CFAQ-III Sistemas Eletricos

8/10/2019 CFAQ-III Sistemas Eletricos

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SISTEMAS ELTRICOS

MARTIMO


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Sumrio

1 A Natureza da eletricidade. .............................................................................. 51.1 Conceito............................................................................................................... 51.2 Teoria atmica ..................................................................................................... 5

1.3 Fontes da eletricidade.......................................................................................... 71.4 Cargas eltricas ................................................................................................... 81.5 Foras de atrao e repulso entre as cargas..................................................... 91.6 Lei de Coulomb.................................................................................................... 9

2 Tenso, corrente e resistncia eltricas .........................................................102.1 Resistividade e condutividade eltricas ..............................................................102.2 Materiais condutores e materiais isolantes .........................................................102.3 Tenso, fora eletromotriz, diferena de potencial e voltagem ...........................102.4 Tenses contnua e alternada.............................................................................12

2.5 Valores das tenses contnua e alternada ..........................................................132.6 Freqncia eltrica de uma tenso .....................................................................152.7 Descarga eltrica ................................................................................................162.8 Corrente eltrica .................................................................................................172.9 Corrente contnua e corrente alternada ..............................................................182.10 Sentido da corrente eltrica ................................................................................182.11 Resistncia eltrica .............................................................................................202.12 Lei de OHM.........................................................................................................212.13 Choque eltrico ..................................................................................................21

3 Potncia e energia ............................................................................................223.1 Potncia eltrica .................................................................................................223.2 Potncia eltrica em corrente contnua...............................................................233.3 Potncia eltrica em corrente alternada .............................................................233.4 Diferentes potncias eltricas .............................................................................233.5 Efeito Joule .........................................................................................................243.6 Energia Eltrica .................................................................................................25

4 Medies com instrumentos eltricos .......................................................... 264.1 Voltmetro............................................................................................................264.2 Ampermetro .......................................................................................................27

4.3 Alicate ampermetro............................................................................................274.4 Ohmmetro ..........................................................................................................284.5 Megohmetro........................................................................................................294.6 Wattmetro ..........................................................................................................294.7 Multmetro ou multiteste......................................................................................30

5 Circuitos eltricos ............................................................................................315.1 O Circuito eltrico ...............................................................................................315.2 Curto-circuito ......................................................................................................325.3 Sobrecarga eltrica .............................................................................................32

5.4 Proteo do circuito eltrico................................................................................33


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6 Geradores .......................................................................................................... 366.1 Definio .............................................................................................................366.2 Composio estrutural do gerador ......................................................................366.3 Princpio de funcionamento do gerador ..............................................................366.4 Tipos de gerador .................................................................................................376.5 Paralelismo de geradores ...................................................................................37

6.6 Sincronizao de geradores ...............................................................................38

7 Baterias .............................................................................................................. 397.1 A Pilha voltaica ou clula qumica.......................................................................397.2 Pilhas primria secundria .................................................................................397.3 Bateria de chumbo-cido ....................................................................................417.4 Descarga e recarga da bateria ...........................................................................427.5 Bateria de nquel-cdmio ....................................................................................43

Bibliografia ..................................................................................................................44


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Introduo

O conhecimento do sistema de produo de energia eltrica a bordo essencialpara operao e segurana das embarcaes.

Nesta disciplina vamos apresentar conceitos bsicos referentes eletricidade, bem

como a descrio a descrio e operao dos geradores e baterias.

1 A Natureza da eletricidade

To utilizada nos tempos atuais e, por conseguinte, bastante mencionada,praticamente todos compreendem a sua importncia. Mas, na verdade, o que aeletricidade?

1.1 ConceitoEletricidade o resultado do movimento de eltrons de um ponto para outro ou do

excesso ou falta de eltrons em um corpo.

Essa definio, apesar de compacta, engloba os conceitos da eletricidadedinmica, quando cita a movimentao dos eltrons, e da eletricidade esttica oupotencial, quando menciona a quantidade de eltrons em um corpo.

Ao apreciarmos o conceito fsico em geral, podemos observar que tanto em suaparte dinmica como em sua parte esttica a participao dos eltrons essencial, sendoestes considerados como partculas minsculas de eletricidade que esto presentes emtodas as substncias.

1.2 Teoria atmica

Foi no sculo XX, entre 1921 e 1930, que os cientistas conseguiram visualizar umtomo, a menor parte de uma substncia que mantm as caractersticas dessa substncia,e, assim, estud-lo e compreend-lo.

Eltrons em rbitas


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Observou-se que um tomo composto de duas partes distintas: um ncleo, ondese armazenam os prtons e os nutrons e, a girar em torno desse ncleo, a chamadarbita, os eltrons.

Se observarmos a representao de um tomo de Hidrognio, notaremos que suaestrutura como a de um sol com um planeta girando a seu redor.

O sol o ncleo do tomo enquanto o planeta vem a ser o eltron.

O eltron possui carga eltrica negativa e o ncleo, por influncia do prton, cargaeltrica positiva. A rbita do eltron mantida por uma fora de atrao entre este e oncleo.

Eletricamente, o nutron no importante, sendo desconsiderado quando do estudodo tomo, por no apresentar nenhum tipo de carga eltrica, vindo da sua designaoque reflete sua condio eltrica: neutra.

Sob condio normal, em um tomo o nmero total de eltrons, carregadosnegativamente, que orbitam ao redor do ncleo se iguala ao nmero total de prtons,carregados positivamente, existentes nesse ncleo. Assim, sob condio normal, um tomopossui carga eltrica neutra, ou no possui carga eltrica, devido carga positiva dosprtons anular a carga negativa dos eltrons. Em resumo: sob condio normal, aquantidade de eltrons de um tomo igual quantidade de prtons desse mesmo tomo.

tomos de elementos diferentes possuem quantidades diferentes de prtons em

seus ncleos e, conseqentemente, quantidades diferentes de eltrons em suas rbitas,que acompanharo em nmero a quantidade de prtons de seus respectivos tomos.

Vejamos por exemplo um tomo de Carbono.

tomo de hidrognio

tomo de carbono

neutrons eltrons prtons


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Os eltrons das rbitas externas, ou seja, das rbitas mais distantes do ncleo, soatrados pelo ncleo com menor fora que os eltrons das rbitas mais prximas. Esseseltrons externos so chamados de eltrons livres, pois podem ser facilmente retiradosdas suas rbitas. J os eltrons das rbitas internas, ou seja das rbitas mais prximas doncleo, so chamados de eltrons presos, porque no podem ser retirados de suasrbitas com facilidade.

o movimento dos eltrons livres, ao serem retirados de suas rbitas, que formauma corrente eltrica, ou seja, a eletricidade dinmica.

1.3 Fontes da eletricidade

Para a retirada dos eltrons livres, uma fora externa ao tomo, chamada de fontede eletricidade, dever ser utilizada.

So em nmero de seis as fontes bsicas de eletricidade que podem ser utilizadas:1) Frico (ou atrito) - friccionando-se dois materiais distintos, um ceder eltrons

livres ao outro.

