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7/24/2019 Apostila sobre eletricidade
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APRESENTAO
Esta apostila corresponde ao primeiro captulo do curso de Eletrotcnica, o qual tem comofinalidade introduzir ao aluno do curso de Engenharia Produo os principais fundamentos da
Eletrotcnica, de maneira simples e prtica. Todos os assuntos do curso sero voltados ao cho de
frica, ou se!a, tero uma aordagem mais tcnica, e no somente focada na engenharia.
P"#$E%%#"& 'eonardo (ose )mador %alas *aldonado
EMENTA:
+ircuitos de corrente contnua& srie, paralelo e misto. oltmetros. )mpermetros. +orrente
alternada. Transformadores. +ircuitos magnticos. Eletrom. *quinas de corrente contnua.
*quinas de corrente alternada. )lternadores. *otores monofsicos e trifsicos. Ensaios eltricos de
instalao. +haves magnticas. -is!untores. )cessrios para iluminao.
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Introduo:
SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
Tratado de Versalles En!en"ar#a de $roduo
Ferdinand Porsche
Professor -o/tor 0ngenieur 1onoris +ausa 2-r. h.c. 0ng.3
2*affersdorf, 4 de setemro de 5678 9 %tuttgart, 4: de !aneiro de 5;853
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O $ro,le+a de Euro$a % o $ro,le+a +und#al&
=+omprar coisas que no preciso com dinheiro que no tenho = )giotagem ancrio
U+a ,re-e .#st/r#a
Fo sculo G000 o francHs )le!andro olta inventou a pilha, com isto os fsicos da poca dispuseram
de uma nova forma de energia, a energia eltrica limpa e fcil de transmitir .
) corrente continua resultou ser to Itil que primeiramente sustituiu os sistemas de iluminao a gs,
e posteriormente, com o invento do motor eltrico, se utilizou tamm como uma fonte motriz. Em
5646, %amuel *orse inventor do telgrafo comea a utilizar a corrente continua para a transmisso de
dados.
# prolema que a energia eltrica em corrente continua apresentava era a transmisso a longasdist@ncias devido a que sua perda era significativa, estas so conhecidas por perdas de linhas ou
perdas por efeito (oule, as quais dependem da corrente e a resistHncia do material condutor.
) soluo tcnica da poca foi mudar de corrente continua para alternada ! que esta permite a
utilizao de transformadores.
C
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Fi/ola Tesla 2Eng eltrico Jugoslavo3
e!a como um sistema de transmisso de energia eltrica&
.
De0#n#o de trans0or+ador&
K um equipamento esttico que transfere energia entre seus enrolamentos provocando a variao
dos valores de tenso e corrente mantendo os valores de potHncia e de freqLHncia constantes.
+onstitudo de dois enrolamentos e um nIcleo que os interliga magneticamente.
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Le#s 0unda+enta#s do eletro+a!net#s+o
E1$er#2na de Oersted:
=Todo condutor percorrido por uma corrente eltrico cria em torno de si um campo magntico?.
Le# de 3arada4&
=Todo condutor mergulhado em um campo magntico varivel ter em seus terminais uma fem
2fora eletromotriz3 induzida?.
e2t3M Ndt
dN
onde& F M nImero de espiras
dt
dM variao do fluDo magntico no tempo
Le# de Len5&
A
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Le#s 0unda+enta#s da &orrente &ont#nua
Le# de O"+
) lei de #1* uma frmula matemtica que estaelece a relao entre as trHs grandezas
fundamentais da eletricidade& a corrente, a resistHncia e a tenso 2tenso & tamm conhecida como
diferena de potencial3. $oi descoerta pelo alemo eorge %. #hm.
)s grandezas eltricas so representadas por smolos 2letras3, ve!a a seguir&
randeza %molo Onidade
tenso O ou olt 23
corrente 0 )mpQre 2)3
resistHncia " #hm 2R3
potHncia P Satts 2S3
Tenso
) diferena de potencial entre os terminais de um circuito igual ao produto da resistHncia
desse circuito pela intensidade da corrente eltrica que passa por tal circuito.
