Apostila Eletricidade Basica Senai Pdf
BSICO DE ELETRICIDADEFederao das Indstrias do Estado de Pernambuco Presidente Jorge Wicks Corte Real Departamento Regional do SENAI de Pernambuco Diretor Regional Srgio Gaudncio Portela de Melo Diretor Tcnico Ana Cristina Cerqueira Dias Diretor Administrativo e Financeiro Heinz Dieter LogesFicha Catalogrfica 621.3 S474b SENAI-DR/PE. BSICO DE ELETRICIDADE. Recife, SENAI.
PE/DITEC/DET, 2011. ELETRICIDADE MAGNETISMO 2. ELETRICIDADE CORRENTES CONTNUA E ALTERNADA 3. ENERGIA ELTRICA I TtuloDireitos autorais de propriedade exclusiva do SENAI.
Proibida a reproduo parcial ou total, fora do Sistema, sem a expressa autorizao do seu Departamento Regional.SENAI Departamento Regional de Pernambuco Rua Frei Cassimiro, 88 Santo Amaro. 50100-260 Recife PE Tel.: (81) 3202-9300 Fax: (81) 3222-3837SUMRIOINTRODUO. 5 CORRENTE, TENSO, RESISTNCIA, POTNCIA E ENERGIA ELTRICA LEI DE OHM. ASSOCIAO DE RESISTORES E TRANSFORMAO. RESISTNCIA EQUIVALENTE DE UMA ASSOCIAO PARALELA.
6 22 41 46CIRCUITOS ELTRICOS. 27 ASSOCIAO PARALELA DE RESISTORES. 43 RESISTNCIA EQUIVALENTE DE UMA ASSOCIAO. 49 TRANSFORMAES ESTRELA-TRINGULO. 51 MAGNETISMO.
CAMPOS MAGNTICOS E ELETROMAGNTICOS. FENMENOS MAGNTICOS. CORRENTE ALTERNADA.
E TIPOS DE CARGA EM CA. CIRCUITO TRIFSICO. 54 57 62 64 73 80 84POTNCIA EM CA. 77 CONCLUSO. 83SENAI-PEINTRODUOA eletricidade (do grego elektron, que significa mbar), didaticamente, definida como o estudo dos fenmenos associados com as cargas eltricas estacionrias ou em movimentos.
O tema Eletricidade Bsica, tratado nesta apostila, o alicerce terico necessrio a um profissional da rea de eletricidade. Atualmente com a especializao do mercado de trabalho, se faz necessrio alm do saber fazer, o saber por que fazer, ou seja, o saber terico. Esta apostila pretende esclarecer os conceitos bsicos fundamentais para a compreenso dos fenmenos eltricos.SENAI-PECORRENTE, TENSO, RESISTNCIA, POTNCIA E ENERGIA ELTRICACorrente eltrica A corrente eltrica consiste em um movimento orientado de cargas, provocado pelo desequilbrio eltrico (ddp) existente entre dois pontos, como mostrado na figura 1.Figura 1 - Origem da corrente eltrica.A corrente eltrica a forma pela qual os corpos eletrizados procuram restabelecer novamente o equilbrio eltrico.
A descarga eltrica o movimento de cargas eltricas orientado entre dois pontos onde exista ddp. Durante a descarga, um grande nmero de cargas eltricas transferido numa nica direo para diminuir o desequilbrio eltrico entre dois pontos, conforme mostrado na figura 2.Figura 2 - Movimento de cargas eltricas entre nuvens de diferentes potenciais.SENAI-PEO deslocamento de cargas eltricas entre dois pontos onde existe uma ddp denominado de corrente eltrica. Corrente eltrica o deslocamento orientado de cargas eltricas entre dois pontos quando existe uma ddp entre estes pontos.Unidade de medida da intensidade de corrente eltrica A corrente uma grandeza eltrica e sua intensidade pode ser medida com um instrumento. A unidade de medida da intensidade da corrente eltrica o ampre e representada pelo smbolo A.
Ampre a unidade de medida da intensidade de corrente eltrica. Uma intensidade de corrente de 1A significa que 6,25 x 1018 cargas eltricas passam em um segundo por um determinado ponto. A unidade de intensidade de corrente tambm tem mltiplos e submltiplos conforme apresentado na tabela 1. Denominao Multiplo Unidade Quiloampre Ampre Miliampre Microampre Nanoampre Picoampre Smbolo kA A mA A nA pA Relao com a unidade 103A ou 1.000A -3 10 A ou 0,001A 10-6A ou 0,000001A 10-9A ou 0,000000001A 10-12A ou 0,01ASubmltiplosTabela 1 - Mltiplos e submltiplos do ampre.A converso de valores feita de forma semelhante de outras unidades de medida. Quiloampre kA ampre A miliampre mA microampre A nanoampre nAPosio da vrgulaSENAI-PEApresentam-se a seguir alguns exemplos de converso. 1,2A o mesmo que 1200mA.
