estruturada p/ aplicação

de preços diferenciados de demanda e consumo de acordo com o horário de utilização do dia e os períodos do ano.


• Tarifa Azul: DEMANDA• um preço para o horário de ponta de

carga da Concessionária;• um preço para o horário fora de ponta

de carga da Concessionária;• O valor da demanda faturada é o maior entre os

valores de demanda contratada e registrada.

TARIFAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA• Tarifa Azul: CONSUMO• um preço para o horário de ponta de carga

em período úmido;• um preço para o horário fora de ponta de

carga em período úmido;• um preço para o horário de ponta de carga

em período seco;• um preço para o horário fora de ponta de

carga em período seco;


2) Tarifa Verde:• É a modalidade estruturada p/ aplicação

de preços diferenciados de demanda e consumo de acordo com a tensão de fornecimento e demais características do consumidor como residencial, urbano, rural, etc.


• Tarifa Verde: DEMANDA• Um preço único para o horário de ponta

e fora de ponta de carga da Concessionária;

• O valor da demanda faturada é o maior entre os valores de demanda contratada e registrada.

TARIFAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA• Tarifa Verde: CONSUMO• um preço para o horário de ponta de carga

em período úmido;• um preço para o horário fora de ponta de

carga em período úmido;• um preço para o horário de ponta de carga

em período seco;• um preço para o horário fora de ponta de

carga em período seco.


3) Tarifa Convencional:• É a modalidade estruturada p/ aplicação

de preços diferenciados de demanda e consumo de acordo com a tensão de fornecimento e demais características do consumidor como residencial, urbano, rural, etc.


• Tarifa Convencional: DEMANDA• Um preço único para o horário de ponta

e fora de ponta de carga da Concessionária;

• O valor da demanda faturada é o maior entre os valores de demanda contratada, registrada e 10% da maior demanda medida em qquer dos 11 ciclos de faturamento anteriores, quando for unid. Consumid. Rural ou sazonal(certa época do ano).

TARIFAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA• Tarifa Convencional: CONSUMO• um preço único para o horário de ponta e fora

de ponta de carga.

TARIFAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA4) Tarifa Ultrapassagem:• É tarifa diferenciada a ser aplicada à parcela

de demanda que superar as respectivas demandas contratadas em cada segmento horo-sazonal para a tarifa azul, ou demanda única contratada para a tarifa verde.

TARIFAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICAComo escolher a tarifa adequada para o

empreendimento?

Realizar estudo do fator de carga da instalação e identificar os horários durante o dia do uso da energia elétrica.

DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENG. ELÉTRICASEM: 2008/2 TURMAS A

1) GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

2) PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA

DISCIPLINA: ELE – ELETRICIDADE PARA ENGa. CIVILSEM: 2008/2 TURMAS A

PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA

CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE

ENERGIA POTENCIAL

ACUMULADA

ENERGIA CINÉTICA (movimento)

CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE

• Quando há o movimento de rotação de umalternador (gerador de tensão alternada) , transforma este movimento em Energia Elétrica.

CORRENTE ELÉTRICA

O que é corrente elétrica? Definição: É o deslocamento de cargas dentro de um

condutor quando existe diferença de potencial elétrico entre suas extremidades.

CORRENTE ELÉTRICA

É o fluxo de cargas que atravessa a seção reta de um condutor, na unidade de tempo.

Se o fluxo for constante, denominou-se ampère a relação:

1 ampère = 1 coulomb segundo ou generalizando: i = dq/dt

TENSÃO ELÉTRICA

• A diferença de potencial de 1 volt (V) entre dois pontos ocorre quando ocorre um trabalho de 1 joule (J) para deslocar uma carga de 1 coulomb (C) entre estes dois pontos.

• Para se formar 1 coulomb são necessários 6,28 x 1018 elétrons. 1 volt = 1 joule coulomb

TENSÃO ELÉTRICA

• Para haver corrente elétrica, é preciso que haja diferença de potencial (d.d.p.)e um condutor em circuito fechado .

• Se o circuito estiver aberto, teremos d.d.p. mas não corrente.

• Analogamente, numa instalação hidráulica para haver circulação de água, deve haver uma diferença de pressão, tubulação, um interruptor e um caminho de retorno.

RESISTÊNCIA ELÉTRICA

• Chama-se resistência ôhmica a oposição interna à circulação das cargas devido às forças que mantém os elétrons livres, agregados ao núcleo do material.

• Corpos bons condutores => menor resistência.• Ex.: platina, prata, cobre e alumínio.

