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CONTEÚDO
DE
ELETRICIDADE EM DC:
MÓD.1 - PRINCÍPIOS DE ELETRODINÂMICA Tensão Elétrica Corrente Elétrica Fontes de Alimentação Instrumentos de Medidas Elétricas Exercícios Propostos MÓD.2 - RESISTÊNCIA ELÉTRICA Conceito de Resistência Elétrica Primeira Lei de Ohm Resistências Fixas Resistências Variáveis Ohmímetro Segunda Lei de Ohm Temperatura e Resistência Elétrica Exercícios Propostos MÓD.3 - ASSOCIAÇÃO DE RESISTÔRES Associação Série Associação Paralela Associação Mista Exercícios Propostos MÓD.4 - POTÊNCIA ELÉTRICA Potência Elétrica Potência Mecânica Energia Elétrica Rendimento Exercícios Propostos MÓDULO 5 - CIRCUITOS RESISTIVOS Divisor de Tensão Divisor de Corrente Configurações Estrela e Triângulo Ponte de Wheatstone Exercícios Propostos MÓD.6 - GERADORES DE TENSÃO Associação em Série Associação em Paralelo Máxima Transferência de Potência Exercícios Propostos MÓD.7 - CIRCUITOS RESISTIVOS EM MALHAS Definições Lei de Kirchhoff para Correntes Lei de Kirchhoff para Tensões Teorema da Superposição Teorema de Thévenin Teorema de Norton Exercícios Propostos MÓD.8 - CIRCUITOS CAPACITIVOS EM DC Fundamentos Conceito de Dispositivo Reativo Capacitor e Capacitância Capacitores Fixos e Variáveis Associação de Capacitores Circuito RC de Temporização Aplicações do Circuito RC Exercícios Propostos MÓD.9 - CIRCUITOS INDUTIVOS EM DC Princípios do Eletromagnetismo Indutor e Indutância Indutores Fixos e Variáveis Associação de Indutores Altofalantes Relé Eletromecânico Exercícios Propostos |
MÓDULO
1 - PRINCÍPIOS DA ELETRODINÂMICA 1) Tensão Elétrica (V): A tensão elétrica tem como conceito básico, ser o "trabalho que uma fonte realiza para transportar de um pólo ao outro uma carga elétrica de um Coulomb". 1.1) Unidade de Medida no Sistema Internacional de Medidas:............. Volts 1.2) Instrumento de Medida: .........................................Voltímetro.
Portanto, quando dizemos que uma determinada fonte de tensão tem 12V, conceitualmente, estamos informando que essa fonte realiza um trabalho de 12 Joules para transportar de um pólo a outro uma carga elétrica de 1 Coulomb. A voltagem de uma fonte de tensão independe da carga a ser ligada ou de qualquer outro fator elétrico, ela depende exclusivamente da construção do gerador. Na nossa residência, independente do que ligarmos nas tomadas, elas sempre nos ofereceram uma tensão de 220V (Brasília DF). Desta forma, qualquer aparelho que ligarmos nas tomadas, deverá suportar sobre ele um "trabalho" de 220 Joules, caso o aparelho que ligarmos suporte apenas 110 Joules, ele irá se queimar, é como se obrigássemos que uma pessoa que suporta apenas 110 kg de massa, carregasse 220 kg. 2) Corrente Elétrica (i): Por definicão é o movimento ordenado de elétrons. A corrente elétrica, assim como a tensão elétrica tem seu conceito dimensional ligado as cargas elétricas e é dado como sendo a quantidade de cargas elétricas em Coulomb que é transportado a cada segundo pela seção reta do condutor. Os elétrons para se movimentarem é necessário que haja entre dois pontos do circuito elétrico uma diferença de potencial, ou seja haja uma tensão elétrica. A corrente elétrica ao atravessar um determinado sistema elétrico, faz com que ele realize trabalho, ou seja, transforme energia elétrica em outro tipo de energia mais a energia calorífica. Como exemplos, podemos citar: a) Lâmpada: transforma energia elétrica em energia luminosa mais calor. b) Motor Elétrico: transforma energia elétrica em energia mecânica mais calor. c) Alto Falante: transforma energia elétrica em energia sonora mais calor. Para haver corrente elétrica, é necessário uma carga que consuma energia e uma fonte de tensão. 2.1) Unidade de Medida no Sistema Internacional de Medidas: Ampère (A) 2.2) Aparelho que Mede a Intensidade da Corrente Elétrica: Amperímetro
Quando dissemos que por um condutor passa uma corrente elétrica de intensidade de 12 A, dimensionalmente estamos dizendo que pela seção reta do condutor está passando a uma carga elétrica de 12 C a cada 1 segundo. CHOQUE ELÉTRICOÉ caracterisado pela passagem da corrente elétrica pelo corpo humano. Dependendo, da intensidade da corrente elétrica, ela pode causar efeitos diferentes. Esses efeitos são chamados de EFEITOS FISIOLÓGICOS. Para nos proteger desses "efeitos fisiológicos" que nem sempre são a nosso favor, devemos ter algumas precausões:
 Clique sobre a figura do disjuntor bipolar e veja a relação de disjuntores comercias
 Para se informar mais sobre o assunto choque elétrico, clique no SITE. DESCARGAS ATMOSFÉRICAS É outra fonte poderosa de choques elétricos. Comprende-se como Descargas Atmosféricas, qualquer fenômeno natural ou artificial que produz, raios, relâmpagos ou faíscas.  Para se informar mais sobre o assunto Descarga Atmosférica, clique no SITE. 3) Fontes de Tensão: É o local que nos disponibiliza uma tensão elétrica, ou seja, uma diferença de potêncial. As fontes de tensão podem ser:
3.1) Contínua (CC ou DC) Simbologia da Fonte DC
A característica principal de uma fonte de tensão Contínua é de ter polaridade poistica (+) e negativa (-). Como exemplos de fonte de tensão contínua temos:
Toda fonte de Tensão DC por obrigaçao, tem que vir informando a sua polaridade, para que a carga nela instalada opere satisfatoriamente. Falando de uma fonte DC em termos de funcionamento, podemos ainda afirmar que a tensão fornecida se mantém constante ao longo do tempo, se montássemos um gráfico da variação da tensão (eixo das ordenadas) em função do tempo (eixos das abssissas), veríamos que o resultado seria uma linha reta paralela ao eixos dos tempos, cuja distância em relação ao eixo dos tempos é a medida da tensão elétrica da fonte. A tensão de uma fonte de tensão contínua não varia com o tempo, ou seja, é unidirecional.