2) Presso (ou piezoeletricidade) - a presso mecnica sobre certos cristais, comoo cristal de quartzo por exemplo, faz com que estes cedam eltrons livres.

3) Calor (ou termoeletricidade) - o aquecimento da juno de dois metais diferentesfaz com que um dos metais ceda eltrons livres ao outro. Tambm conhecidocomo sistema do termopar, que no deve ser confundido com a termoeltrica.

4) Luz (ou fotoeletricidade) - a incidncia de luz sobre substncias fotossensitivasfaz com que estas liberem eltrons livres.

5) Ao qumica - a reao qumica entre elementos distintos envoltos numa soluofaz com que um dos elementos ceda eltrons livres ao outro elemento.

6) Magnetismo - o movimento de um corpo dentro de um campo magntico faz comque este varie sua quantidade de eltrons livres.

Das seis fontes citadas, as fontes da ao qumica, encontrada nas pilhas e bateriasem geral, e do magnetismo, encontrada nos geradores, so os meios comumenteutilizados como fontes de eletricidade nas condies industriais e comerciais, sendo asdemais fontes utilizadas em condies especficas ou laboratoriais.


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1.4 Cargas eltricas

Os eltrons livres que forem retirados de suas rbitas causaro uma falta de eltronsno lugar de onde saram e, conseqentemente, um excesso no ponto que atingiram.

A quantidade de eltrons livres que foram retirados de um corpo e atingiram um

outro corpo expressa em Coulomb.

Para uma melhor compreenso dessa unidade, podemos fazer uma comparaocom a medio de cereais. Cada gro em si, como o do arroz por exemplo, muitopequeno para ser usado como unidade de medida e por isso emprega-se o quilograma,que contm algumas dezenas, centenas ou mesmo milhares de gros, dependendo dotipo de cereal, como unidade prtica. O mesmo raciocnio emprega-se para a mediodos eltrons livres que formaro a carga eltrica, visto o eltron ser muito pequeno. Assim,como unidade prtica para sua quantificao emprega-se o Coulomb, que representaaproximadamente 6,25 milhes de milhes de milhes de eltrons. Portanto, o Coulomb

mede a quantidade de carga eltrica ou o nmero de eltrons de uma carga.O excesso de eltrons em uma substncia chamado de carga negativa, devido

ao maior nmero de eltrons em relao ao nmero de prtons, enquanto que a falta deeltrons em uma substncia chamada de carga positiva, devido ao menor nmero deeltrons em relao ao nmero de prtons.

Quando essas cargas existirem, positiva ou negativa, teremos o que conhecidocomo eletricidade esttica ou potencial.

eltricamente positivo

eltricamente negativo

neutro


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1.5 Foras de atrao e repulso entre as cargas

Quando os corpos se apresentam carregados de eletricidade esttica, eles secomportam de maneira diferente do normal.

Se uma esfera carregada positivamente for colocada prxima de outra carregada

negativamente, elas se atrairo mutuamente, ou seja uma atrair a outra. Esta atraoacontece porque o excesso de eltrons da carga negativa procura encontrar um lugar quetenha necessidade de eltrons, o corpo carregado positivamente.

J se uma esfera carregada positivamente for colocada prxima de outra tambmcarregada positivamente, ou estando ambas carregadas negativamente, elas se repeliromutuamente, devido a ambas as cargas terem o mesmo interesse: o de obter eltrons,quando carregadas positivamente, ou o de descarregar eltrons, quando carregadasnegativamente.

1.6 Lei de Coulomb

A fora que age entre dois corpos carregados varivel, dependendo da cargaeltrica de cada corpo e da distncia entre esses dois corpos.

Aps observar e estudar esse fenmeno, o pesquisador fsico Coulomb resumiuseu trabalho no seguinte enunciado, que em sua homenagem recebeu a designao deLei de Coulomb: A intensidade da fora eltrica entre duas cargas eltricas diretamenteproporcional ao produto dos mdulos das quantidades de carga e inversamente proporcionalao quadrado da distncia entre esses dois corpos.

Pelo enunciado da Lei, podemos, ento, observar que para uma mesma quantidade

de carga, quanto mais prximos estiverem os corpos maior ser a fora atuante entre elese vice-versa, ou que para uma mesma distncia entre os corpos carregados, quanto maiorfor a quantidade de carga eltrica dos corpos maior ser a fora atuante entre esses evice-versa.

atrao

repulso

repulso

Foras de atrao e repulso


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10Fora eletromotriz

2 Tenso, corrente e resistncia eltricas

2.1 Resistividade e condutividade eltricas

Assim como observamos que tomos de elementos diferentes apresentam

quantidades diferentes de prtons em seus ncleos e, conseqentemente, de eltrons emsuas rbitas, tambm tomos de elementos diferentes apresentam uma maior ou menorfacilidade em liberar seus eltrons livres.

Substncias consideradas de boa, ou grande, condutividade eltrica so aquelasformadas por tomos com maior facilidade em liberar seus eltrons livres, enquanto outrassubstncias, ditas de maior resistividade eltrica, so aquelas compostas por tomos quelibertam facilmente seus eltrons das rbitas externas.

Portanto, a condutividade eltrica o oposto da resistividade eltrica e vice-versa.

2.2 Materiais condutores e isolantes

Materiais ditos condutores eltricos so aqueles compostos por substncias degrande condutividade eltrica, oferecendo assim baixa resistncia passagem do fluxode eltrons. Empregados para conduzir ou transportar a eletricidade, so os metais,como o ouro, a prata, o cobre e o alumnio os condutores eltricos mais empregados. Ocarbono e a gua, principalmente a salgada, so exemplos de substncias no metlicas,entre outras, que podem ser usadas como condutores eltricos.

J os materiais ditos isolantes eltricos so aqueles compostos por substncias degrande resistividade eltrica, oferecendo assim grande resistncia passagem do fluxode eltrons. So utilizados para bloquear ou isolar a eletricidade. Dentre os materiaisisolantes eltricos mais utilizados podemos destacar o vidro, o papel, a borracha, a madeira,a cermica e alguns tipos de plsticos.

Um fio eltrico comum de emprego domstico um bom exemplo de um condutoreltrico.

2.3 Tenso, fora eletromotriz, diferena de potencial e voltagem

Chama-se fora eletromotriz (FEM) a fora responsvel pelo fluxo de eltrons deuma carga eltrica mais negativa, maior nmero de eltrons, para uma carga menosnegativa, com menor nmero de eltrons, ou positiva, com ausncia de eltrons em relaoao seus prtons.


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O potencial eltrico de uma carga igual quantidade de trabalho, de uma dasfontes de eletricidade, que se utilizou para produzir a carga, sendo a unidade utilizadapara representar esse trabalho expressa em Volt, cujo smbolo V.

No caso da retirada de eltrons de um corpo, considera-se o potencial eltricodesse corpo como sendo positivo, enquanto na adio de eltrons a um corpo, considera-

se seu potencial eltrico como negativo.

