Prof. Guilherme Nonino Rosa- Técnico em Informática pela ETESP – Escola Técnica de
São Paulo
- Graduado em Ciências da Computação pela Unifran –
Universidade de Franca no ano de 2000.
- Licenciado em Informática pela Fatec – Faculdade de
Tecnologia de Franca no ano de 2011.
- Pós-Graduado em Tecnologia da Informação aplicada
aos Negócios pela Unip-Universidade Paulista no ano de
2012.
- Pós-Graduando em Docência no Ensino Superior pelo
Centro Universitário Senac.
Atuação:
- Docente da Faculdade Anhanguera desde Fevereiro /
2013
- Tutor EAD Anhanguera Educacional desde Maio /
2014
- Docente do Senac – Ribeirão Preto desde
fevereiro/2012.
- Docente do Centro de Educação Tecnológica Paula
Souza, na Etec Prof. José Martimiano da Silva e Etec
Prof. Alcídio de Souza Prado desde fevereiro/2010.
Contatos:
Prof. Guilherme Nonino Rosa
http://guilhermenonino.blogspot.com
EMENTA
• Eletrização e cargas elétricas.
• Quantização de cargas.
• Campo, potencial e diferença de potencial.
• Corrente elétrica.
• Componentes elétricos básicos: capacitor, resistor e
indutor.
• Carga e descarga de um capacitor - circuito RC.
• Dispositivos semicondutores: diodos e transistores.
Objetivos
Conhecer os conceitos básicos de
eletricidade e eletrônica, seus
componentes básicos: capacitor,
resistor, indutor, diodos e
transistores.
Sistema de Avaliação
1° Avaliação - PESO 4,0
Atividades Avaliativas a Critério do Professor
Práticas: 03
Teóricas: 07
Total: 10
2° Avaliação - PESO 6,0
Prova Escrita Oficial
Práticas: 03
Teóricas: 07
Total: 10
Bibliografia Padrão
1) BOYLESTAD, Robert L.. Introdução à Análise de Circuitos.. 10ª
ed. São Paulo: Pearson, 2006.
Bibliografia Básica Unidade
Faculdade Anhanguera de Ribeirão Preto (FRP)
1) RAMALHO JR, F. Os Fundamentos da
Física. 9ª ed. São Paulo: Moderna, 2007.
2) HALLIDAY, David. Física 3. 5ª ed. Rio de
Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos,
2004.
Semana n°. Tema
1 Apresentação da Disciplina e Metodologia de Trabalho.
Conceitos básicos de Eletricidade
e Eletrônica.
2 Eletrização e Cargas Elétricas.
3 Quantização de Cargas.
4 Campo, Potencial e Diferença de Potencial.
5 Campo, Potencial e Diferença de Potencial.
6 Corrente Elétrica.
7 Componentes Elétricos Básicos: Capacitor, Resistor e
Indutor.
8 Componentes Elétricos Básicos: Capacitor, Resistor e
Indutor.
Cronograma de Aulas
Semana n°. Tema
9 Atividades de Avaliação.
10 Laboratório - Instrumentação.
11 Laboratório - Instrumentação.
12 Carga e Descarga de um Capacitor - Circuito RC.
13 Circuito RC.
14 Circuito RC.
15 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores.
16 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores.
Cronograma de Aulas
Semana n°. Tema
17 Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores.
18 Prova Escrita Oficial
19 Exercícios de Revisão.
20 Prova Substitutiva.
Cronograma de Aulas
FIGURA 3.19 RESISTOR FIXO DE CARBONO.
ResistoresOs resistores são encontrados em diversos aparelhos
eletrônicos como, por exemplo, televisores, rádios e
amplificadores.
Um resistor pode ser definido como sendo um dispositivo
eletrônico que tem duas funções básicas: ora transforma
energia elétrica em energia térmica (efeito joule), ora limita a
quantidade de corrente elétrica em um circuito, ou seja,
oferece resistência à passagem de elétrons.