*orrente
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) intensidade da corrente eltrica que percorre o circuito igual diviso da diferena de
potencial entre os terminais desse circuito pela resistHncia que esse circuito apresenta passagem da
corrente eltrica.
0 M U "
Res#st2na
) resistHncia que um circuito, apresenta a passagem da corrente eltrica igual diviso da
diferena de potencial 2tenso3 entre os terminais desse circuito pela intensidade da corrente que por
ele passa.
e!a como fica a representao da lei de #1* atravs de uma frmula matemtica&
" M U 0
Pot2na
) potHncia eltrica corresponde a um triangulo onde temos 4 componentes , a hipotenusa
chamada de potencia aparente em ) , o cateto ad!acente , chamada de potencia ativa em Batt e o
cateto oposto chamada de potencia reativa em )" .
# @ngulo formado entre a hipotenusa e o cateto ad!acente se conhece como e seu coseno como
fator de potencia. Vuando o @ngulo entre a tenso e a corrente e zero o fator de potencia unitrio
nesta condio a potencia aparente se iguala a potencia ativa.
EDemplo = # chuveiro
Le#s de 7#r&""o00;
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)s Le#s de 7#r&""o00so empregadas em circuitos eltricos mais compleDos, como por
eDemplo circuitos com mais de uma fonte de resistores estando em srie ou em paralelo. Para estudN
las vamos definir o que so Fs e *alhas&
F& um ponto onde dois 2ou mais3 condutores so ligados.
*alha& qualquer caminho condutor fechado.
$ig. 5& +ircuito com vrias malhas e ns
)nalisando a figura 5, vemos que os pontos a e d so ns, mas , c, e e f no so. 0dentificamos
neste circuito 4 malhas definidas pelos pontos& afed, adc e adc.
Pr#+e#ra le# de 7#r&""o00 8le# dos n/s9
Em qualquer n, a soma das correntesque o deiDam2aquelas cu!as apontam para fora do n3
igual a soma das correntes que chegam at ele. ) 'ei uma conseqLHncia da conservao da carga
total eDistente no circuito. 0sto uma confirmao de que no h acumulao de cargas nos ns.
Se!unda le# de 7#r&""o00 8le# das +al"as9
) soma algrica das foras eletromotrizes 2f.e.m3 em qualquer malha igual a soma algrica
das quedas de potencial ou dos produtos i" contidos na malha.
5:
http://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/http://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/ -
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A$l#&ando as le#s de 7#r&""o00
EDemplo 5& ) figura 5 mostra um circuito cu!os elementos tHm os seguintes valores&
E5M
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*on&e#tos so,re a tenso seno#da#s
Valor Instant?neo
tSenVV t :32
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)plicaNse uma tenso alternada 253 ao enrolamento primrio do transformador representado na
figura aaiDo. erificaNse que o enrolamento primrio um circuito eltrico fechado aparecendo ento
uma corrente 0:denominada de corrente de eDcitao. Esta corrente cria no enrolamento primrio um
fluDo magntico varivel 2Ndt
d3, conforme prediz a eDperiHncia de #ersted, que circular pelo
caminho de menor relut@ncia oferecida pelo nIcleo, cortando assim o enrolamento secundrio
originando uma fem 2fora eletromotriz3 induzida, conforme prevH a 'ei de $arada[.
#serve que para facilitar a eDplicao, consideraNse que&
# transformador ideal, isto , sem perdas internas\
# secundrio est em aerto 2sem carga3, logo sem circulao de corrente.
Rela@es do Trans0or+ador #deal
-a lei de $arada[ temNse&
e2t3M Ndt
dN
, aproDimando e2t3 M 2t3
Ento&
5M Ndt
dN
5 2primrio3 M
dt
dM
5
5
N
V
< M Ndt
dN
< 2secundrio3 M
dt
dM
.T\
c3 ) regulao em tenso do transformador aaiDador a $.P unitrio e plena carga\
d3 2"epita c3 para $.P de :,6 em atraso, plena carga\
4 Z #s seguintes dados foram levantados durante o ensaio de curtoNcircuito em um autotransformador com
valores nominais de
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A Z Om transformador de