A fora eletromotriz que existe entre duas cargas igual diferena dos potenciaiseltricos entre essas cargas, sendo, portanto, tambm expressa em Volt. Observe-seque, como numa conta comum de subtrao, o valor menor ser sempre retirado do valormaior.

Em termos prticos, podemos considerar as designaes tenso, fora eletromotriz,diferena de potencial e voltagem como sinnimos, expressando uma mesma grandeza,sendo todas essas designaes expressas em Volt.

Existir sempre uma tenso entre duas cargas eltricas que no sejam exatamenteiguais, a diferena de potenciais eltricos, pois no caso de potenciais idnticos, em grandezae sentido, o diferencial ser zero.

Exemplos: (12 V) (12 V) = 0 V (-24 V) (-24 V) = 0 V

Mesmo um corpo sem carga eltrica, 0 V, ter uma diferena de potencial eltricoem relao a um outro corpo carregado.

Exemplos: (36 V) (0 V) = 36 V (0 V) (-36 V) = 36 V

Entre duas cargas de potenciais eltricos positivos ou de potenciais eltricosnegativos, ou seja, cargas eltricas de mesmo sentido, haver uma voltagem, desde quequantitativamente as cargas no sejam iguais.

Exemplos: (12 V) (10 V) = 2 V (-24 V) (-36 V) = 12 V. No esquea que o menor retirado do maior.

Portanto, a tenso no usada para expressar a quantidade de carga eltricadisponvel, mas para indicar uma comparao entre as cargas, ou os potenciais eltricose, conseqentemente, a fora eletromotriz entre estas.

Pelo princpio da diferena entre potenciais, podemos afirmar que uma tensosempre ter um valor positivo, mesmo que obtida entre cargas negativas.

O referencial maior para se medir o potencial eltrico de um corpo compar-locom a Terra, representada pelo solo propriamente dito, que apresenta potencial 0 V.Assim, ao se comparar o potencial pretendido com o potencial da Terra, ou seja, obter a

tenso, encontra-se o valor do potencial.

Exemplo: (X V) (0 V) = 12 V. Representa que potencial X V vale 12 V.


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2.4 Tenses contnua e alternada

Quando a diferena de potencial entre dois corpos mantiver a condio de um doscorpos ser sempre o mais positivo, ou o mais negativo, entre as duas cargas,independentemente das grandezas dessas cargas, durante todo o tempo de suprimentoda tenso teremos a chamada tenso contnua, expressa como VCC, voltagem de corrente

contnua, ou, em ingls, VDC, voltage of direct current.

Exemplos:Corpo A (12 V) Corpo B (10 V) = 2 V. (Instante 1)Corpo A (12 V) Corpo B (8 V) = 4 V. (Instante 2)Corpo A (10 V) Corpo B (6 V) = 4 V. (Instante 3)Corpo A (10 V) Corpo B (8 V) = 2 V. (Instante 4)Corpo A (-12 V) Corpo B (-24 V) = 12 V. (Instante 5)Corpo A (-10 V) Corpo B (-12 V) = 2 V. (Instante 6)

Mesmo variando as grandezas das cargas e das tenses, o Corpo A sempre omais positivo, ou o Corpo B o mais negativo em todos os instantes da tenso. Ou seja,o fluxo de eltrons sempre ser do Corpo B para o Corpo A.

Quando numa diferena de potencial entre dois corpos, mesmo mantendo o valorda tenso constante, variar a condio de um dos corpos ser o mais positivo, ou o maisnegativo, durante o tempo de suprimento da tenso teremos a chamada tenso alternada,expressa como VCA, voltagem de corrente alternada ou, em ingls, VAC, voltage ofalternated current.

Exemplos:Corpo A (12 V) Corpo B (4 V) = 8V (Instante 1)Corpo B (20 V) Corpo A (12 V) =8 V (Instante 2)Corpo A (10 V) Corpo B (2 V) = 8V (Instante 3)Corpo B (3 V) Corpo A (-5 V) = 8V (Instante 4)Corpo A (-5 V) Corpo B (-13 V) = 8V (Instante 5)Corpo B (-4 V) Corpo A (-12 V) = 8V (Instante 6)

Mesmo mantendo o valor da tenso constante, nota-se que durante o tempo desuprimento da tenso, ora o Corpo A era o mais positivo, ou o Corpo B era o maisnegativo, ora o Corpo A era o mais negativo, ou o Corpo B era o mais positivo. Portanto,

em alguns instantes, 1, 3 e 5, o fluxo de eltrons ser do Corpo B para o Corpo A,enquanto nos demais instantes, 2, 4 e 6, o fluxo de eltrons ser do Corpo A para oCorpo B.

Enfim, quando numa diferena de potencial os eltrons mantiverem um sentido defluxo contnuo, temos a tenso contnua, enquanto se numa diferena de potencial oseltrons alternarem seu sentido de fluxo, temos a tenso alternada.


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2.5 Valores das tenses contnua e alternada

A representao grfica de uma tenso contnua, na condio tempo X valor datenso, ser uma reta horizontal, paralela ao eixo horizontal das abcissas, j que seuvalor constante e, no mesmo sentido, por todo o tempo do seu suprimento.

J a representao grfica de uma tenso alternada, na mesma condio tempoX valor da tenso, ser uma senide, pela variao de seus valores e mesmo do seusentido. A senide iniciar no valor 0 V, com o passar do tempo aumentar o valor datenso at um valor mximo, depois, ainda com o passar do tempo, diminuir este valorat retornar a 0 V, quando, ainda com o passar do tempo, aumentar o valor da tenso ata um valor mximo, no sentido oposto ao da condio mxima anterior, devido inversode sentido do fluxo de eltrons, retornando aps, condio inicial de 0 V.

Tenso e corrente contnuas

V

Tenso e corrente alternadas


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Esta representao, zero, mximo positivo, zero, mximo negativo e zero,representa a descrio de um ciclo, ou um perodo, da tenso alternada, que repete-seindefinidamente enquanto houver o suprimento da tenso.

Devido variao dos valores da tenso alternada, o que no acontece com atenso contnua, o valor final da tenso alternada foi determinado por meio de estudos eensaios laboratoriais, considerando-se somente o lado positivo de um ciclo, sendo estevalor denominado como valor eficaz da tenso alternada, ou valor RMS, que representa70,7% do valor mximo, tambm chamado valor de pico da tenso. Assim, uma tensode 127 VCA, fornecida por exemplo para o consumo eltrico domstico, o valor eficazde uma tenso de valor mximo de, aproximadamente, 180 VCA.

Ciclo ou perido de tenso alternada

Valor eficaz da tenso alternada


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2.6 Freqncia eltrica de uma tenso

Chama-se freqncia eltrica ao nmero de ciclos realizados por segundo de umatenso alternada.