FIGURA 3.20 RESISTORES FIXOS DE CARBONO DE DIFERENTES POTÊNCIAS.
slide 17
Os resistores são
fabricados
basicamente de
carbono, podendo
apresentar
resistência fixa ou
variável.
Tipos de resistores
FIGURE 3.24 CIRCUITOS COM RESISTORES DE FILME FINO. (COURTESIA DA DALE ELECTRONICS, INC.)
slide 18
Tipos de Resistores
FIGURA 3.22 RESISTORES FIXOS. [PARTES (A) E (C) CORTESIA DA OHMITE MANUFACTURING CO. PARTE (B) CORTESIA DA
PHILIPS COMPONENTS INC.]
slide 19
Tipos de Resistores
Resistores fixos que usam fios de alta resistência ou fitas de metal
FIGURA 3.20 RESISTORES FIXOS DE CARBONO DE DIFERENTES POTÊNCIAS.
slide 20
Quando os resistores apresentam
resistência variável passam a ser
chamados de potenciômetros ou
reostatos.
Tipos de resistores
FIGURA 3.27 RESISTÊNCIA ENTRE OS TERMINAIS DE UM POTENCIÔMETRO: (A) ENTRE OS TERMINAIS EXTERNOS; (B) ENTRE
TODOS OS TERMINAIS.
slide 21
Aferindo resistores
FIGURA 3.30 CÓDIGO DE CORES – RESISTOR FIXO DE CARBONO.
CÓDIGO DE CORES E LEITURA DE RESISTORES
Os resistores são medidos em
OHM ( Ω ). Em alguns tipos este
valor já vem indicado direto no
corpo em forma de número.
Porém a maioria usa um sistema
de anéis coloridos para indicar o
valor, conforme visto abaixo:
Procedimento para Determinar o Valor do Resistor baixo valor
1. Identificar a cor do primeiro anel, e verificar através da
tabela de cores o algarismo correspondente à cor. Este
algarismo será o primeiro dígito do valor do resistor.
2. Identificar a cor do segundo anel. Determinar o algarismo
correspondente ao segundo dígito do valor da resistência.
3. Identificar a cor do terceiro anel. Determinar o valor para
multiplicar o número formado pelos itens 1 e 2. Efetuar a
operação e obter o valor da resistência.
4. Identificar a cor do quarto anel e verificar a porcentagem de
tolerância do valor nominal da resistência do resistor.
Procedimento para Determinar o Valor do Resistor
1ª. Faixa: Amarelo 4
2ª. Faixa: Violeta 7
3ª. Faixa: Laranja 1000
4ª. Faixa: Prata 10%
47x1,000 = 47,000 Ω
ou 47 KΩ
Conclusão: O resistor acima possui uma Resistência de 47000 Ω ou 47 KΩ,
e sua tolerância pode variar de 42,300 ohm(42,3 KΩ) a 51,700
ohm(51,7KΩ).
Exercícios Ache a resistência dos resistores abaixo:
Com o multímetro na função
ohmímetro, vamos medir:
FIGURA 3.33 MEDIDO A RESISTÊNCIA DE UM ELEMENTO ISOLADO.
Conectar as pontas de prova do medidor nos terminais
do resistor
FIGURA 3.34 CHECANDO A CONTINUIDADE DE UMA CONEXÃO.
slide 30
Jamais conecte um ohmimetro a um circuito energizado, o
aparelho será danificado e a medida de resistência será
inválida.
Faça o teste de continuidade primeiro
FIGURA 3.35 IDENTIFICANDO OS FIOS DE UM CABO.
slide 31
Com o teste de continuidade é possível:
Identificar a extremidade do segundo fio
conectando o ohmímetro e testando até encontrar o
seu par.
FIGURA 3.36 TERMISTOR: (A) CARACTERÍSTICA; (B) SÍMBOLO.
Um termistor é um dispositivo semicondutor de dois
terminais cuja resistência é sensível a variação de
temperatura.