Veja porque: kA A 1 A 1 mA 2 mA 0 A nA A nAkAO instrumento utilizado para medir a intensidade de corrente o ampermetro. Dependendo da intensidade da corrente, pode-se usar ainda: Miliampermetros: para a medio de correntes da ordem de miliampres. Microampermetros: para a medio de correntes da ordem de microampres. Nanoampermetros: para a medio de correntes da ordem de nanoampres.
Picoampermetros: para a medio de correntes da ordem de picoampres.Nos materiais slidos, as cargas que se movimentam so os eltrons, enquanto que nos lquidos e gases o movimento pode ser de eltrons ou ons positivos.Tenso eltrica Como se sabe, necessria a existncia de uma tenso eltrica para que seja possvel o funcionamento de qualquer equipamento eltrico (lmpadas, televisores, motores, computadores etc.). Nas prximas sees veremos que a tenso eltrica uma grandeza que pode ser medida, e que tem origem no desequilbrio eltrico dos corpos. Tenso eltrica uma grandeza que pode ser medida e que tem origem no desequilbrio eltrico dos corpos.
Todo corpo eletrizado apresenta um potencial eltrico. A afirmao tambm vlida para corpos eletrizados negativamente. Os corpos eletrizados positivamente tm potencial eltrico positivo e osSENAI-PEcorpos eletrizados negativamente tm potencial eltrico negativo, conforme ilustrado na figura 3. Potencial eltrico positivo+ + + +Potencial eltrico negativo Figura 3 - Corpos com potenciais eltricos positivos e negativos.Potencial eltrico negativo-Um maior desequilbrio eltrico implica num maior potencial eltrico. A diferena de potencial, abreviada por ddp importantssima nos estudos relacionados com eletricidade e eletrnica. A palavra diferena implica sempre em comparao de um valor com outro. Assim, pode-se verificar a existncia de diferena de potencial entre corpos eletrizados com cargas diferentes ou com o mesmo tipo de carga, conforme ilustrado na figura 4.
Ddp ddp ddpFigura 4 - Diferena de potencial entre corpos eletrizados.A diferena de potencial tambm denominada de tenso eltrica. No campo da eletrnica e da eletricidade, utiliza-se quase exclusivamente a expresso tenso ou tenso eltrica para indicar a ddp.Unidade de medida de tenso O Volt a unidade de medida de tenso.
A tenso entre dois pontos pode ser medida atravs de instrumentos. A unidade de medida de tenso o Volt e o smbolo desta grandeza eltrica V. 9SENAI-PEEm algumas situaes, a unidade de medida padro se torna inconveniente. Por exemplo, o metro, que uma unidade de medida de comprimento, no adequado para expressar o comprimento de um pequeno objeto, como por exemplo, o dimentro de um boto, utilizando-se por isso submltiplos do metro, como o centmetro (0,01m) ou milmetro (0,001m).
A unidade de medida de tenso (Volt) tambm tem mltiplos e submltiplos adequados a cada situao. A tabela 2 mostra alguns deles. Denominao Mltiplos Unidade Submltiplos Megavolt Quilovolt Volt Milivolt Microvolt Smbolo MV kV V mV V Valor com relao ao Volt 106 V ou 1.000.000V 103 V ou 1.000V 10-3 V ou 0,001V 10-6 V ou 0,000001VTabela 2 - Mltiplos e submltiplos do Volt.No campo da eletricidade, usam-se normalmente o volt e o quilovolt. Na rea da eletrnica, contudo, usa-se normalmente o volt, o milivolt e o microvolt. A converso de valores feita de forma semelhante de outras unidades de medida.