A realizao de um ciclo por segundo recebe a designao de um Hertz, cuja

simbologia Hz. Assim, uma freqncia de 60 Hz, que o valor mais usual na instalaeseltricas em geral, representa uma tenso alternada que descreve 60 ciclos no tempo de1 segundo.

Freqncia de 1 Hz

(a) f= 1Hz

(b) f= 2Hz

Freqncia de 2 Hz


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O valor da freqncia de uma tenso determinado quando de sua gerao.

Uma tenso contnua, por no apresentar ciclos, no tem como indicao oparmetro freqncia. Portanto, ao se mencionar a freqncia de uma tenso subentende-se que esta seja alternada.

2.7 Descarga eltrica

Quando dois corpos com potenciais eltricos que no sejam exatamente iguais sopostos em contato, seja fisicamente ou atravs de um condutor, haver um fluxo de eltronsda carga mais negativa, ou menos positiva, para a carga menos negativa, ou mais positiva.Este fluxo tem a caracterstica de procurar um equilbrio eltrico entre os corpos pela igualdistribuio da carga eltrica.

Este fluxo de eltrons a denominada descarga eltrica, ou descarga esttica,

sendo momentnea, pois to logo a carga esteja distribuda, isto , haja o mesmo potencialeltrico nos dois corpos, perder sua razo de existncia.

Mesmo sendo momentnea, essa descarga, dependendo da grandeza da tensoeltrica entre os corpos, poder ter um valor muito alto, causando risco vida.

No caso de corpos com alta tenso eltrica, a descarga eltrica possvelindependentemente do contato, pois o fluxo de eltrons poder pular entre os corposnuma descarga sob a forma de arco voltaico, que muitas vezes chama-se simplesmentede raio.

A descarga eltrica por arco voltaico a que acontece, por exemplo, nastempestades de nuvens pesadas, quando, pelo atrito dos ventos, as nuvens adquirem umalto potencial eltrico que acaba sendo descarregado em relao terra, o corpo semcarga, na forma de raios.

A descarga eltrica


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2.8 Corrente eltrica

Apesar de basicamente sua concepo ser a mesma de uma descarga eltrica,sua diferena a condio de no ser considerada momentnea, pois uma corrente existir,por meio do contato ou mesmo por arco voltaico, enquanto for mantida a tenso, oudiferena de potencial entre os corpos. Ou seja, enquanto uma das fontes de eletricidade

suprir os eltrons do potencial mais negativo e retirar os eltrons do potencial mais positivo,mantendo a tenso mesmo aps a descarga eltrica, teremos a corrente eltrica.

A intensidade de uma corrente a quantidade de eltrons que flui por um condutor,a quantidade de Coulombs, por unidade de tempo (segundo). Assim, uma corrente umavazo de eltrons na unidade de Coulombs por segundo, que recebe a denominao deAmpre, cujo o smbolo o A.

Portanto, uma corrente de 1 A representa a passagem de 1 C/s numa rea deseo reta do condutor. A passagem de 2 C/s representa uma corrente eltrica de 2 A e

assim sucessivamente.Resumindo, em tese, inicialmente a intensidade de uma corrente eltrica depende

da quantidade de eltrons que fluem pelo condutor que, por sua vez, depende da diferenade potencial entre os corpos, ou seja da tenso. Assim, a princpio, quanto maior a tensoentre dois corpos, maior ser a corrente que fluir entre esses corpos e vice-versa.

Corrente eltrica


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2.9 Correntes contnua e alternada

Como j pudemos perceber, a tenso de vital importncia existncia da correnteeltrica. Dentro desse raciocnio, podemos concluir que uma tenso contnua gerar umacorrente tambm contnua, enquanto uma tenso alternada gerar uma corrente alternada.

As correntes tero suas representaes grficas similares, em formato, s dastenses que lhes deram origem. Ou seja, haver uma proporcionalidade entre as tensese suas respectivas correntes.

2.10 Sentido da corrente eltrica

Podemos concluir que o sentido da corrente da carga mais negativa para a menosnegativa ou, ainda, da carga menos positiva para a mais positiva. Enfim, pela teoriaeletrnica, a corrente flui no sentido do negativo para o positivo, sendo este tambm

chamado de sentido real da corrente.Porm, antes do conhecimento e estudo da teoria atmica, de onde iniciou-se a

teoria eletrnica, o homem j conhecia e utilizava a eletricidade, visto a lmpada eltricaser uma inveno ainda do sculo XIX e, portanto, j imaginava que alguma substnciapassasse pelo fio, fazendo com que a lmpada se acendesse. Nesse tempo, estudava-sea eletricidade pela compreenso da hidrulica. Se em dois tanques iguais, posicionadosnuma mesma altura, um cheio de gua e o outro vazio, fosse colocado um canocomunicando os dois tanques pelos fundos, a gua fluiria do cheio para o vazio at que aaltura dos nveis de gua nos tanques ficassem iguais.

Sentido eletrnico da corrente


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Nesse raciocnio, os tanques eram os corpos, os nveis de gua os potenciaiseltricos, o cano seria o condutor e a gua a corrente. Portanto, assim como a gua fluado tanque mais cheio para o menos cheio, a corrente fluiria do mais para o menos.E todos os estudos da poca se apoiavam nesta condio.

Com o conhecimento da teoria eletrnica, observou-se que na verdade o sentido

da corrente era justamente o contrrio do que se considerava at ento. Mas todos osestudos, manuscritos e livros da poca se utilizavam do sentido anterior. Seria um transtornotentar modificar todas as publicaes de ento.

Como sada, numa conveno de fsicos e cientistas, resolveu-se continuar utilizandoo sentido antigo, adotado at os dias de hoje, porm com a indicao de ser o sentidoconvencional da corrente, que faz a corrente fluir do positivo para o negativo.

Nos dias atuais, publicaes tcnicas so editadas com qualquer um dos doissentidos, sendo explicado qual o escolhido: o sentido eletrnico da corrente, verdadeiro,

ou o sentido convencional da corrente.

2.11 Resistncia eltrica

Em sntese, resistncia eltrica a oposio ao fluxo de corrente eltrica, agindo

como uma cola que tende a segurar os eltrons em movimento. Quanto maior o valor daresistncia eltrica, melhor a eficincia da cola e vice-versa.

Sentido convencional da corrente


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Para uma alimentao de intensidade constante de fora eletromotriz, a tenso,quanto maior for a oposio ao fluxo de corrente, a resistncia eltrica, menor ser o

nmero de eltrons que circularo atravs do condutor, a corrente eltrica, e vice-versa.Assim, pela variao da intensidade da resistncia eltrica pode-se ajustar a intensidadeda corrente eltrica, de modo que esta satisfaa s necessidades de determinadoequipamento eltrico.

Para se expressar a grandeza de uma resistncia eltrica, utiliza-se como unidade

o Ohm, que representado pela letra grega maiscula mega, .

necessria uma resistncia eltrica de 1 inserida num condutor alimentadopor uma tenso eltrica de 1 V para que possa fluir uma corrente eltrica de 1 A.