FIGURA 3.37 TERMISTORES NTC (NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT – COEFICIENTE DE TEMPERATURA NEGATIVO) E PTC
(POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT – COEFICIENTE DE TEMPERATURA POSITIVO). (CORTESIA DA SIEMENS COMPONENTS, INC.)
slide 33
Um aumento de corrente que passa através do dispositivo
eleva sua temperatura, provocando a diminuição da
resistência.
FIGURA 3.39 CÉLULAS FOTOCONDUTORAS. (CORTESIA OF EG&G VACTEC, INC.)
slide 34
Uma célula fotocondutora é um dispositivo semicondutor
de dois terminais cuja resistência é determinada pela
intensidade da luz incidente em sua superfície.
FIGURA 4.1 GEORG SIMON OHM.
Descobriu, em 1827, uma das maisimportantes leis empíricas relativas acircuitos elétricos: a lei de Ohm.Quando publicou seus resultados pelaprimeira vez, Ohm apresentou umadocumentação que foi consideradaincompleta e incoerente, o que fezcom que perdesse seu emprego deprofessor, passando a ganhar a vidarealizando as mais diferentes tarefas,além de dar algumas aulasparticulares. Foram necessários cercade 22 anos para que seu trabalhofosse reconhecido como umaimportante contribuição para o estudoda eletricidade. Ganhou então umacátedra na Universidade de Munique,e recebeu a Medalha Copley da RoyalSociety em 1841. Realizou pesquisastambém nas áreas de física molecular,acústica e comunicação telegráfica.
FIGURA 4.2 CIRCUITO BÁSICO.
Exercício 1: Determine a correnteresultante quando conectamos umabateria de 9V aos terminais de umcircuito cuja resistência é 2,2Ω?
Exercício 2: Calcule a resistência dofilamento de uma lâmpada de 60W seuma corrente de 500mA forestabelecida em função de umatensão aplicada de 120V.
Exercício 3: Calcule a corrente atravésdo resistor de 2kΩ se a queda detensão entre seus terminais for de16V.
FIGURA 4.3 DEFINIÇÃO DE POLARIDADE.
a) Elemento resistivo isolado, onde a polaridade da queda da tensão, oumelhor o fluxo de cargas, ocorre do potencial mais alto (+) para o maisbaixo (-).
b) Uma inversão no sentido da corrente inverte a polaridade da tensão.
FIGURA 4.6 GRÁFICO V – I PARA UM RESISTOR QUE OBEDECE À LEI DE OHM.
slide 40
a) Para um gráfico, comoao lado, qualquer valorde corrente ou tensãopode ser determinadoquando se conheceuma das grandezasenvolvidas.
FIGURA 4.7 PARA UM GRÁFICO V-I DE UM RESISTOR, QUANTO MENOR FOR A RESISTÊNCIA MAIOR SERÁ A INCLINAÇÃO DA RETA.
Comparando as curvas de um resistor de 1Ω e 10Ω, observamos quequanto menor a resistência, maior é a inclinação próxima ao eixo verticalda reta.
Comparando as curvas de um resistor de 1Ω e 10Ω, observamos quequanto menor a resistência, maior é a inclinação próxima ao eixo verticalda reta.
FIGURA 4.11 JAMES WATT.
slide 43
Em 1757, com 21 anos de idade, utilizouseu talento inovador para criar instrumentosmatemáticos como o transferidor, ocompasso e vários tipos de esquadros.Introduziu em 1765 o uso de umcondensador para aumentar a eficiência dasmáquinas a vapor. Registrou nos anosseguintes um grande número de patentesimportantes referentes a inovações noprojeto de máquinas, incluindo o movimentogiratório para a máquina a vapor (emoposição ao movimento alternativo) e umamáquina de dupla ação, na qual o pistãoempurrava e também puxava ao realizar seumovimento cíclico. Introduziu o termohorsepower para designar a potência médiadesenvolvida por um cavalo robusto aopuxar uma pequena carroça durante um diade trabalho.