Quilovolt kV Volt V Milivolt mV Microvolt VPosio da vrgula Apresentam-se a seguir alguns exemplos de converso. 3,75V o mesmo que 3750 mV. Veja por que: kV V 3 kV V 3 7 5 7 5 mV 0 V mV V10SENAI-PEFontes geradoras de tenso A existncia de tenso condio fundamental para o funcionamento de todos os aparelhos eltricos. A partir desta necessidade, foram desenvolvidos dispositivos que tm a capacidade de criar um desequilbrio eltrico entre dois pontos dando origem a uma tenso eltrica. Estes dispositivos so denominados genericamente de fontes geradoras de tenso. Existem vrios tipos de fontes geradoras de tenso. As figuras 5, 6 e 7 mostram algumas delas.Figura 5 - PilhasFigura - 6 BateriasFigura 7 - GeradoresTenso contnua a tenso eltrica entre dois pontos cuja polaridade invarivel.
Todas as fontes geradoras de tenso que tm polaridade fixa so denominadas de fontes geradoras de tenso contnua. Fontes geradoras de tenso contnua tm polaridade fixa. Medio de tenso A medio de tenso consiste na utilizao correta de um instrumento com o objetivo de determinar a tenso presente entre dois pontos. A medio pode ser usada para determinar a tenso fornecida por uma fonte geradora de tenso, conforme ilustrado na figura 8.Figura 8 - Medio de uma tenso11SENAI-PEExistem dois tipos de instrumentos atravs dos quais se pode medir tenso CC: o voltmetro e o multmetro. A medio da tenso deve ser efetuada conectando o instrumento em paralelo com a carga ou fonte a ser medida.Resistncia eltrica Resistncia eltrica uma propriedade dos materiais que reflete o grau de oposio ao fluxo de corrente eltrica. Resistncia eltrica a oposio que um material apresenta passagem da corrente eltrica.
Todos os dispositivos eltricos e eletrnicos apresentam certa oposio passagem da corrente eltrica.Origem da resistncia eltrica A resistncia que os materiais apresentam passagem da corrente eltrica tem origem na sua estrutura atmica. Para que a aplicao de uma ddp a um material origine uma corrente eltrica, necessrio que a estrutura deste material propicie a existncia de cargas eltricas livres para movimentao.
Quando um material propicia a existncia de um grande nmero de cargas livres, a corrente eltrica flui com facilidade atravs do material, conforme ilustrado na figura 9. Neste caso, a resistncia eltrica destes materiais pequena.+ Figura 9 - Movimento de cargas livres em um material de baixa resistncia eltrica.12SENAI-PEPor outro lado, nos materiais que propiciam a existncia de um pequeno nmero de cargas livres, a corrente eltrica flui com dificuldade, como mostrado na figura 10. A resistncia eltrica destes materiais grande.+ Figura 10 - Movimento de cargas livres em um material de elevada resistncia eltrica.A resistncia eltrica de um material depende da facilidade ou dificuldade com que este material libera cargas para a circulao. Unidade de medida da resistncia eltrica A unidade de medida da resistncia eltrica o Ohm e representada pelo smbolo. Ohm a unidade de medida da resistncia eltrica.
Apostila Eletricidade Basica Senai Pdf 2017
A unidade de medida da resistncia eltrica tem mltiplos e submltiplos. Entretanto, na prtica, usam-se quase exclusivamente os mltiplos, que esto apresentados na tabela 3.
Denominao Mltiplos Unidade Megohm Quilohm Ohm Smbolo M k Relao com a unidade 106 ou 1.000.000 103 ou 1.000 -Tabela 3 - Mltiplos do Ohm.13SENAI-PEA converso de valores obedece ao mesmo procedimento de outras unidades. Megohm M Quilohm k OhmPosio da vrgula Exemplos de converso: 1) 120 o mesmo que 0,12k 2) 5,6k o mesmo que 5.600 3) 2,7M o mesmo que 2.700k 4) 390k o mesmo que 0,39M 5) 470 o mesmo que 0,00047M 6) 680k o mesmo que 0,68MInstrumento de medio de resistncia eltrica O instrumento destinado medio de resistncia eltrica denominado de ohmmetro. Raramente se encontra um instrumento que seja unicamente ohmmetro. Em geral, as medies de resistncia eltrica so realizadas atravs de um multmetro.
O ohmmetro deve ser usado apenas para medir resistncias que no estejam energizadas. Para medir, por exemplo, a resistncia de um ferro de passar roupas, deve-se desconect-lo da tomada eltrica.14SENAI-PEPotncia eltrica Potncia eltrica a capacidade de realizar trabalho na unidade de tempo a partir da energia eltrica. A passagem da corrente eltrica atravs de uma carga instalada em um circuito eltrico produz efeitos tais como calor, luz e movimento.