2.12 Lei de OHM

Ohm foi o fsico que transcreveu, matematicamente, a relao existente entre tenso,

resistncia e corrente eltrica.Por sua equao, a Lei de Ohm, compreende-se que o valor da grandeza de uma

corrente eltrica o resultado do valor da grandeza de uma tenso eltrica aplicada num

Resistncia eltrica

Condutor


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condutor dividido pelo valor da grandeza de uma resistncia eltrica inserida neste condutor,estando todas as grandezas expressas em suas unidades padres.

Lei de Ohm: I = V/R, onde:

I a intensidade da corrente eltrica, expressa em Ampre;

V a tenso eltrica, expressa em Volt;R a resistncia eltrica, expressa em Ohm.

O emprego da Lei de Ohm torna-se fundamental para a compreenso e utilizaodos fenmenos eltricos.

2.13 Choque eltrico

Caracteriza-se como choque eltrico a passagem de um fluxo de eltrons pelo

corpo de um ser vivo.Ao contato com um condutor energizado, ou seja, por onde esteja circulando uma

corrente, o corpo humano serve como um caminho alternativo desse fluxo de eltronsentre o condutor energizado e a terra, ou, ainda, ao se aproximar de um terminal com altopotencial eltrico, uma descarga eltrica por arco voltaico pode tambm se utilizar docorpo humano como um caminho para terra.

Em ambas as situaes, por corrente ou descarga eltrica, um fluxo de eltronspercorrer o corpo humano, podendo ser fatal para a vida desse corpo.

Estudos j realizados comprovam que a partir da intensidade de 0,2 A, ou 200 mA,uma corrente ou descarga eltrica j causa conseqncias ao organismo vivo, podendomesmo chegar ao ponto de ser fatal a este.

Alm de possveis queimaduras, que se estendero e agravaro em funo daintensidade do fluxo de eltrons, outra caracterstica do choque eltrico a de provocarcontraes musculares que podem afetar o corao e o diafragma, acarretando numasituao de irregularidade de funcionamento ou mesmo parada crdio-respiratria, que,se no tratadas devida e prontamente, podem levar morte.

Portanto, ao se lidar com eletricidade, toda a ateno e cuidado devem serobservados. Ateno ao que se est fazendo, mesmo com uma simples troca de lmpadaqueimada, e cuidado em verificar se o objeto de trabalho est devidamente isoladoeletricamente.

O emprego de Equipamento de Proteo Individual, EPI, como luvas, calados,capacete, culos e necessrias ferramentas e acessrios, todos com a mxima seguranapossvel quanto ao aspecto isolamento eltrico, minimiza sensivelmente o perigo de umchoque eltrico.

Infelizmente, a grande maioria dos acidentes eltricos acontece com tcnicosexperientes que, pela vasta experincia, menosprezam a ateno, o cuidado econsideram o emprego do EPI como desnecessrio.


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3 Potncia e energia

3.1 Potncia eltrica

Fisicamente, potncia a rapidez com que se faz um trabalho. Por sua vez, um

trabalho efetuado sempre que uma fora produz um movimento. Uma fora exercidasem causar movimento, como a fora de uma mola sob tenso mecnica entre dois objetosimveis, no produz trabalho e, conseqentemente, no apresenta potncia.

Tenso eltrica a fora que pode causar uma corrente, ou seja, o movimento deeltrons. A tenso eltrica existente entre dois pontos sem causar corrente, pela falta deum condutor por exemplo, semelhante mola sob tenso mecnica e imvel, noproduzindo trabalho.

Desde que a tenso eltrica, fora, cause uma corrente eltrica, movimento deeltrons, realizado um trabalho.

Mola produzindo trabalho

Mola sob tenso mecnica e imvel


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A razo em relao ao tempo em que esse trabalho realizado chamada depotncia eltrica.

O fator tempo j est includo na prpria definio de corrente eltrica, que umavazo da quantidade de eltrons, o Coulomb por segundo. Assim, potncia eltrica produto da tenso multiplicada pela corrente eltrica.

Portanto, a frmula bsica da potncia eltrica : P = V . I.

A unidade representativa bsica da potncia eltrica o Watt, cujo o smbolo oW, sendo a tenso e a corrente eltricas apresentadas em suas unidades bsicas, ou sejaVolt e Ampre, respectivamente.

3.2 Potncia eltrica em corrente contnua

Por ser a corrente contnua gerada por uma tenso contnua, que no apresentamvariaes em suas geraes, podemos considerar a potncia eltrica por sua frmulabsica.

Assim, para um circuito eltrico de corrente contnua, a potncia eltrica sercalculada pela expresso: P = V . I.

3.3 Potncia eltrica em corrente alternada

Por ser a corrente alternada gerada por uma tenso alternada, que apresentamvariaes de intensidade em suas geraes, um fator de correo dever ser aplicado aoclculo da potncia eltrica.

Esse fator de correo recebe a designao de fator de potncia, normalmente

representado como cos , cosseno de fi, que, apesar de na prtica ter seu valor varivelentre 0,62 e 0,98, para fins de clculos tericos de potncia tem seu valor estipulado em0,8.

Assim, para um circuito eltrico de corrente alternada, a potncia eltrica sercalculada pela expresso:P = V . I . cos f.

Portanto, para mesmos valores de tenses e correntes, um circuito de correntecontnua apresentar uma potncia eltrica maior do que um outro circuito de correntealternada.

3.4 Diferentes potncias eltricas

A potncia aplicada para produzir um trabalho eltrico pode apresentar, enormalmente apresenta, perdas, quer seja por calor, por efeitos magnticos, ou outras

razes. Enfim, parte da potncia aplicada perdida, sendo esta perda denominada comopotncia eltrica reativa.


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Assim, de uma potncia aparentemente aplicada ser subtrada uma potnciareativa, resultando ento numa potncia efetiva ou real.

Esta a representao das potncias eltricas:Pe = Pa Pr, onde Pe a potnciaefetiva, Pa a potncia aparente e Pr a potncia reativa.

Para facilitar a distino entre as potncias, pois as trs so potncias eltricas,convencionou-se designar cada tipo de potncia eltrica por uma unidade especfica.

Por essa conveno, a potncia efetiva expressa em Watt, W, a potnciaaparente expressa em Volt-Ampre, VA, e a potncia reativa em Volt-Ampre reativo,VAr.

Portanto, outra representao das potncias eltricas, considerando-se suasunidades representativas especficas, : W = VA VAr.

3.5 Efeito Joule

o efeito do aquecimento de um condutor quando da passagem de corrente eltricapor ele.

Sua intensidade, ou seja a intensidade do aquecimento, varia, principalmente, emfuno da intensidade da corrente eltrica circulante ou do valor da resistncia contida nocondutor.

O Efeito Joule utilizado nos servios eltricos de aquecimento, como em fornos,foges, torradeiras, chuveiros, entre outros, onde a produo de calor a inteno doemprego da eletricidade, mas tambm uma forma de perda quando o objetivo do circuitoeltrico no o da produo de aquecimento, o que acontece na maioria dos casos.