• Corpos maus condutores => maior resistência.• Ex.: porcelana, vidro, madeira.


• A resistência R (ôhmica), medida em ohm (Ω), depende:

Tipo de material - resistividade(ρ); Comprimento (l); Seção (A); Temperatura.


• Onde:

R = Resistência em ohms (Ω);

ρ = Resistividade do material em Ω.mm2/m;

l = Comprimento em metros;

A = Área da seção reta em mm2

R = ρ x l / A


• A resistência varia com a temperatura de acordo com a expressão:

• Onde:

Rt = Resistência na temperatura t em Ω;

R0 = Resistência a zero graus em Ω;

α = Coeficiente de temperatura em 1/ºC;t2 e t1 = Temperaturas final e inicial em ºC.

Rt = R0 [1 + α (t2 – t1)]

CONDUTÂNCIA (G)

• Onde:

G = Condutância (siemens);

R = Resistência em ohms (Ω);

G = 1 / R


• DADOS IMPORTANTES:

• Resistividade: Cobre => ρ = 0,0178Ω x mm2 /m a 15 ºC Alumínio => ρ = 0,0280Ω x mm2 /m a 15 ºC

• Coeficiente de temperatura: Cobre => α = 0,0039/ºC a 0ºC α = 0,0040/ºC a 20ºC

EXERCÍCIOS

1) A Resistência de um condutor de cobre a 0ºC é de 30Ω. Qual a sua resistência a 20ºC?

Dados:

α = 0,0040/ºC a 20ºCRt = R0

[1 + α (t2 – t1)]

EXERCÍCIOS

1) A Resistência de um condutor de cobre a 0ºC é de 30Ω. Qual a sua resistência a 20ºC?

solução:

α = 0,0040/ºC a 20ºCRt = R0

[1 + α (t2 – t1)]

R20 = 30 [1 + 0,004 x 20) = 32,4Ω

EXERCÍCIOS

1) Qual a resistência de um fio de alumínio de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?

Dados:

R = ρ x l / AAlumínio => ρ = 0,0280Ω x mm2 /m a 15 ºC

CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE => EXERCÍCIOS

1) Qual a resistência de um fio de alumínio de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?

solução:

R = ρ x l / A

R = 0,028 ohms.mm2/m x 1000m/2,5mm2

R = 11,2Ω


1) Qual a resistência de um fio de cobre de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?

Dados:

R = ρ x l / A Cobre => ρ = 0,0178Ω x mm2 /m a 15 ºC


1) Qual a resistência de um fio de cobre de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?

solução:

R = ρ x l / A

R = 0,0178Ω.mm2/m x 1000m/2,5mm2

R = 7,12Ω

CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE => LEI DE OHM

1) Georg Simeon Ohm (1789 – 1854) estabeleceu uma relação entre as grandezas d.d.p., corrente e resistência:

onde:

V = d.d.p. em Volts (V)R = resistência em ohms (Ω)

I = intensidade de corrente em ampères (A)

V = R x I

LEI DE OHM

CIRCUITO SÉRIE

RS = R1 + R2 + R3 + .... etc.

CIRCUITO SÉRIE

EX.: CALCULAR A CORRENTE DO CIRCUITO E A QUEDA DE TENSÃO EM CADA RESISTOR

CIRCUITO SÉRIE

I = Vs/Rs = 12/7,5kΩ = 0.0016AA corrente 1,6mA está em TODOS os resistores.

CIRCUITO SÉRIE

CIRCUITO ABERTO

• CIRCUITO ABERTO• O resistor torna-se um circuito aberto devido a

construção defeituosa ou ao superaquecimento do resistor. Nos casos graves, ele pode queimar e abrir, e esse defeito pode ser localizado com o voltímetro em um multímetro, porque o valor será a fonte de voltagem de 12 volts.

CIRCUITO ABERTO

R = ∞

CIRCUITO ABERTO

• CIRCUITO ABERTO• Outro circuito aberto típico é o fio partido ou

dessoldado. O voltímetro indicará também aqui o valor da fonte de voltagem quando conectado através de circuito aberto.