A figura 11 mostra alguns exemplos.Figura 11 - Exemplos de alguns efeitos produzidos pela corrente eltrica.O calor, a luz e o movimento produzido pelo consumidor a partir da energia eltrica so denominados de trabalho. A capacidade de cada consumidor de produzir trabalho em um determinado tempo a partir da energia eltrica denominada potncia eltrica. O conhecimento da potncia eltrica de cada componente em um circuito muito importante para que se possa dimension-lo corretamente.Trabalho eltrico Os circuitos eltricos so montados com o objetivo de realizar um aproveitamento da energia eltrica.
Entre os efeitos que se pode obter a partir da energia eltrica, citam-se:15SENAI-PEEfeito calorfico Nos foges eltricos, chuveiros e aquecedores a energia eltrica convertida em calor. A figura 12 mostra como exemplo o aquecedor.Figura 12 - Aquecedor eltrico.Efeito luminoso Nas lmpadas, como a da figura13, a energia eltrica convertida em luz (e tambm uma parcela em calor).Figura 13 - Lmpada eltrica.16SENAI-PEEfeito mecnico Os motores convertem energia eltrica em fora motriz (movimento). A figura14 mostra um exemplo da converso de energia eltrica em energia mecnica.Figura 14 - Motor eltrico.Este trabalho de transformao da energia eltrica em outra forma de energia realizado pelo consumidor ou carga. Ao transformar a energia eltrica em outra forma de energia, o consumidor realiza um trabalho eltrico. Analisando um tipo de carga em particular, como por exemplo, a lmpada, verifica-se que nem todas produzem a mesma quantidade de luz.
Existem lmpadas que produzem grandes quantidades de luz e outras que produzem pequenas quantidades. Da mesma forma, existem aquecedores capazes de ferver um litro dgua em 10 minutos e outros que podem faz-lo em 5 minutos.
Tanto um aquecedor como o outro, realiza o mesmo trabalho eltrico: aquecer um litro dgua at a temperatura de 100 C. Entretanto, um deles mais rpido, realizando o trabalho em menor tempo. A partir desta afirmao, conclui-se que os dois aquecedores no so iguais.
Existe uma grandeza eltrica atravs da qual se relaciona o trabalho eltrico realizado e o tempo necessrio para sua realizao. Esta grandeza denominada de potncia eltrica.17SENAI-PEA partir disso, pode-se afirmar: Lmpadas que produzem quantidades diferentes de luz so de potncias diferentes; Aquecedores que levam tempos diferentes para ferver uma mesma quantidade de gua so de potncias diferentes. O mesmo acontece em relao a outros tipos de consumidores, tais como motores, aquecedores e etc. Existem motores de grande potncia (como os dos elevadores) e de pequena potncia (como os dos gravadores de fita cassete).
A potncia eltrica uma grandeza e como tal pode ser medida. A unidade de medida da potncia eltrica o watt, representada pelo smbolo W. Esta unidade definida da seguinte forma: 1W o trabalho realizado em um segundo por um consumidor alimentado por uma tenso de 1V pelo qual circula uma corrente de 1A.
A unidade de medida da potncia eltrica watt tem mltiplos e submltiplos. A tabela 4 apresenta os mltiplos e submltiplos usuais do watt.
Denominao Mltiplos Quilowatt Unidade Watt Miliwatt Submltiplos Microwatt Tabela 4 - Mltiplos e submltiplos do watt.Smbolo KW W mW WValor em relao ao watt 103 W ou 1.000 W 1W -3 10 W ou 0,001 W 10-6 W ou 0,000001 WPara a converso de valores, usa-se o mesmo sistema de outras unidades. Quilowatt kW Watt W Miliwatt mW Microwatt WPosio da vrgula18SENAI-PEApresenta-se a seguir alguns exemplos de converso: 1) 1,3W o mesmo que 1300mW; 2) 640mW o mesmo que 0,64W; 3) 0,007W o mesmo que 7mW; 4) 350W o mesmo que 0,35kW; 5) 2,1kW o mesmo que 2100W; 6) 12mW o mesmo que 12000W;Determinao da potncia em um consumidor em Corrente Contnua-CC. A potncia eltrica de um consumidor, representada pela letra P, depende da tenso aplicada e da corrente que circula nos seus terminais. Matematicamente, a potncia de um consumidor dada por: P=VI onde V a tenso entre os terminais do consumidor e I a corrente circulante no mesmo. Exemplo 1: Uma lmpada de lanterna de 6 V solicita uma corrente de 0,5 A das pilhas.
Qual a potncia da lmpada?