Assim, o calor produzido por uma lmpada incandescente, que tem a funo deiluminar e no de aquecer, uma forma de perda eltrica por Efeito Joule.

Sua intensidade pode ser calculada, como demonstrada pelo fsico Joule, peloemprego da expresso matemtica: Ej = I. R,que representa que a intensidade do EfeitoJoule igual ao produto da intensidade da corrente elevada ao quadrado pelo valor da

resistncia inserida no circuito.

Por uma manipulao matemtica, pode-se observar que o Efeito Joule umaforma de potncia eltrica, ou seja:

P = V . I. Pela Lei de Ohm,I = V / R donde V = R . I.Pela substituio do valor datenso na equao da potncia, teremos P = R . I . I, ou seja: P = I . R donde P = Ej.

Assim, o Efeito Joule tanto pode atuar como uma potncia efetiva, expressa emW, quando o objetivo da eletricidade produzir calor, como pode atuar como uma

potncia reativa, expressa em VAr, como nos demais empregos da eletricidade.


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3.6 Energia Eltrica

Denomina-se energia eltrica a quantidade de potncia eltrica fornecida duranteum perodo de tempo.

Como representao dessa grandeza convencionou-se o Watt como unidade de

potncia e a hora como unidade de tempo.

Portanto, a unidade representativa de energia eltrica o Wh, Watt-hora, que amaneira como se representa o consumo de uma potncia eltrica. Em outras palavras:consome-se energia eltrica e no potncia eltrica, sendo por esta razo que o consumodomstico, por exemplo, expresso dessa forma nas contas apresentadas pelasconcessionrias.


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Voltmetro

4 Medies com instrumentos eltricos

4.1 Voltmetro

o instrumento utilizado para medir a grandeza de uma tenso eltrica.

Assim como uma tenso apresenta duas modalidades distintas,a contnua e aalternada, tambm um voltmetro apresentar terminais diferentes, devidamenteidentificados, para o emprego especfico da medio em cada modalidade.

Antes do seu emprego, dever ser observada a capacidade mxima de leitura doinstrumento tanto para a tenso contnua como para a tenso alternada, pois nessas duasmodalidades podem haver limites distintos.

Outro aspecto que tambm deve ser apreciado previamente ao uso, a escala aser utilizada em funo da grandeza da tenso a ser medida. Na dvida do valor a sermedido, a maior escala dever ser utilizada, sendo empregada a escala subseqenteinferior no caso de no sensibilidade medio.

A unidade padro de representao da tenso o Volt, podendo ainda o voltmetro,dependendo de suas especificaes e devido emprego, apresentar escalas em mltiplos

do Volt, como o quilovolt, kV, que representa 1000 V, e submltiplos do Volt, como omilivolt, mV, que representa 0,001 V.

Para se realizar a medio, sua ligao ao circuito feita pelo contato de suasponteiras com os terminais dos potenciais eltricos que geram a tenso, numa ligaochamada de paralela, que representa uma ligao por um caminho alternativo correnteno circuito.


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Ampermetro

Alicate ampermetro

4.2 Ampermetro

o instrumento utilizado para medir a grandeza de uma corrente eltrica.

Assim como no caso do voltmetro, apresenta leitura para os dois tipos de correnteeltrica, a contnua e a alternada, com terminais especficos.

Geralmente, seu campo de medio restrito, devido principalmente aos fatoresrisco e robustez entre outros, sendo suas medies restritas grandeza de 10 A ou mesmoem limite ainda menor.

Como conseqncia da limitao de seu campo de medio, a unidade padro derepresentao da corrente o Ampre, A, no apresentando, geralmente, mltiplos dessaunidade mas sim submltiplos como o miliampre, mA, que representa 0,001 A, e mesmoo microampre, mA, que representa 0,000001 A.

Para se realizar a medio, sua ligao ao circuito feita pela insero no circuito,ligao de suas ponteiras com terminais de um mesmo condutor, numa ligao chamadade srie, que representa uma ligao onde a corrente circulante a mesma do circuito.

4.3 Alicate ampermetro

um tipo de ampermetro especial, aplicado medio de maiores intensidadesde correntes alternadas.


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Megohmetro

Wattmetro

4.5 Megohmetro

um tipo especial de ohmmetro utilizado paramedies de grandes resistncias eltricas. Para tanto,sua unidade bsica de representao da resistnciaeltrica o megaohm, MW, que representa 1000000

W, da vindo sua designao.

Seu princpio de funcionamento , basicamente,idntico ao do ohmmetro, assim como tambm seuscuidados operacionais.

Em termos prticos, utiliza-se um ohmmetro parase realizar medies de resistncias eltricas de umcircuito, enquanto utiliza-se um megohmetro para medirresistncias de isolamento eltrico.

4.6 Wattmetro

o instrumento utilizado para se medir agrandeza da potncia eltrica de um circuito. Porestar ligado tenso e corrente do circuito, ouseja informaes reais, sua indicao de potnciaefetiva, portanto em Watt, W.

Normalmente possui trs terminais de ligaes,sendo um comum, a ser ligado num terminal docondutor, um paralelo, ligado em relao ao comum,que medir a intensidade da tenso no circuito, eum srie, ligado em relao ao comum, que medira intensidade da corrente no circuito.

No caso de um circuito de corrente contnua,sua indicao basicamente o mesmo valor damultiplicao do valor demonstrado pelo voltmetropelo valor demonstrado pelo ampermetro.

J no caso de um circuito de corrente alternada, onde a presena de um wattmetrotorna-se essencial, o valor da leitura deste dividido pelo produto dos valores das leiturasdo voltmetro e do ampermetro, permitiro a determinao real do valor de grandeza do

fator de potncia, o cos , que, como j observado, tem valor real varivel.

Geralmente, sua unidade bsica de representao da potncia eltrica feita emquilowatt, kW, que representa 1000 W.


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Multmetro

4.7 Multmetro ou multiteste

Muito cuidado deve ser tomado com estadesignao pois, a princpio, multmetro ou multiteste querdizer aparelho de vrias medies, no havendo vnculo

com o tipo de medio e nem mesmo se esta medio serefere ao universo eletricidade.

Assim, por exemplo, um multmetro ou multitesteno efetua a medio de uma tenso, que realizadapelo voltmetro, mas sim, pode ser composto por umvoltmetro entre seus outros medidores.

Portanto, um multmetro ou um multiteste pode sercomposto por um voltmetro, um ampermetro e um

ohmmetro, ou somente por um ou dois destes entre outrosmedidores.


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5 Circuitos eltricos

5.1 O circuito eltrico

Um circuito eltrico um caminho eletricamente completo, que pressupe a

existncia de uma fonte de eletricidade (alimentando a tenso eltrica), uma resistnciaeltrica (que pode ser do prprio utilizador da energia eltrica), e um condutor (ligando opotencial eltrico maior ao utilizador e deste ao potencial eltrico menor).