POTÊNCIA
Potência: é uma grandeza que mede quanto trabalho(conversão de energia de uma forma em outra) podeser realizado num determinado período de tempo.S.I.= > Potência = joules/segundo (J/s)
Sistemas Elétricos e Eletrônicos
=> 1 watt (W) = 1 joule/segundo
POTÊNCIA
Potência Consumida: é calculada em termos de tensão aplicada ao componente e da corrente que o atravessa.
P = VI (watts)Utilizando-se a expressão de Ohm, encontra-se:
Uma carga absorve ou consome potência.
1 horse-power = 746 watts
FIGURA 4.12 POTÊNCIA DISSIPADA POR UM ELEMENTO RESISTIVO.
slide 46
Indicação da potência absorvida pelo resistor, que pode ser calculadadiretamente dependendo das informações disponíveis.
FIGURA 4.13 POTÊNCIA (A) FORNECIDA; (B) DISSIPADA POR UMA BATERIA.
slide 47
A potência é fornecida pelafonte, pois seu sentido é omesmo de um circuitocom fonte única.
A bateria neste caso estáconsumido potência, igualquando esta sendocarregada. Pode indicar apresença de mais de umafonte de alimentação
POTÊNCIA
Ex2.: Qual a potência dissipada por um resistor de 5 Ω se a corrente nele for de 4 A?
P = I2R = (4A)2(5Ω) = 80W
POTÊNCIA
A ENERGIA ELÉTRICA é dada pelo produto da potência elétrica absorvida ou fornecida pelo tempo o qual esta absorção ou fornecimento ocorre:
FIGURA 4.16 MEDIDOR DE POTÊNCIA OU WATTÍMETRO. (CORTESIA DA ELECTRICAL INSTRUMENT SERVICE, INC.)
WATTíMETROS
Instrumento que mede apotência fornecida poruma fonte a um elementodissipativo.
FIGURA 4.17 CONEXÕES DO MEDIDOR DE POTÊNCIA.
Conectamos os quatros terminais paraencontrar a potência que é uma funçãodos valores de tensão e corrente.
EFICIÊNCIA
Quando há transformação de energia (elétricax mecânica) sempre se associa perdas.O nível de perda é definido pelo conceito deEficiência (η).eta
EFICIÊNCIA
Um motor de 2 hp opera com uma eficiênciade 75%. Qual a potência de entrada emwatts? Se a tensão aplicada ao motor é 220V,qual a corrente na entrada?
FIGURA 4.21 JAMES PRESCOTT JOULE.
slide 55
Desempenhou papel importante noestabelecimento da lei daconservação da energia,demonstrando que dentro do limite doerro experimental a energia elétrica, aenergia mecânica e a energia térmicapodem ser consideradasmanifestações diferentes de umamesma entidade. Em 1841, publicou alei de Joule, segundo a qual a potenciadissipada termicamente em um fio éigual ao produto do quadrado daintensidade da corrente pelaresistência do fio (I2R). Além disso,comprovou experimentalmente que aquantidade de calor produzida poruma unidade de tempo é equivalenteà potência absorvida pelo resistor,estabelecendo assim que o calor éuma fonte de energia.
FIGURA 4.22 MEDIDORES DE QUILOWATTS-HORA: (A) ANALÓGICO; (B) DIGITAL. (CORTESIA DA ABB ELECTRIC METERING
SYSTEMS.)
slide 58
O medidor de quilowatts-horas é um
instrumento destinado a medir a energia
elétrica fornecida a consumidores
residenciais e comerciais.
Considerando as posições dos ponteiros vistosna imagem anterior, calcule o valor a ser pago,que consta na conta de energia elétrica, se aleitura anterior foi 4.650 kWh, sendo o custode 9 centavos por quilowatt-hora.
FIGURA 4.24 FUSÍVEIS: (A) CC-TRON® (0-10 A); (B) DE MATRIZ SÓLIDA, SUBMINIATURIZADO; (C) SEMITRON (0-600 A). (CORTESIA
DA BUSSMAN MANUFACTURING CO.)
Limitamos os níveis decorrente, com fusíveis edisjuntores para que nãoaconteça acidentes,danificando equipamentos eriscos a saúde aos usuários.