3.1) Alternada (AC ou CA) Simbologia da Fonte AC
A característica principal de uma fonte de tensão Alternada é de não ter polaridade. Como exemplos de fonte de tensão alternada temos:
Toda fonte de Tensão AC não vem informando a sua polaridade, pois a carga a ser ligada a ela não necessita de polaridade para funcionar, como exemplo temos os aparelhos domésticos, de qualquer forma que plugamos eles nas tomadas, eles irão funcionar Falando de uma fonte AC em termos de funcionamento, podemos ainda afirmar que a tensão fornecida não se mantém constante ao longo do tempo, se montássemos um gráfico da variação da tensão (eixo das ordenadas) em função do tempo (eixos das abssissas), veríamos que o resultado seria uma função senoidal. A característa de uma função senoidal é indicar que o fenômeno que ela representa se repete de tempos em tempos, ou seja, ele tem um PERÍODO (T) que é medido em SEGUNDOS (s). A corrente alternada, não tem polaridade, porque ela inverte a sua polaridade de tempos em tempos portante ela periódica e toda função periódica tem FREQUÊNCIA (F) cuja unidade de medida é o Hertz (Hz). O instrumento de mede a frequência elétrica é o ................ Frequencímetro
No nosso sistema elétrico, a frequência adotada é de 60 Hz, quer dizer que a fotne de tensão inverte a sua polaridade 60 vezes a cada 1 s, ou completa 60 ciclos a cada 1 s. A relação entre PERÍODO e FREQUÊNCIA é : T = 1 / F O PERÍODO é o inversor da FREQUÊNCIA ou vice-versa. O período de uma frequência de 60 Hz é de 16,666 ms, a duração de cada ciclo é de 16,666 ms. Numa fonte de tensão alternada, a tensão zero de referencia é a TERRA (GND) vem do inglês GROUND. Já o mesmo símbolo, para circuito com corrente contínua, pode indicar continuidade entre dois pontos, ou seja, como se dois pontos distantes estivessem unidos.
Note que sinal sempre em que representar o pólo negativo e nunca o pólo positivo. Simbologia de Terra:
O instrumento de mede a resistência de terra é o ................ Terrômetro.
Portanto, para o desempenho adequado de uma fonte de corrente alternada é necessário um excelente ATERRAMENTO.
(click sobre a figura acima e visite o site da FLUCK e consulte mais sobre medição de terra) 4) Instrumentos de Medidas: 4.1) Voltímetro (V): É o aparelho de medição que possui a maior resistência interna, seu valor ideal é próximo do infinito. Sua utilização correta é sempre em PARALELO que a carga em que se quer medir a tensão e nunca em série. Um bom Voltímetro sempre pode medir tensão continuas (VDC ou DCV) ou alternadas (ACV ou VAC). Devemos sempre respeitar as escalas dos aparelhos, sob pena de danificá-los, caso não tenhamos ideia do nível de tensão que estamos medindo, devemos sempre começar da maior escala. Os voltímetros podem ser ANALÓGIOS ou DIGITAIS. Não devemos dizer que um é melhor do que o outro, somente a prática irá isso. 4.2) Amperímetro (V): É o aparelho de medição que possui a menor resistência interna, seu valor ideal é próximo de zero. Sua utilização correta é sempre em SÉRIE que a carga em que se quer medir a intensidade da corrente elétrica, nunca devemos ligá-lo em paralelo, pois iremos correr sério risco de acidente, nessa situação estamos provacando um CURTO-CIRCUITO. Um bom Amperímetro sempre pode medir correntes continuas (ADC ou DCA) ou alternadas (ACA). Devemos sempre respeitar as escalas dos aparelhos, sob pena de danificá-los, caso não tenhamos ideia do nível de tensão que estamos medindo, devemos sempre começar da maior escala. Os amperímetros podem ser ANALÓGIOS ou DIGITAIS. Não devemos dizer que um é melhor do que o outro, somente a prática irá isso. 4.3) Multímetros: iremos comentar sobre os multímetros após estudarmos as resistências elétricas (MÓDULO 2). 5) Exercícios Propostos:
MÓDULO 2 - RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Para Conhecer um Pouco mais sobres RESISTORES ELÉTRICOS, clique AQUI. 1) Conceito de Resistência Elétrica: SIMBOLOGIA
Resistência elétrica é a oposição que qualquer material faz a passagem da corrente elétrica, quanto maior for a resistência de um material, maior será a oposição que ele fará a passagem da corrente elétrica. A resistência elétrica de um material independe dos valores de tensão ou corrente, é uma característica própria de cada material, ou seja, envolve apenas as suas dimensões físicas e o tipo de material que ele é feito. 1.1) A unidade de medida da resistência elétrica é o ................ Ohms. 1.2) O aparelho de medida da resistência elétrica é o ................ Ohmímetro. TIPOS DE RESISTÊNCIA ELÉTRICAS
2) Primeira Lei de Ohms: Embora a resistência elétrica não dependa dos valores de tensão e corrente, conhecendo esses valores, podemos calcular a resistência elétrica do material. Esse relacionamento se dá pela PRIMEIRA LEI DE OHMS, expressão matemática: R = V / I "A resistência elétrica de um sistema é diretamente proporcional tensão sobre esse sistema e inversamente proporcional a intensidade da corrente elétrica que o atravessa". De uma forma mais completa, temos
Essa Lei de Ohms no entanto só se aplica a resistência ohmicas que são aquelas que essa proporcionalidade se aplica, pois existem resistências que não existem proporcionalidade entre tensão e corrente, essas resistência são chamadas de NÃO-OHMICAS. 3) Resistências Fixas: São resistências que não podemos variar a sua resistência como por exemplo os resistores que possuem código de cores, os resistores de fio, os resistores de cerâmica e todos aqueles em que o valor da resistência já vem impresso sobre o componente. Como exemplos, temos as figuras acima. 4) Resistências Variáveis: 4.1) Potenciômetros:
São resistores que possuem uma canopla, que nos possibilita alterarmos a sua resistencia. Nos potenciômetros veem escrito no seu corpo um valor de resistência, esse valor é o valor de sua resistência máxima, ou seja, varia de 0 até esse valor máximo. Ele é utilizado pelo usuário dos aparelhos, servem para alterarmos o volume ou o brilho de um rádio. som ou televisão. Ele regula a quantidade de corrente elétrica sobre o circuito. Os potenciômetros podem ser logarítmicos ou lineares. 4.2) Trimpot