Para que um circuito eltrico esteja operante, ou seja, esteja produzindo um trabalhoeltrico, precisa estar fechado, o que significa um caminho contnuo atravs do condutor,normalmente uma fiao, pois somente dessa maneira a corrente eltrica poder fluir.

Pela razo descrita acima, entende-se que o mais simples comando operacionalde um circuito eltrico uma chave de interseco, normalmente chamada simplesmentede interruptor, que apresenta duas condies: uma abrindo o circuito, quando este ficar

desenergizado, e outra fechando o circuito, permitindo a realizao do trabalho eltrico.

Condutor

Fonte

Um circuito eltrico fechado

Condutor

Lmpada acesa


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O exemplo de um circuito eltrico simples o circuito de uma lmpada incandescente:um condutor liga um dos terminais da fonte de eletricidade a um dos terminais do bocal dalmpada; um outro condutor liga o outro terminal do bocal da lmpada a um dos terminaisdo interruptor e um outro condutor liga o outro terminal do interruptor ao outro terminal dafonte de eletricidade.

Em uma das posies do interruptor, o circuito estar fechado, permitindo que acorrente flua e, conseqentemente, a lmpada acenda.

J na outra posio do interruptor, o circuito estar aberto, no permitindo o fluxode corrente e, conseqentemente, a lmpada fica apagada.

5.2 Curto-circuito

Tem-se um curto-circuito quando, por alguma razo, a corrente que flui de um dos

potenciais de uma fonte de eletricidade atinge o outro potencial dessa fonte sem quetenha havido uma resistncia eltrica capaz de dosar essa corrente, como se um condutor,num circuito bem curto, ligasse diretamente os dois potenciais da fonte de eletricidade.

Matematicamente essa condio demonstrada pela Lei de Ohm, I = V / R, poisquando o valor da resistncia eltrica, R, tende a zero, o valor da corrente, I, tende ainfinito, ou seja, um valor tremendamente elevado.

No exemplo do circuito simples da lmpada incandescente, a prpria resistnciaeltrica dos filamentos da lmpada suficiente para dosar a corrente. Porm, se o bocalda lmpada fosse retirado e a fiao dos seus terminais fosse ligada, a resistncia eltricado circuito passaria a ser somente o valor da pequena resistividade do fio, na prticaconsiderada zero, o que acarretaria uma corrente de curto-circuito.

5.3 Sobrecarga eltrica

Todo circuito eltrico, em funo do valor de sua capacidade, calculado para umdeterminado valor mximo de corrente.

Se, por alguma razo qualquer, o valor da intensidade dessa corrente mxima,

tambm chamada de corrente nominal, for ultrapassado, mesmo que por pouco, diz-seque o circuito encontra-se em sobrecarga eltrica.

Essa sobrecarga perigosa, tanto para o circuito em si quanto para o ambienteonde se encontra o circuito, pois corrente em excesso sinnimo de calor em excesso,como nos demonstra o Efeito Joule, e esse excesso de calor dissipado pode provocardanos a componentes do circuito, como deformaes trmicas, ou mesmo ocasionar umincndio, que poderia resultar na destruio do ambiente.

Num raciocnio lgico, quanto maior a intensidade da corrente eltrica em excesso,

maior a sobrecarga eltrica e, conseqentemente, maior a possibilidade de gerao dedanos.


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5.4 Proteo do circuito eltrico

Basicamente, duas so as protees essenciais a um circuito eltrico: a proteoao curto-circuito e a proteo sobrecarga.

A grandeza, a complexidade e a importncia do circuito a ser protegido definiro o

tipo de proteo a ser empregada, mas em linhas gerais, nos circuitos industriais ecomerciais, trs so os dispositivos adotados ao mesmo tempo: o fusvel, o rel trmico eo disjuntor.

O fusvel, conforme a prpria designao j deixa perceber, normalmente compostopor um arame condutor de liga metlica que, com uma temperatura superior relativa desua corrente nominal, se funde abrindo o circuito, provocando, como conseqncia, adesenergizao imediata do circuito.

O fusvel, escolhido em funo da corrente nominal calculada do circuito, quando

acionado tem que ser substitudo por outro similar. a proteo ideal em relao ao curto-circuito.

O rel trmico normalmente composto por um sistema de contatos por parbimetlico, metais diferentes que apresentam deformaes diferentes em caso detemperaturas acima de suas condies nominais, que ao se deformarem, com a passagemde uma corrente superior a sua projetada, perdem o contato abrindo o circuito.

ajustado, dentro de uma zona operacional de valores de corrente, em funo dacorrente nominal calculada do circuito e quando acionado, aps algum momento para quea temperatura baixe e os contatos percam a deformao; pode ser rearmado, no havendo

necessidade de substituio.


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a proteo ideal em relao sobrecarga.

J o disjuntor normalmente composto por dois princpios de atuao: o princpiomagntico e o trmico.

O princpio magntico baseia-se no processo do eletromagnetismo atuante em umabobina interna. Ao passar corrente por uma bobina, esta desenvolve um campo magntico,ou seja, transforma-se num m. Quanto maior a intensidade da corrente eltrica, maior afora de atrao do m.

Nesse princpio, o m interno ao disjuntor tenta atrair um dos contatos do par

bimetlico que, por fora de uma mola, encontra-se fechado. Ao fluir uma corrente superior nominal, o aumento da fora magntica, que depende da corrente, torna-se suficientepara vencer a tenso da mola abrindo os contatos e, conseqentemente, abrindo o circuito.

J o princpio trmico do disjuntor opera de maneira similar ao do rel trmico.

O princpio magntico torna o disjuntor mais operacional em relao ao curto-circuito,enquanto o princpio trmico torna-o mais operacional em relao sobrecarga.


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Gerador

6 Geradores

6.1 Definio

Geradores so mquinas que, pelo processo do magnetismo, transformam a energia

mecnica em eltrica, sendo, portanto, uma das fontes de eletricidade.

6.2 Composio estrutural do gerador

Um gerador composto de uma parte fixa, a carcaa, chamada de estator, e deuma parte mvel, o eixo, chamada rotor.

Numa das duas partes, estator ou rotor, estaro montados os condutores, chamadosde enrolamento da armadura, e na outra estar montado um eletrom, chamado

enrolamento de campo.

6.3 Princpio de funcionamento do gerador

A parte mvel do gerador, o rotor, acionada por uma energia mecnica, que podeser um motor de combusto, uma turbina a vapor, o fluxo de uma queda dgua, entreoutros, adquirindo um movimento de giro.

Numa das condies de montagem do gerador, no rotor girante estar montado oenrolamento da armadura, o condutor que, ao girar, cortar as linhas de fora do campomagntico provenientes do enrolamento de campo montado no estator.

Na outra condio de montagem do gerador, no rotor girante estar montado o

enrolamento de campo que formar linhas de fora magntica que, ao girar, varrero oenrolamento da armadura montado no estator.


