UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Técnicas de Alta Tensão Plano de Curso

1 Dados Preliminares. • Instrutor: Edson Guedes da Costa • Carga Horária: 45 horas

2 Objetivos do Curso. Pretende-se que ao final do curso o aluno seja capaz de conhecer propriedades físicas de dielétricos

e técnicas de alta tensão, sobretudo: • relacionar a constante dielétrica (grandezas macroscópica) com a estrutura atômica do material; • entender fisicamente porque alguns materiais têm altas constantes dielétricas e outros baixas; • entender fisicamente as causas da dependência da constante dielétrica com a frequência e a

temperatura; • entender fisicamente os mecanismos básicos de condução e ruptura em dielétricos; • entender técnicas básicas de geração e medição de alta tensão.

3 Estrutura Programática.

3.1 Ementa.

Estudo das propriedades físicas de dielétricos, dos seus mecanismos básicos de condução e ruptura. Estudo de técnicas de geração e medição de altas tensões e correntes.

3.2 Programa.

Capítulo 1 - Campos em Meios Materiais - Propriedades Elétricas • Introdução; • Modelos;

• Revisão de Conceitos Básicos de Eletricidade; • Campo Elétrico; • Lei de Gauss - Fluxo e Densidade de Fluxo Elétrico; • Potencial Elétrico;

• Capacitância; • Capacitores com Dielétricos - Polarização (Visão Macroscópica);

• Permissividade Relativa Complexa - Perdas em Dielétricos em Campos Alternados; Capítulo 2 - Interpretação Atômica das Propriedades dos Dielétricos

• Introdução; • Interpretação Atômica da Permissividade Relativa;

• Permissividade Relativa de Gases Monoatômicos; • Permissividade Relativa de Gases Poliatômicos;

• Mecanismos de Polarização; • Dependência da Permissividade Relativa com a Frequência e com a Temperatura; • Relaxação Dipolar.

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Capítulo 3 - Mecanismos de Condução e Ruptura de Dielétricos • Introdução • Dielétricos Gasosos

• Mecanismo de Townsend; • Curva de Paschen; • Mecanismo de Canal; • Fenômenos em Campos não Uniformes.

• Dielétricos Líquidos • Dielétricos Sólidos

Capítulo 4 - Geração de Alta Tensão • Introdução

• Geração de Tensão Alternada • Transformadores de Ensaios

• Conexão em cascata; • Circuito Ressonante Série.

• Geração de Tensão Contínua • Conversores A.C. /D. C - Circuitos Retificadores

• Circuito de Villard; • Circuito de Greinacher; • Conexão Cockcroft-Walton.

• Geradores Eletrostáticos • Geração de Tensão de Impulso

• Parâmetros Característicos de Tensão de Impulso; • Circuitos de Geração de Tensão de Impulso; • Gerador de Marx de Múltiplos Estágios.

Capítulo 5 - Medição de Alta Tensão • Medição de Tensão Alternada

• Redes de Alta Tensão • Transformador de Potencial Indutivo; • Transformador de Potencial Capacitivo;

• Laboratórios de Alta Tensão • Espinterômetros; • Voltímetro Eletrostático; • Divisor de Potencial Capacitivo; • Voltímetro de Pico;

• Medição de Tensão Contínua • Espinterômetros; • Voltímetro Eletrostático; • Divisor de Potencial Resistivo; • Voltímetros - Princípio de Gerador.

• Medição de Tensão de Impulso • Espinterômetros; • Divisores de Tensão de Impulso;

• Divisor Resistivo; • Divisor Capacitivo; • Divisor Misto; • Divisor Capacitivo (com amortecimento).

• Voltímetros de Pico; • Avaliação da Resposta dos Sistemas de Medição de Tensão de Impulso;

• Estatística da Medição.

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4 Procedimento do Curso. • Aulas expositivas sobre os assuntos do programa;

• Tarefas; • Exercícios.

5 Avaliação da Aprendizagem. • Testes orais e escritos

6 Bibliografia [01] Notas de Aula. [02] M. S. Naidu & V. Kamaraju, High Voltage Engineering, Tata McGraw Hill,1996 [03] E. Kuffel & W. S. Zaengl, High Voltage Engineering: Fundamentals, Pergamon Press, 1992. [04] L. L. Alston, High Voltage Technology, Oxford University Press, 1968. [05] Adolf J. Schwab, High Voltage Measurement Techniques, MIT Press, 1972. [06] Dieter Kind, An Introduction to High Voltage Experimental Technique, Friedr, Vieweg & Sohn

Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig, 1978. [07] L. L. Alston, High Voltage Technology, Oxford University Press, 1968. [08] Arnold Roth, Tecnica de la Alta Tension, Springer-Verlag 1966.