Tem os mesmo princípio de funcionamento do potenciômetro. É também conhecido como resistência ajustável, a diferença dele para o poteciômetro é que somente o técnico tem acesso. Ele fica no interior das placas de CI (circuito impresso) não possui canopla, ele tem fendas para o técnico faça os ajustes através de chaves de fenda. Tanto o potenciômetro quanto o trimpot, não são resistores de potência, não suportam grandes volumes de correntes. 5) Ohmímetro: É o aparelho que mede a resistência elétrica de um sistema. É um aparelho que se vende individualmente igual acontece com o amperímetro ou voltímetro, ele sempre vem acoplado mum MULTÍMETRO e é diferenciado pelo símbolo abaixo:
Pode ser ANALÓGICO ou DIGITAL. É sempre ligado com o sistema desenerrgizado, nunca podemos medir a resistência de um componente passando corrente elétrica por ele. Em caso de componente eletrônico, devemos sempre retirá-lo da placa. O ohmímetro, na realidade é um "gerador de tensão DC" cada escala possuir uma diferença de potencial, quanto menor a escala, maior a sua tensão. No caso de ohmímetros analógicos, a sua menor escala é "X1", para comprovar, basta pegar um voltímetro e medir os terminais do ohmímetro. Os ohmímetro não serve apenas para medir a resistência, server também para medir CONTINUIDADE (verificar por exemplo se um fio está rompido ou não) no ohmímetro analógico, para tanto, devemos sempre utilizar a escala "X1". Mais detalhes sobre o ohmímetro iremos dar quando estudarmos os multímetros 6) Segunda Lei de Ohms: A segunda Lei de Ohms, permite calcularmos a resistência elétrica de um fio, conhecendo o material do fio, seu comprimento e sua área de seçao reta (bitola). Expressão matemática: R = p . (L / A) onde: p - resistividade do material L - comprimento do fio (metros) A - área da seção reta (bitola) (metros quadrados) A principal aplicação dessa expressão está em calcularmos a queda de tensão numa instalação elétrica conhecendo a intensidade da corrente elétrica, o comprimento do fio e a bitola do cabo, veja exemplo: Exemplo: Numa alimentação monofásica (2 fios), considere um cabo de 4,0 mm² feito de cobre recozido com comprimento de 100 m, é atravessado por uma corrente elétrica de 30 A, calcule a queda tensão no cabo. sol: Para o cobre recozido p = 1,72 x 10-8 bitola de 4,0 mm² = 4,0 x 10-6 m² R = 1,72 x 10-8 x (200 / 4,0 x 10-6) R = (1,72 x 200/4,0) x (10-8/10-6) obs.: o comprimento de 200 m foi considerado por que a energização é monofásica (F + N) R = 86 x (10-8 x 10+6) R = 86 x 10-² R = 0,86 ohms pela primeira Lei de Ohms temos que a queda de tensão será de: U = R.i U = 0,86 x 30 U = 25 V Se a tensão que deveria chegar na carga for de 220V (Fase + Neutro), chegaria apenas: 220 - 25 = 195 V 7) Temperatura e Resistência Elétrica: A variação de temperatura, sobre um determinado material, diminui a sua resistividade. A relação entre a resistividade do material e a variação de temperatura, vai depender de seu "COEFICIENTE DE TEMPERATURA POR GRAUS CELSIUS". Cada material tem um coeficiente diferente: De acordo com a Segunda Lei de OHms, a resistividade é diretamente proporcional a resistência elétrica, logo se a resistividade diminui, a resistência também diminui. Logo com o aumento da temperatura, a resistência diminui e conseguentemente irá haver sobre o componente um aumento do fluxo de eletrons, aumento da corrente elétrica, com isso o componente poderá queimar.
Click sobre a figura e visite o site sobre capacidade de corrente dos fios. Código de Côres e Resistores Comerciais 8) Exercícios Propostos: MÓDULO 3 - ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIAS A associação de resistores, tem como objetivo, calcular uma resistência, chamada de RESISTÊNCIA EQUIVALENTE, que é uma resistência que substitui todas as resistencias da associação, mantendo constante todos os valores de tensão e corrente do circuito. Seu cálculo depende do tipo de associação. 1) Associação em Série:
Neste tipos de associação, a resistência equivalente (Req) tem sempre resistência maior que a maior resistência da associação. Portanto, este tipo de associação é útil para aumentarmos o valor da resistência de um circuito. O cálculo da resistência equivalente é feito SOMANDO TODAS AS RESISTÊNCIAS DO CIRCUITO. Req = 4+3+5 = 12 ohms 2) Associação em Paralelo:
Neste tipos de associação, a resistência equivalente tem sempre resistência menor que a menor resistência da associação. Portanto, este tipo de associação é útil para diminuirmos o valor da resistência de um circuito. O cálculo do inverso resistência equivalente é feito SOMANDO TODOS OS INVERSOS DAS RESISTÊNCIAS DO CIRCUITO. Se todas as resistências forem iguais, ou seja, tiverem o mesmo valor ôhmico, a resistência equivalente será o valor ôhmico do resistor dividido pelo número de resistores que tem no circuito. 1/Req = 1/4 + 1/3 + 1/5 1/Req = (15+20+12)/60 1/Req = 47/60 Req = 60/47 Req = 1,2766 ohms 3) Associação Mista: Neste tipo de associação, exitem no circuito resistores em série e em paralelo. Pode ser apresentar de várias formas diferentes, mas a regra para o cálculo da resistência equivalente é de sempre resolver primeiro as associações em série para depois resolver as associação em paralelo. 4) Exercícios Propostos: módulosO conceito dimensional de potência elétrica está ligado ao trabalho com o tempo que se realiza o trabalho, ou seja, potência elétrica seria a quantidade de trabalho que se realiza para transportar a carga elétrica de um Coulomb de um pólo a outro por segundo. A unidade dimensional de potência seria então: JOULES / SEGUNDO. Quanto mais trabalho realiza, maior potência tem. Então a potência de um sistema elétrico, está diretamente ligado ao tipo de trabalho que ele realiza, como por exemplo uma lâmpada, qual é o trabalho que uma lâmpada tem que realizar num circuito? É de transformar energia elétrica em energia luminosa, desta forma, a Lâmpada que der ao meio maior energia luminosa é a que tem maior potência e assim por diante. 1) Potência Elétrica: No Sistema Internacional de Medidas, a unidade de medida de potência elétrica é Watts (W). O aparelho que mede a potência elétrica é o ................ Wattímetro.