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Um condutor ao cortar linhas de fora magntica ou ao ser varrido por linhas defora magntica, produz uma diferena de potencial eltrico em suas extremidades, ouseja, gera uma tenso eltrica.

Na primeira condio de montagem, o gerador recebe o nome de gerador de plosexternos, enquanto na segunda o gerador de plos internos.

6.4 Tipos de gerador

Gerador tudo aquilo que gera uma tenso eltrica por ao do magnetismo. Comoa tenso eltrica pode ser contnua ou alternada, teremos um gerador de tenso contnuaou um gerador de tenso alternada.

O termo gerador por si no distingue o tipo de tenso que pode ser gerada.

Para melhor se classificar um gerador, sua nomenclatura foi dividida em dois tipos:o dnamo e o alternador.

Dnamo a denominao do gerador de tenso contnua, independentemente dagrandeza da tenso a ser gerada ou do seu tamanho fsico

Alternador a denominao do gerador de tenso alternada, independentementeda grandeza da tenso a ser gerada ou do seu tamanho fsico do gerador.

Atualmente, tanto em terra como em embarcaes martimas em geral, a utilizaoe, conseqentemente, a gerao so normalmente de tenso alternada, assim o empregode alternadores muito maior do que de dnamos.

6.5 Paralelismo de geradores

Colocar geradores em paralelo significa colocar mais de um gerador para suprir(fornecer tenso) os mesmos circuitos eltricos.

Essa medida, o paralelismo, faz-se necessria quando o circuito eltrico tem umacarga, ou seja, o nmero de utilizadores muito varivel. Assim, um gerador que suficiente

para alimentar um circuito com carga baixa, poucos utilizadores, pode ser insuficientepara alimentar esse mesmo circuito quando com carga alta, muitos utilizadores. Nessacondio faz-se o paralelismo entre dois ou mais geradores, dependendo da grandeza dacarga e da capacidade de alimentao eltrica de cada gerador.

Ainda, o paralelismo pode ser empregado quando, normalmente por razes desegurana, no se pode correr o risco de uma falha de alimentao eltrica.

O paralelismo s pode ser realizado entre geradores do mesmo tipo, ou seja: entrednamos ou entre alternadores.


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Sincronizador

6.6 Sincronizao de geradores

Para se realizar o paralelismo entre geradores, deve-se antes sincronizar o geradorque vai auxiliar na gerao com o que j est alimentando o circuito.

Esta operao de sincronizao varia de acordo com o tipo de gerador.

Entre os dnamos, o gerador estar sincronizado quando sua tenso de geraoestiver igualada do dnamo que j alimenta o circuito. Feito o ajuste de igualdade dastenses geradas, eles estaro sincronizados.

J entre os alternadores, a operao de sincronizao mais minuciosa. Alm daigualdade das tenses entre os geradores, o gerador que vai auxiliar na gerao deverter sua freqncia ajustada ao mesmo valor da freqncia do gerador que j alimenta ocircuito e, ainda, ter a mesma relao de fase, que representa o mesmo momento dedesenvolvimento do ciclo, entre os dois geradores.

Em sntese, sincronizar os geradores significa:

Dnamos mesma tenso de gerao entre os geradores.

Alternadores mesma tenso de gerao, mesma freqncia e mesma relaode fase entre os geradores.

Feita a sincronizao, os geradores podem sofrer o paralelismo.


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7 Baterias

7.1 A Pilha voltaica ou clula qumica

A pilha voltaica ou clula qumica a responsvel pela converso da energia qumica

em energia, na forma de gerao de uma tenso contnua.

A pilha, ou clula, formada por dois eletrodos, tipo pequenas barras, de metaisdiferentes, ou ligas metlicas diferentes, envolvidos por um eletrlito, que uma misturacapaz de conduzir uma corrente eltrica.

O eletrlito de uma pilha pode ser lquido ou pastoso.

7.2 Pilhas primria e secundria

Pilha primria aquela que no pode ser recarregada depois de sua tenso desada ter diminudo sensivelmente. Geralmente so pilhas de eletrlito pastoso, sendo porisso tambm chamadas de pilhas secas.

eletrlito

placas da pilha


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7.3 Bateria de chumbo-cido

A bateria de chumbo-cido formada por clulas, ou pilhas secundrias de chumbo-cido.

Cada clula possui dois eletrodos de chumbo, sendo um positivo e outro negativo.

Todos os eletrodos das clulas so, respectivamente, ligados em conjunto, formandouma placa positiva e outra negativa.

Entre as placas, encontram-se folhas de material isolante eltrico que impedem dese tocarem produzindo um curto-circuito que destruiria a bateria.

A placa positiva formada por perxido de chumbo, uma combinao de chumbo eoxignio, enquanto a negativa composta por chumbo puro poroso, em forma de umaesponja.

Os dois conjuntos de placas, com as devidas folhas isolantes, so colocados numrecipiente contendo uma mistura diluda de cido sulfrico e gua, o eletrlito.

dessa composio, eletrodos de chumbo e eletrlito cido, que surge a designaoda bateria: chumbo-cido.


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7.4 Descarga e recarga da bateria

Quando a bateria descarrega, ou seja, o valor da tenso fornecida cai sensivelmente,indica que parte do cido do eletrlito se combinou com o material ativo das placas, o quemodifica, enfraquecendo, a densidade do eletrlito.

Esta reao qumica altera o material das placas, fazendo com que estas,parcialmente, se transformem num mesmo material, vindo da a queda da diferena entreos potenciais, ou seja, a queda da tenso eltrica fornecida pela bateria.

Quando a bateria est sendo carregada, ocorre a reao inversa. O cido que foraabsorvido pelas placas retorna ao eletrlito, fortalecendo a densidade deste, e o materialativo das placas volta sua condio quase que original, pois, conseqentemente, sempresofre um pequeno desgaste natural em cada descarga e recarga.

Sempre durante a recarga da bateria, a reao qumica provoca a produo de

gases, razo porque deve-se mant-la em local devidamente arejado.Com a sada desses gases, a bateria perde parte da gua do eletrlito em forma de

vapor, por esta a razo necessria a complementao peridica com gua, sempredestilada, para se manter o nvel adequado do eletrlito.


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7.5 Bateria de nquel-cdmio

a nica bateria composta de clulas secundrias secas, permitindo sua descargae recarga por vrias vezes.

Seu eletrodo positivo feito de xido de cdmio e seu eletrodo negativo de hidrxido

de nquel, envolvidos por um eletrlito pastoso de hidrxido de potssio.

Este tipo de bateria fabricado em diversos tamanhos, inclusive em forma depastilha, sendo ideal para utilizao em equipamentos portteis que devam serrecarregveis.


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Bibliografia

FOWLER, Richard J.Eletricidade - Princpios e Aplicaes. So Paulo: Makron Booksdo Brasil, 1992.

GUSSOW, Milton.Eletricidade bsica. So Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1985.

U.S. NAVY, Bureau of Naval Personnel.Curso completo de eletricidade. So Paulo:Hemus, 1980.

CFAQ-III Sistemas Eletricos

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