Download - Eletrotécnica Básica
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Eletrotécnica
2009.1
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Eletricidade
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Eletricidade – Noções Gerais
Átomo de Bohr:
ELÉTRONS – Giram em alta velocidade em torno do núcleo e possuem carga
elétrica negativa (-).
PRÓTONS – São fixos no núcleo, possuem carga positiva (+) e sua massa é cercade 2000 vezes maior que a do elétron.
NÊUTRONS – São fixos no núcleo e sua carga elétrica é nula (neutra).
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É a propriedade que algumas partículas possuem de atrair ou repelir outras.
Quantidade de Carga Elementar (e): e = 1,6 x 10-19 C
Unidade de Medida: Coulomb (C)
Q = n x eQuantidade de Carga num Corpo com “n” elétrons:
Professor: Dennis Viana Santana
Carga Elétrica (Q)
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Eletrização por Atrito
Quando dois corpos neutros são atritados entre si, haverá fluxo de elétronsentre eles.
Série Triboelétrica
Professor: Dennis Viana Santana
Processos de Eletrização
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Eletrização por Contato
Quando um corpo eletrizado é posto em contato com um outro neutro, háeletrização deste último com sinal igual ao do primeiro.
Professor: Dennis Viana Santana
Processos de Eletrização
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Eletrização por Indução
Professor: Dennis Viana Santana
Processos de Eletrização
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Definição:
Já vimos anteriormente, que os corpos podem se eletrizar, ou seja, acumular cargas.Então, podemos definir potencial elétrico como sendo a quantidade de cargas adquiridas
por um corpo.E a tensão elétrica é definida como sendo a diferença de potencial (d.d.p.) entre doiscorpos, podemos notar que esta ddp está diretamente associada à diferença de cargasentre os corpos.
Unidade de Medida: Volt (V)
Exemplos:
Professor: Dennis Viana Santana
Tensão Elétrica (V)
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Eletricidade – Noções Gerais
Material Condutor Material Isolante
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Definição:
É o fluxo ordenado de elétrons livres, que sempre vai do menor potencial para o maior potencial (sentido real de circulação) num circuito fechado.
Unidade de Medida: Ampère (A)
Intensidade (i):t
Qi
∆
∆=
+++- - -
I
Professor: Dennis Viana Santana
Corrente Elétrica (i)
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Instrumentos de Medição
Medição de Tensão Elétrica (V)
Voltímetros
V
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Instrumentos de Medição
Medição de Corrente Elétrica (A)
Amperímetros
A
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Instrumentos de Medição
Medição de Corrente Elétrica (A)
Alicate Amperímetro
A
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Eletricidade – Noções Gerais
Resistência Elétrica (Ω)
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Resistores
Resistores
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Resistores
Reostato
Potenciômetro
Trimpot
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Resistores
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Resistores
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Instrumentos de Medição
Medição de Resistência Elétrica (Ω)
Ohmímetro
Ω
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Instrumentos de Medição
Multímetro ou Multiteste
Analógico Digital
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Instrumentos de Medição
Multímetro ou Multiteste
De Bancada
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Medição de Tensão
Contínua (DCV)
Medição de TensãoAlternada (ACV)
Medição de
Corrente Contínua(DCA)
Medição deCorrente Alternada
(ACA)
Medição deResistência Elétrica
Terminal Comum
Terminal Positivo (V/Ω)
Terminal Positivo (atémA)
Terminal Corrente daordem de A até 20 A
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Eletricidade – Noções Gerais
Potência Elétrica (W)
P = W / t
P = V.I
W: trabalho de uma força
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Eletricidade – Noções Gerais
Potência Elétrica em uma Resistência (Efeito Joule)
P = R × I2
ou
P = V2 /R
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Instrumentos de Medição
Medição de Potência Elétrica (W)
Wattímetro
W
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Eletricidade – Noções Gerais
Energia Elétrica (kWh)
E = P.tOnde:E : energia (kWh);
P: potência elétrica (kW);
t: tempo (h)
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Conta de Energia
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Instrumentos de Medição
Medição de Energia Elétrica (Wh)
Medidor de Energia
Wh
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Circuito Elétrico Simples
• Fonte(Gerador de Energia);
• Condutor (Fio);
•Carga (Lâmpadas,Equipamentos Elétricos,
Resistências, etc).
A correnteelétrica só circula
em circuitofechado
Sentido Real da Corrente Elétrica
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Associação de Resistores
Associação em Série
Nesta associação, a corrente que circula por todos os resistores é a mesma ea tensão total aplicada é a soma das tensões nos componentes.
A=
R1R2
Rn
I I I
B=
VT
V1 V2Vn
nT V V V V V ++++= ...321
nT I I I I I ===== ...321
SOMA R R R R R nT =++++= ...321
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Associação de Resistores
Associação em Paralelo
Nesta associação, todos os resistores possuem a mesma tensão e a correntetotal se divide entre os resistores.
A=
R1
I1
B=
R2
I2
Rn
In
IT IT
VT
nT V V V V V ===== ...321
nT I I I I I ++++= ...321
n
T
R R R
R1
...11
1
21
+++
=
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Associação de Resistores
Exercícios Básicos
Determine o valor da resistência equivalente entre A e B.