A potência elétrica pode ser determada não só pelo Wattímetro, mas também pelo Amperímetro e pelo Voltímetro, através da relaçao abaixo: P = V.I Conhecendo a tensão sobre o componente (V) e a corrente (I) que atravessa esse componente, podemos calcular a potência que o componente está dissipando que é diferente da potência nominal que é aquela que vem impressa no componente. Ao comprarmos uma lâmpada, vem por exemplo impressa no seu bulbo (60 W/220V), essa potência é a potência nominal, que só será igual a potência dissipada se ligarmos essa Lâmpada numa tensão de 220 V. Exemplo do cálculo da corrente elétrica, conhencedo a potência e tensão
i (60W) = 60 / 220 = 272,73 mA i (180W) = 180 / 220 = 181,18 mA i (4400W) = 4400 / 220 = 20 A i (225W) = 225 / 220 = 1,022 A i (540W) = 540 / 220 = 2,454 A Corrente elétrica na fiação it = 0,27273 + 0,18118 + 20 + 1,022 + 2,45 it = 23,9259 A 2) Potência Mecânica: A potência mecânica é utilizada para mensurar as máquinas elétricas. As unidades de medidas da potência mecânica é .............. HP ou CV HP - Horse Power = 746 Watts CV - Cavalo a Vapor = 736 Watts 3) Energia Elétrica:
A energia elétrica está diremente ligado a relação de potência e tempo que o aparelho fica ligado, conforme a relação abaixo: E = P . T Para medição da energia elétrica, as concessionária utilizam a unidade de kWh, o utilizado para essa medição é o medidor de kWh, comumente chamado de relógio de medição. COMO LER O MEDIDOR DE kWh ANALÓGICO
A leitura, neste caso, é 3045 kWh. A diferença entre as leituras fornece o consumo mensal: 3045 kWh – 2614 kWh = 431 kWh Seu cálculo é feito conforme exemplo abaixo: Cálcule a energia elétrica gasta em um mês, por um chuveiro de 5400W, que fica ligado 20 min por dia. (tempo de um banho). sol: t = 20 min = 1/3 da hora E = 5400 x 1/3 E = 1800 Wh Transformando para kWh E = 1800 / 1000 = 1,8 kWh por dia E = 1,8 x 30 = 54 kWh por mês Para saber o valor em reais, basta pegar os 54 multiplicar pelo preço do kWh e pela alíquota do ICMS. Vamos reduzir o tempo do banho! Click para verificar maiores informações sobre tarifação 3.1) Energia Química É a energia fornecida pelas pilhas e baterias portáteis.
Seu cálculo é feito baseado na corrente elétrica que o aparelho consome e pelo tempo que ele fica ligado. Essa relação é dada por: E = A . h (Ampère.hora) Exemplo de cálculo: 1) Uma bateria automotiva de 60 Ah, alimenta um som de 150 W/12V, calcule o máximo tempo que esse som pode ficar ligado a essa bateria. sol: 60 Ah que dizer que se solicitarmos dessa bateria uma corrente elétrica de 60 A, ela ficará em funcionamento apenas 1 hora, se a corrente elétrica solicitada for de 30 A, seu tempo passa para 2 h e se a corrente elétrica solicitada passar para 120 A, seu tempo se reduz a 1/2 h, daí: Primeiramente devemos calcular a corrente elétrica que um autorádio de 150W/12V consome: I = P / V I = 150 / 12 I = 12,5 A Comparando com a bateria temos: 12,5 At = 60 Ah t = 60 Ah / 12,5 A t = 4,8 h = 4 horas + 0,8x60 min t = 4 horas e 48 min 2) Uma bateria automotiva de 60 Ah, alimenta uma carga que consome 10A, calcule o máximo tempo que esse som pode ficar ligado a essa bateria. sol: 10At = 60Ah t = (60Ah/10A) t = 6 h
(click sobre a figura acima, visite o fabricante e se informe melhor!) 4) Rendimento (n): É a relação entre potencia fornecida e potência útil. O rendimento é adimensional, ou seja, representa apenas um valor, não tem unidade. Um sistema que tem rendimento de 80% representa que de 100 % da potência recebida, 20% é perdida e 80% é transformada em trabalho. As maiores perdas de um sistema está através da energia calorífica, por efeito Joule. n(%) = (potência de entrada / potência de saída) x 100
5) Exercícios Propostos: MÓDULO 5 - CIRCUITOS RESISTIVOS
São circuito formados por associação de resistores, alimentados por uma fonte de tensão. 1) Divisor de Tensão (Associação em Série):
Características: a) A resistência equivalente é calculada somando-se o valor de cada resistor. b) A corrente elétrica total do circuito é a mesma que passsa em todos os resistores e é calculada por: It = Vfonte / Req c) A queda de tensão (U) em cada resistor é calcula por: U = R (resistor) x It A soma de todas as quedas de tensão tem que ser igual a tensão da fonte. EXEMPLO: Resistência Equivalente (Req) Req = 6 + 4 + 5 = 15 ohms Corrente Total (it) it = Vt/Req it = 30/15 it = 2 A (corrente elétrica que atravessa o Amperímetro) Queda de Tensão em Cada Resistor V = R x it V1 = 6 x 2 = 12 V V2 = 4 x 2 = 8 V V3 = 5 x 2 = 10 V Potência Dissipada em Cada Resistor P = V x it P(6 ohms) = 12 x 2 = 24 W P(4 ohms) = 8 x 2 = 16 W P(5 ohms) = 10 x 2 = 20 W Ptotal = 24 + 16 + 20 = 60 W Potência Dissipada pelo Circuito Pt = Vt x it Pt = 30 x 2 = 60 W A soma das potência de cada resistor é sempre igual a potência total do circuito. Observe que neste tipo de associação, os componentes associados sofrem uma queda de tensão. Quando associamos em série resistores iguais, a queda de tensão sobre eles será calculada dividindo a tensão da fonte, pelo número de resistores da associação. Quando os resistores forem diferentes, sobre o resistor de maior resistência terá a maior queda de tensão. Desta forma se ligarmos em série várias lâmpadas de 220V, numa fonte de 220V, sobre elas terá uma queda de tensão e não chegará nelas os 220V que elas necessitam, diminuindo assim o seu brilho, pois a potência dissipada não será a máxima. d) A potência dissipada em cada resistor é dada pela multiplicação da queda de tensão no resistor pela corrente elétrica do circuito.  2) Divisor de Corrente (Assossiação em Paralelo): Características: a) O inverso da resistência equivalente é calculado somando-se o inverso do valor de cada resistor. b) A corrente elétrica total do circuito é a soma das correntes elétricas que passsa em cada resistor e é calculada por: It = Vfonte / Req c) A tensão (U) em cada resistor é igual a tensão da fonte, não tem queda de tensão. Resistência Equivalente (Req) 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 1/Req = 1/6 + 1/4 + 1/5 multiplique 6x4x5=120, dai temos que: 20=120/6; 30=120/4; 24=120/5 1/Req = (20 + 30 + 24) / 120 1/Req = 74 / 120 Req = 120 / 74 Req = 1,6216 Ohms Cálculo da intensidade de corrente elétrica em cada resistor i = Vt / R i1 = 30 / 4 = 7,5 A i2 = 30 / 5 = 6,0 A i3 = 30 / 6 = 5,0 A Cálculo da Corrente total do Circuito it = 7,5 + 6,0 + 5,0 it = 18,5 A it = Vt / Req it = 30 / 1,6216 it = 18,5 A Potência Dissipada em Cada Resistor P = V. i P (4 ohms) = 30 x 7,5 = 225 W P (5 ohms) = 30 x 6,0 = 180 W P (6 ohms) = 30 x 5,0 = 150 W Potência Dissipada pelo Circuito Pt = Vt x itPt = 30 x 18,5 = 555 W Pt = 225 + 180 + 150 Pt = 555 W A soma das potência de cada resistor é sempre igual a potência total do circuito. Observe que neste tipo de associação, os componentes associados não sofrem queda de tensão. Quando associamos em paralelo resistores iguais, a corrente elétrica que os atravessa será a mesma e ser calculada dividindo a tensão da fonte pelo valor do resistor. Desta forma se ligarmos em paralelo várias lâmpadas de 220V, numa fonte de 220V, sobre elas não terá queda de tensão e o seu brilho não será diminuido, dando assim a sua potência máxima. d) A potência dissipada em cada resistor é dada pela multiplicação da tensão da fonte pela corrente elétrica que atravessa o resistor. 3) Configurações Estrela e Triângulo:
TRANSFORMAÇÕES:
EXEMPLO DE APLICAÇÃO: Considere uma associação em estrela, onde: R1 = 2 ohms R2 = 3 ohms R3 = 4 ohms Calcule os resistores na associação em triângulo: R12 = (2X3 + 2X4 + 3X4)/4 R12 = (6 + 8 + 12)/4 R12 = 26/4 = 6,5 ohms R13 = (2X3 + 2X4 + 3X4)/3 R13 = (6 + 8 + 12)/3 R13 = 26/3 = 8,667 ohms R23 = (2X3 + 2X4 + 3X4)/2 R23 = (6 + 8 + 12)/2 R23 = 26/2 = 13,0 ohms 4) Ponte de Wheastone:
A ponte de Wheatstone é um dispositivo
elétrico usado como medidor de resistências
elétricas. Foi inventado por Samuel
Hunter Christie em 1833,
porém foi Charles
Wheatstone quem ficou famoso com o invento, tendo-o
descrito 10 anos mais tarde. O circuito é composto por uma fonte de tensão, um galvanômetro e uma
rede de quatro resistores,
sendo 3 destes conhecidos. Para determinar a resistência
do resistor desconhecido os outros 3 são ajustados e
balanceados até que a corrente
elétrica no galvanômetro caia a zero. No circuito temos que: Rx:
é a resistência desconhecida a ser medida; R1
e R3:
são resistores cujos valores são conhecidos
e, R2:
é um potenciômetro. Se a razão entre as resistências no
ramo conhecido (R2/R1) é igual a razão entre as
resistências no ramo desconhecido (R3/Rx), então a
diferença de potencial entre os dois pontos centrais
será zero e nenhuma corrente fluirá entre estes
pontos. Neste caso, o voltímetro deverá
mostrar o valor zero (0V) e poderemos dizer que o circuito
está balanceado. EXEMPLO DE APLICAÇÃO: R1 = 2 ohms R2 = 4 ohms R3 = 10 ohms Calcule RX: R2/R1 = R3/RX 4/2 = 10 / RX invertendo, temos que: 2/4 = RX / 10 RX = 10 x 2/4 RX = 10 x 0,5 RX = 5 ohms 5) Exercícios Propostos: MÓDULO 6 - GERADORES DE TENSÃO
As associações de geradores, numa instalação elétrica se dá através de geradores químicos, ou seja, entre baterias automotivas afim de aumentar o nível de tensão ou a capacidade de corrente. No nosso dia-a-dia, utilizamos esse artificio as vezes sem notarmos, quanto por exemplo colocamos pilhas em lanternas, em controle remoto, em relógios e etc... . Em qualquer tipo de associação de geradores, é recomendável:
As associações de geradores podem ser feitas das seguintes formas. 1) Associação em Série:
A sua eficácia está em aumentarmos o nível de tensão, mas a capacidade de corrente (Ah) do conjunto permanece a mesma capacidade de uma bateria. A tensão final é calculada somando-se a tensão de todas as baterias. A construção desse tipo de associação se dá conectando pólos positivos com pólos negativos, no final teremos um pólo positivo e um pólo negativo. Caso não se observe isso, ocorrerá que uma bateria servirá como receptora, de maneira que a corrente elétrica das demais irá percorrê-la em sentido contrário, fazendo com que ela esquente e dai ferva o eletrólito. 2) Associação em Paralelo:
A sua eficácia está em aumentarmos a capacidade de corrente (Ah) do conjunto permanecendo o nível de tensão igual a de uma bateria. A capacidade corrente final é calculada somando-se a capacidade de corrente de cada bateria da associação. A construção desse tipo de associação se dá conectando pólos positivos com pólos positivos e pólos negativos com pólos negativos, no final teremos um pólo positivo e um pólo negativo. Caso não se observe isso, ocorrerá que uma bateria servirá como receptora, de maneira que a corrente elétrica das demais irá percorrê-la em sentido contrário, fazendo com que ela esquente e dai ferva o eletrólito. 3) Associação Mista:
A eficácia desse tipo de associação está em ajuntarmos o que há de bom na associação em série com que há de bom na associação em paralelo. Termos tensão alta e capacidade de corrente alta. Esse tipo de associação é normalmente utilizada em bancos de baterias que alimentam nobreaks, que são sistemas ininterrupto de energia utilizados normalmente em servidores de informática. 4) Máxima Transferência de Potência: A máxima transferência de potência se observa quando uma carga ocoplada na saída de um gerador, tem resistência igual a resistência interna do gerador. Clique aqui e saiba mais sobre proteção para circuitos em corrente contínua. RELACIONANDO TENSÃO, CORRENTE, RESISTÊNCIA E POTÊNCIA
5) Exercícios Propostos: módulos MÓDULO 7 - CIRCUITOS RESISTIVOS EM MALHAS FECHADAS
1) Definições: São circuitos, constituidos exclusivamente por componentes resistivos, como por exemplo resistores, e por um ou mais fontes de tensão DC. Os Teoremas e as Leis a seguir, nos nortearão para determinarmos os valores de corrente que irão circular num ambientes de malha fechada. Esses cálculos são úteis em circuitos eletrônicos e em sistemas de potência. 2) Lei de Kirchhoff para Correntes:
É também conhecida com a Primeira Lei de Kirchhoff ou Lei dos Nós, seu enunciado é: "A soma algébrica de todas as correntes elétricas que se dirigem para um nó, é igual a zero". Existe outro enunciado, que também é muito citado: "O somatório das correntes elétricas que chegam em um nó, é igual ao somatório das correntes elétricas que saem do nó". 3) Lei de Kirchhoff para Tensões: 3.1) Uma Malha Fechada
É também conhecida como Segunda Lei de Kirchhoff ou Regra das Malhas e diz: "Numa malha fechada, o somatório das quedas de tensão (R.I) é igual ao somatório das forças eletromotrizes (fontes de tensão)". O problema da Segunda Lei está que em primeiro lugar, devemos calcular a corrente em cada malha e é ai que entra a matemática. 5i + 4i = 30 - 12 9i = 18 i = 18/9 i = 2 A Somatório das Quedas de Tensão = 5x2 + 4x2 = 10 + 8 = 18 V Somatório das fontes de tensão = 30 + (-12)= 30 - 12 = 18 V Quando duas fontes estão ligadas pelo mesmo pólo, no caso (+) com (+), a tensão final será a subtração da tensão maior pela tensão menor. No caso do circuito acima, o sentido da corrente será dado pela fonte de 30 V.