CIRCUITO ABERTO

CURTO CIRCUITO

• CURTO CIRCUITO• Um resistor também pode entrar em curto

circuito, ou ter um curto à sua volta. A lei• de Ohm indica que a queda de voltagem em

curto circuito com 0Ω de resistência é de 0• volt.• V = I x R = I x 0 = 0 V

CURTO CIRCUITO

R = 0

LEI DA VOLTAGEM DE KIRCHHOFF

Aumento da Voltagem = Soma das Quedas de Voltagem (gerador) (resistor)


Vs fonte = V1 + V2 + V3 + V4Vs = 12V; V1 = 1,6V; V2 = 2,4V; V3 = 3,2V; V4 = 4,8V12 = 1,6 + 2,4 + 3,2 + 4,812V = 12V


A soma das quedas de voltagem em qualquer circuito fechado é igual a zero.


As polaridades de voltagem nos resistores de acordo com a direção da corrente convencional:

Os valores de voltagem são positivos o sinal de polaridade (+) é encontrado primeiro, e negativo se o sinal (-) vier primeiro.



A soma das quedas de voltagem em qualquer circuito fechado é igual a zero.-Vs fonte + V1 + V2 + V3 + V4 = 0-12 +1,6 + 2,4 + 3,2 + 4,8 = 0 0V = 0V

DIVISORES DE VOLTAGEM

I = Vin/Rs I = V1/R1 I = V2/R2 I = V3/R3 Vin/Rs = V1/R1


• Se Vin = V1 => V1 = R1 Vin Rs R1 Rs

Vout

Vout

Vout


Ex.: Calcular a tensão Vout

Vout


Vout = R3/Rs x VinVout = 2k/6k x 12V = 4V

MÚLTIPLAS VOLTAGEM DE TENSÃO

Convenção: a corrente se desloca da esquerda para a direita. Se essa direção estiver errada, o valor da corrente obtido pela LVK terá valor NEGATIVO.


O valores de voltagem é positivo se o sinal de polaridade (+) é encontrado primeiro, e negativo se o sinal (-) vier primeiro.


VA + V1 + V2 – VB + V3 = 024 + 150 I + 68 I – 6 + 330 I = 0 => 18 = - 548 I => I = - 0,0328AI = - 32,8 A


- VA + V3 + VB + V2 + V1 = 0-24 + 330I + 6 + 68I + 150I = 0 => -18 = - 548 I => I = + 0,0328AI = + 32,8 A

CIRCUITO PARALELO

Os dois resistores conectados em paralelo equivalem a um único resistor que está conectado no CIRCUITO EQUIVALENTE .

CIRCUITO PARALELO

Esse resistor equivalente, chamado Rp é calculado com a seguinte fórmula: 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 Rp = R1 x R2 / (R1 + R2)

CIRCUITO PARALELO

Ex.: Calcular o valor de Rp:

CIRCUITO PARALELO

Rp = R1 x R2 / (R1 + R2)Rp = (2.200 x 3.300) / 2.200 + 3.300 = 1320 ou 1,32ΩO valor de Rp é SEMPRE menor do que o menor resistor no circuito paralelo.

LEI DA CORRENTE DE KIRCHHOFF (LCK)

Corrente para dentro do nodo = Corrente PARA FORA DO NÓA corrente para dentro do nodo é POSITIVA e as correntes para fora do nodo são NEGATIVAS.


Corrente para dentro do nodo = Corrente PARA FORA DO NÓ ouCorrente para dentro do nó - Corrente PARA FORA DO NÓ = 0 It - I1 - I2 - I3 = 0 It – 0,21 – 0,63 – 0,58 = 0 It = 1,42A


Ex.: Comprove a lei da Corrente de Kirchhoff do circuito acima:


IA - I1 - I2 - I3 + IB = 0200mA – 100mA – 450mA – 150mA + 500mA = 00 = 0

DIVISORES DE CORRENTE

VAB = R1 x I1 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

Iin = VAB Iin = R1 x I1 I1 = Rp x Iin Rp Rp R1


I1 = Rp x Iin Rp = 1 R1 = 1 R1 Gp R1

I1 = 1/Gp x Iin I1 = G1 x Iin 1/G1 Gp


I saida = Condutância onde o I de saída é medido x Iin Condutância Total em paralelo


Ex.: Calcular a corrente de saída Iout:


Iout = G3/Gp x IinIout = 1/R3 x Iin Gp = G1 + G2 + G3 Gp Gp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3


G3 = 1/R3 = 1/5k = 0,2kGp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/2k + 1/4k + 1/5k Gp = 0,95k


Iout = G3/Gp x IinIout = 0,2 x 4A = 0,842A 0,95

CIRCUITO SÉRIE E PARALELO

EX.: CALCULAR A RESISTÊNCIA EQUIVALENTE

disciplina: ele – eletricidade para eng. elÉtrica sem: 2008/2 turmas a

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