A B20Ω 40Ω
40Ω
60Ω
60Ω
60Ω
A B
2Ω 2Ω
2Ω
2Ω 2Ω
2Ω
2Ω
2Ω 2Ω
2Ω
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Associação de Resistores
Exercícios Básicos
Determine o valor da resistência equivalente entre A e B.
A B20Ω 40Ω
40Ω
60Ω
60Ω
60Ω
A B5Ω
10Ω 20Ω
30Ω 8Ω
35Ω 25Ω
25Ω
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Associação de Resistores
Exercícios Básicos
Determine o valor da resistência equivalente entre A e B.
20Ω 20Ω
40Ω
10Ω10Ω
40Ω 20Ω20Ω
60Ω
60Ω 60Ω
60Ω
30Ω 30Ω 40Ω40ΩA B
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Análise de Circuitos Simples
Exercícios
Na associação da figura abaixo, sabe-se que a d.d.p. entre os pontos A e B vale 100V.Determine: A resistência da associação, A intensidade da corrente total na associação e
as intensidades de corrente no resistor de 10Ω e no de 40Ω.
12Ω
10Ω
AB
40Ω
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Análise de Circuitos Simples
Exercícios
Dado o circuito da figura abaixo, calcule: a resistência equivalente (total), a tensão, acorrente e a potência dissipada em cada resistência. Sabendo que todas as resistênciassão iguais a 10 Ohm e que a tensão aplicada a esta associação vale 100 Volts.
100 V
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Análise de Circuitos Simples
Exercícios
Dada a associação abaixo, calcule a corrente total do sistema e a corrente no resistor de6Ω, sabendo que a tensão total aplicada ao circuito é de 100 V.
9Ω
6ΩA
3Ω
18Ω
10Ω7Ω
12Ω
B
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Análise de Circuitos Simples
Exercícios
Calcule o valor de R.
0,2Ω
1Ω
R
1A
5V
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Análise de Circuitos Simples
Exercícios
Calcule o valor de R.
12V
1kΩ
2,2kΩ
R
3mA
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Análise de Circuitos Simples
Exercícios
Calcule o valor de R para que o mesmo dissipe uma potência de 20W.
10Ω
R30V
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Análise de Circuitos Simples
Exercícios
Considere o circuito abaixo e faça a análise completa do circuito abaixo, ou seja, calcular potência, tensão e corrente em cada resistor.
R1=7Ω R2=2Ω
R4=20Ω
R6=20Ω
R5=10Ω
R3=10Ω
R7=8Ω
A
B
I = 1,5A
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Leis de Kirchhoff
Malha, Nó e Ramo.
Trecho entre dois nós.
Ponto de encontro de três ou mais elementos de circuito.
Trecho de circuito fechado.
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Leis de Kirchhoff
Lei dos Nós
Definição arbitrária:
•Correntes positivas
⇒que chegam ao nó• Correntes negativas⇒que saem do nó
"A soma algébrica das correntes em um nó é igual
a zero".
ou
"A soma das correntes que
chegam a um nó é igual à soma das
correntes que saem desse nó".
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Leis de Kirchhoff
Lei das MalhasDefinição arbitrária:
• Tensões positivas elevam o potencial do circuito
• Tensões negativas causam queda de potencial no circuito
"A soma algébrica das tensões
em uma malha é igual a zero".
ou
"A soma das tensões que elevam o potencial
do circuito é igual à soma das tensões que
causam a queda de potencial".
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Lei das malhas Lei dos Nós
Leis de Kirchhoff
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Exemplo: Determine V AB no circuitos abaixo.
Leis de Kirchhoff
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Leis de Kirchhoff
Exercícios
No circuito da figura abaixo, sabe-se que o potencial no ponto A é igual ao potencial doponto B e vale 10V. Determine:
a) A corrente elétrica do circuito.b) O potencial no ponto C.c) A diferença de potencial entre A e D.d) A diferença de potencial entre C e B.
A BC D10Ω 2Ω 8Ω 15Ω 10Ω
10V 40V 40V 70V40Vii
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Leis de Kirchhoff
Exercícios
Dado o circuito abaixo, calcule a d.d.p. entre A e B e a corrente do circuito.
A B
12V 8V
1Ω
3Ω
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Leis de Kirchhoff
Exercícios
Considere o esquema abaixo e responda:
a) Qual a intensidade de corrente do circuito?b) Qual a ddp entre A e B?
A B
12V
6V
10Ω
5Ω
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Leis de Kirchhoff
Exercícios
Para o circuito da figura abaixo, determine as tensões:
a) Vb, Vc, Veb) Vab, Vdc
c) Vdb
20V
2Ω 3Ω
47V
4Ω
a b c d
e
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Leis de Kirchhoff
Exercícios
Determine o valor de V para que I seja nula.
1kΩ
I
V15V
5,6kΩ 2,2kΩ
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Leis de Kirchhoff
Exercícios
Com base nos seus conhecimentos sobre as leis de kirchhoff, faça a análise completa docircuito abaixo.
R3=0,5Ω
I1
2V
R1=4Ω R2=2Ω
R4=2Ω
6V 12V
I2 I3
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Eletricidade – Noções Gerais
Tipos de Tensão e Corrente Elétrica (CA x CC)
Tensão AlternadaSenoidal (Rede Elétrica/
127 V – 60Hz)
Tensão Contínua
Constante (Pilhas eBaterias)