No circuito acima temos que o somatório das fontes de tensão será = 30 + (-28 - 12 ) = 30 + (-40) = 30 - 40 = - 10 V Observe que agora, o somatórios das tensões menores, deu maior que a maior tensão, e o resultado deu um valor negativo, isso indica, que o sentido da corrente será dado de acordo com as fontes de 28 V e 12 V e não mais pela fonte de maior tensão. 3.2) Duas Malhas Fechadas
Procedimentos: O sentido que adotarmos para uma corrente deverá de ser o mesmo para todas as malhas. Se no final do cálculo, o sinal da corrente for negativo, indicar que naquela malha o sinal está em outro sentido. Calculando por Sistemas de Equações: Malha 1: i1.R1 + (i1-i2).R3 = E1 - E2 i1.(R1+R3) - i2.R3 = E1 - E2 Malha 2: (i2-R1).R3 + i2.R2 = E1 - E2 - i1.R3 + i2.(R3+R2) = E1 - E2 SISTEMAS DE EQUAÇÕES i1.(R1+R3) - i2.R3 = E1 - E2 -i1.R3 + i2.(R3+R2) = E1 - E2 3.3) Três Malhas Fechadas
Procedimentos Iremo utilizar a "Regra de Cramer", para tanto antes iremos no preparar: RESISTÊNCIAS PRÓPRIAS (RP): são resistências que só entram na malha. Malha 1: Malha 2: Malha 3: R1 + R2 = RP1 R2+R3+R4 = RP2 R4 + R5= RP3 RESISTÊNCIAS MÚTUAS (RM): são resistências que entram em mais de uma malha (tem sinal negativo). Malha 1 com Malha 2: - R2 Malha 1 com Malha 3: 0 Malha 2 com Malha 1: - R2 Malha 2 com Malha 3: - R4 Malha 3 com Malha 1: 0 Malha 3 com Malha 2: - R4 TENSÃO NAS MALHAS: Malha 1 = E1 Malha 2 = 0 Malha 3 = -E2 SINAL DA FONTE DE TENSÃO: Sempre que a corrente elétrica entrar pelo pólo positivo, o sinal da fonte será também positivo. Sempre que a corrente elétrica entrar pelo pólo negativo, o sinal da fonte será também negativo. FORMAÇÃO DA MATRIZ: É sempre uma matriz quadrada. O número de linhas e colunas é igual ao número de malhas, no caso do circuito, a ordem da matriz será de 3x3. (3 linhas e 3 colunas). Cálculo de "i1":
i1 = ________________ =
Cálculo de "i2": A matriz denominador é igual para todas as correntes. Na matriz numerador, a matriz tensão vai mudando de coluna: Para a malha 2, a formação da matriz numerador tem o seguinte procedimento: repete-se a 1ª coluna da matriz denominador e troca a 2ª segunda coluna pela matriz tensão e repete a 3ª coluna da matriz denominador. Cálculo de "i3": A matriz denominador é igual para todas as correntes. Na matriz numerador, a matriz tensão vai mudando de coluna: Para a malha 3, a formação da matriz numerador tem o seguinte procedimento: repete-se a 1ª coluna da matriz denominador, repete-se a 2ª coluna da matriz denominador e troca a 3ª segunda coluna pela matriz tensão. Para finalizar, calcula-se o DETERMINANTE das matrizes numerador e denominador e dividi os resultados. Se a corrente da malha der negativo, indica apenas que o sentido que voce arbitrou está errado mas o módulo continua o mesmo. CONCLUSÃO:Observe que as Leis de Kirchhoff nos fornecem apenas o valor das correntes, mas não nos informa qual é contribuição de cada fonte de tensão na intensidade de cada corrente. É interessante que saibamos dessa contribuição, pois se um gerador queima ou entre em curto, teremos que tomar providências. 4) Teorema da Superposição: Esse Teorema, tem os mesmos objetivos da Segunda Lei de Kirchhoff, só diferencia pelo método. O método utilizado, nos permite verificarmos a contribuição de cada fonte na formação da intensidade de cada corrente e assim verificarmos o efeito de cada fonte na malha. PROCEDIMENTOS PARA O CÁLCULO DAS CORRENTES. Iremos tomar como base, o circuito para três malhas Procedimento 1 Elimina-se uma fonte (curto-circuita) e calcula as correntes pela fonte que ficou, por exemplo, elimina "E1" e fica "E2". Calcula-se i1' , i2' e i3' pela regra de cramer
Procedimento 2 Elimina-se uma fonte (curto-circuita) e calcula as correntes pela fonte que ficou, por exemplo, elimina "E2" e fica "E1". Calcula-se i1'' , i2'' e i3'' pela regra de cramer
A corrente das malhas ficará: i1 = i1' + i1" i2 = i2' + i2" A quantidade de correntes a ser calculadas, dependerá da quantidade de fontes de tensão. Para cada fonte de tensão eliminada, uma corrente deverá de ser calculada. Se o circuito acima tivesse uma fonte E3, a corrente de cada malha seria i = i' + i" + i'" 5) Teorema de Thevenin: Esse Teorema é interessante, pois ele nos permite resumir todo um circuito elétrico em apenas uma resistência (RESISTÊNCIA DE THEVENIN) que é a resistência interna da fonte e uma fonte de tensão (TENSÃO DE THEVENIN), esses cálculos que baseiam numa dada referência. Esse Teorema é importante, a medida que nos permite conhecer a CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO (Icc) e com isso podemos definir o melhor tipo de proteção. 6) Teorema de Norton: É parecido com o Teorema de Thevenin, só que ao invés de nos dar uma fonte de tensão, nos dá uma fonte de corrente (CORRENTE DE NORTON). 7) Exercícios Propostos:
MÓDULO 8 - CIRCUITOS CAPACITIVOS EM DC
Para Aprofundar o seus Conhecimentos sobre Capacitores, cliqui AQUI. 1) Fundamentos: O capacitor é um componente elétrico que tem como princícpio de funcionamento, o campo elétrico. Então surge uma pergunta, "Como o capacitor de comporta quando ligados a fonte que não tem frequência?" Essa pergunta, iremos responder a medida que devermos os nossos estudos. 2) Capacitância (C): É a capacidade que o capacitor tem em armazenar cargas elétricas. A unidade de medida da capacitância no Sistema Internacional de Medidas é o FARAD (F). O aparelho que mede capacitância é o ......................... CAPACÍMETRO
CLIQUE SOBRE A FIGURA E VISITE UM FABRICANTE DE APARELHOS DE MEDIÇÃO. 3) Polarização: Comercialmente, os capacitores podem ser: POLARIZADOS: Tem polos fixos + e - , que vem impressos em seu corpo. Só podem ser ligados em fontes de tensão polarizadas (corrente contínua). NÃO-POLARIZADOS: não tem polaridades, podem ser ligados em fontes de tensão contínua e/ou alternada. 4) Capacitores Fixos e Variáveis: Os capacitores se apresentam em dois tipos: FIXOS: já vem com a capacitância impressa no aparelho VARIÁVEIS: Através de canoplas, a sua capacitância poder variada, esse tipos de capacitor é chamado de TRIMMERS. 5) Associação de Capacitores: Assim como os resistores, os capacitores também podem ser assoaciados, com a finalidade de se alterar a capacitância do circuito. ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE: Calcula-se CAPACITÂNCIA EQUIVALENTE em SÉRIE da mesma forma que se calcula RESISTÊNCIA EM PARALELO. 1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 ASSOCIAÇÃO EM PARALELO: Calcula-se CAPACITÂNCIA EQUIVALENTE EM PARALELO da mesma forma que se calcula RESISTÊNCIA EM SÉRIE. Ceq = C1 + C2 + C3 Para um estudo complemetar sobre os capacitores, cliqu AQUI. 6) Circuito RC de Temporização: Considere o circuito abaixo:
Considere inicialmente a chave "Ch" aberta e o capacitor totalmente descarregado. Num tempo = 0 segundos, chegamos a chave "Ch", neste momento irá atravessar pelo circuito uma corrente elétrica de intensidade "i". Como o capacitor inicialmente está descarregado, ela começará a carregar o capacitor e por esse motivo, a limitação dessa corrente é dado pelo resistor, inicialmente o capacitor é um curto-circuito; i = Vcc / R Desta forma, inicialmente, toda a tensão da fonte "Vcc" estará sobre o resistor, e sobre o capacitor teremos uma tensão igual "0". Com o passar do tempo, o capacitor irá se carregar e começerá aparecere tensão entre os seus bornes e como a tensão do resistor mais a tensão sobre o capacitor é igual a tensão da fonte, teremos que a medida que a tensão sobre o capacitor aumenta, a tensão sobre o resistor diminiu. Essa condição é chamado REGIME TRANSITÓRIO. Quando o capacitor estiver totalmente carregado, a tensão nos seus bornes será igual a tensão da fonte "Vcc" e a tensão sobre o resistor será igual a "0". Desta forma, a corrente elétrica no circuito ser igual a "0". Essa condição é chamado REGIME PERMANENTE. O tempo que vai desde do REGIME TRANSITÓRIO até o REGIME PERMANENTE é chamado de TEMPO DE CARGA DO CAPACITOR e é calculado por: t = 5 x R x C [s] O produto "RC" é chamado de CONSTANTE DE TEMPO e é representado pela letra grega chamada de "tal".
O tempo que o capacitor leva para se carregar totalmente é de CINCO CONSTANTE DE TEMPO. (5xtal). CÁLCULO DA TENSÃO NO TEMPO O cálculo da tensão no tempo sobre o resistor é dado pela expressão matemática abaixo:
O cálculo da tensão no tempo sobre o capacitor é dado pela expressão matemática abaixo:
Nas expressões
acima, "q/C" e "i.R" representam a variação das
tensões no tempo "v(t)" e " 7) Aplicações do Circuito RC: Considere o circuito abaixo e complete a tabela:
considere "e = 2,721" Para completar a tabela acima, utilizamos para o cálculo da tensão "Vr" a expressão (1) e para calcular a tensão (Vc) utilizamos a expressão (2). CONCLUSÕES: 1. A medida que o tempo "t" aumenta, a tensão no sobre o resistor diminui e a tensão sobre o capacitor aumenta, isso prova que o capacitor está se carregando. 2. A medida que o capacitor vai se carregando e a tensão sobre o resistor vai diminuindo, prova que a intensidade da corrente no circuito vai diminuindo. 3. Quando atingimos o "REGIME PERMANENTE", após 5 4. Desta forma, podemos afirmar sem sombra de dúvida, que quando ligamos um capacitor numa fonte de corrente contínua, em regime permanente o circuito fica aberto sem corrente circulando. 5. O circuito acima é utilizado como CIRCUITO TEMPORIZADOR, onde através da relação entre capacitor e resistor, podemo temporizar o acionamento de uma carga. Se no circuito acima, colocássemos uma carga sobre o capacitor, ela demoraria "250 segundos" para ser acionada, ter sobre ela os 20V.
8) Exercícios Propostos:
MÓDULO 9 - CIRCUITOS INDUTIVOS EM DC
1) Princípios do Eletromagnetismo Parte da física que estuda as propriedades elétricas e
magnéticas da matéria, em particular as relações estabelecidas entre elas.
Conta
uma lenda grega que o pastor Magnes se surpreendeu ao ver como a bola
de ferro de seu bastão era atraída por uma pedra
misteriosa, o âmbar (em grego, elektron). A
história demonstra como é antigo o interesse pelos
fenômenos eletromagnéticos. Denomina-se eletromagnetismo a disciplina científica que
estuda as propriedades elétricas e magnéticas da matéria e, em especial, as
relações que se estabelecem entre elas. Histórico. A existência de forças naturais de origem
elétrica e magnética fora observada em contextos históricos independentes, mas
só na primeira metade do século XIX um grupo de pesquisadores conseguiu unificar
os dois campos de estudo e assentar os alicerces de uma nova concepção da
estrutura física dos corpos. No final do século XVIII Charles-Augustin de Coulomb e Henry Cavendish haviam determinado as leis empíricas que regiam o comportamento das substâncias eletricamente carregadas e o dos ímãs. Embora a similaridade entre
as características dos dois fenômenos indicasse uma possível relação entre eles,
só em 1820 se obteve prova experimental dessa relação, quando o dinamarquês Hans
Christian Oersted, ao aproximar uma bússola de um fio de arame que unia os dois
pólos de uma pilha elétrica, descobriu que a agulha imantada da bússola deixava
de apontar para o norte, orientando-se para uma direção perpendicular ao
arame. Pouco depois, André-Marie Ampère demonstrou que duas
correntes elétricas exerciam mútua influência quando circulavam através de fios
próximos um do outro. Apesar disso, até a publicação, ao longo do século XIX,
dos trabalhos do inglês Michael Faraday e do escocês James Clerk Maxwell, o
eletromagnetismo não foi - nem começou a ser - considerado um autêntico ramo da
física. Variáveis e magnitudes. Os fenômenos eletromagnéticos são produzidos por cargas elétricas em movimento. A carga elétrica, assim como a massa, é uma qualidade intrínseca da matéria e apresenta a particularidade de existir em duas variedades, convencionalmente denominadas positiva e negativa. A
unidade elementar da carga é o elétron, partícula atômica de sinal negativo,
embora sua magnitude não resulte em entidade suficiente para cálculos
macroscópicos normais. Como unidade usual de carga usa-se então o Coulomb; o
valor da carga de um elétron equivale a 1,60 x 10-19 coulombs. Duas cargas elétricas de mesmo sinal se repelem, e quando de sinais contrários se atraem. A força destas interações é diretamente proporcional a sua quantidade de carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Para explicar a existência dessas forças adotou-se a noção de campo elétrico criado em torno de uma carga, de modo que a força elétrica que vai atuar sobre outra carga distanciada da primeira corresponde ao produto da quantidade de carga desta primeira por uma grandeza chamada intensidade de campo elétrico. A energia que este campo transmite à unidade de
carga chama-se potencial elétrico e geralmente se mede em volts. Uma das variáveis magnéticas fundamentais é a indução magnética, intimamente relacionada com a intensidade do campo magnético. Indução Magnética Representa a força magnética exercida sobre um corpo por unidade de carga elétrica e de velocidade. Unidade de Indução Magnética É o tesla, que equivale a um weber por metro quadrado; o weber é uma medida de fluxo magnético (grandeza que reflete a densidade dos campos magnéticos). Tanto a intensidade de
campo elétrico e magnético quanto a indução magnética apresentam um caráter
vetorial e, por conseguinte, para descrevê-las adequadamente devem-se definir,
para cada uma, sua magnitude, direção e sentido. Por correlacionar a eletricidade e o magnetismo, adquiriu função especial no campo da física a noção de corrente elétrica, entendida como a circulação de cargas livres ao longo de um material condutor. Sua magnitude é determinada pela intensidade da corrente, que é a quantidade de cargas elétricas livres que circulam pelo condutor em um tempo determinado. Chama-se ampère a unidade de intensidade de corrente resultante da passagem em um condutor de um Coulomb de carga durante um segundo. Essa unidade tornou-se a mais importante do ponto de
vista eletromagnético, levando o sistema internacional de unidades a ter a
notação MKSA: metro, quilograma, segundo, ampère. Indução eletromagnética. No decorrer do século XIX, as
experiências de Örsted e Ampère demonstraram a influência que as correntes
elétricas exercem sobre os materiais imantados, enquanto Faraday e Joseph Henry
determinaram a natureza das correntes elétricas induzidas por campos magnéticos
variáveis no espaço. Os resultados de suas pesquisas, fundamento da indução eletromagnética, constituem a base do eletromagnetismo. Outros postulados enunciam a existência de dois pólos elétricos, positivo e negativo, independentes e separados, e de dois pólos magnéticos inseparáveis de nomes diferentes (norte e sul). Ampère, estimulado pelas descobertas de Örsted, aprofundou-se na pesquisa das forças magnéticas provocadas nas proximidades de uma corrente elétrica e demonstrou que esses impulsos se incrementam na razão direta da corrente e na razão inversa da distância ao fio pelo qual ela circula. Comprovou, além disso, que as forças induzidas estão em grande medida
condicionadas pela orientação do fio condutor. Ao aproximar-se um ímã de uma pilha elétrica observa-se uma variação em sua força eletromotriz, que é a medida da energia fornecida a partir de cada unidade de carga elétrica nela contida. Essa alteração é interrompida quando se imobiliza o ímã, e adquire sinal contrário quando este é afastado. Deduz-se daí que os campos magnéticos produzem correntes elétricas em um
circuito e que o sentido de seu fluxo tende a compensar a perturbação exterior,
com a indução simultânea de um campo magnético oposto ao inicial. Analogamente, uma corrente elétrica que circula em um condutor gera um campo magnético associado que, como efeito derivado, induz no condutor uma corrente de sentido contrário ao da inicial. Esse fenômeno é conhecido como auto-indução, e a relação entre o campo magnético e a intensidade da corrente induzida por ele é fornecida por um coeficiente denominado indutância, que depende das características físicas e geométricas do material condutor. A unidade de medida de indução é o Henry, definido como a grandeza
gerada entre dois circuitos dispostos de forma tal que quando num deles a
intensidade varia em um ampère por segundo seja induzida no outro uma força
eletromotriz de um Volt. Interpretação do Eletromagnetismo. Desde o advento das idéias inovadoras de Isaac Newton, estabeleceu-se uma interpretação causal do universo segundo a qual todo efeito observado obedeceria a forças exercidas por objetos situados a certa distância. Nesse contexto histórico nasceu a teoria
eletromagnética, segundo a qual as atrações e repulsões elétricas e magnéticas
resultavam da ação de corpos distantes. Era preciso, pois, encontrar a verdadeira causa final dessas forças, buscando-se uma analogia com a massa gravitacional de Newton e, simultaneamente, explicar de forma rigorosa os mecanismos de interação eletromagnética entre os corpos. Coube a Ampère, a partir de seus trabalhos sobre correntes elétricas, expor a teoria da existência de partículas elétricas elementares que, ao se deslocar no interior das substâncias, causariam também os efeitos magnéticos. No entanto, em suas experiências, ele não conseguiu
encontrar essas partículas. Por outro lado, Faraday introduziu a noção de campo, que teve logo grande aceitação e constituiu um marco no desenvolvimento da física moderna. Concebeu o espaço como cheio de linhas de força correntes invisíveis de energia que governavam o movimento dos corpos e eram criadas pela própria presença dos objetos. Assim, uma carga elétrica móvel produz perturbações eletromagnéticas a seu redor, de modo que qualquer outra carga próxima detecta sua presença por meio das linhas do campo. Esse conceito foi desenvolvido
matematicamente pelo britânico James Clerk Maxwell, e a força de seus argumentos
acabou com a da idéia de forças que agiam sob controle remoto, vigente em sua
época. Os múltiplos trabalhos teóricos sobre o eletromagnetismo culminaram em 1897, quando Sir Joseph John Thomson descobriu o elétron, cuja existência foi deduzida do desvio dos raios catódicos na presença de um campo elétrico. A natureza do eletromagnetismo foi confirmada ao se determinar a
origem das forças magnéticas no movimento orbital dos elétrons ao redor dos
núcleos dos átomos. Ondas eletromagnéticas. O conceito de onda eletromagnética,
apresentado por Maxwell em 1864 e confirmado experimentalmente por Heinrich
Hertz em 1886, é utilizado para demonstrar a natureza eletromagnética da
luz. Quando uma carga elétrica se desloca no espaço, a ela se associam um campo elétrico e outro magnético, interdependentes e com linhas de força perpendiculares entre si. O resultado desse conjunto é uma onda eletromagnética que emerge da partícula e, em condições ideais isto é, sem a intervenção de qualquer fator de perturbação - se move a uma velocidade de 299.793km/s, em forma de radiação luminosa. A energia transportada pela onda é
proporcional à intensidade dos campos elétrico e magnético da partícula emissora
e fixa as diferentes freqüências do espectro eletromagnético. Aplicações. A teoria eletromagnética é muito usada na construção de geradores de energia elétrica, dentre estes destacam-se os alternadores ou geradores de corrente alternada, que propiciam maior rendimento que os de corrente contínua por não sofrerem perdas mediante atrito. A base do alternador é o eletroímã, núcleo em geral de ferro doce e em torno do qual se enrola um fio condutor revestido de cobertura isolante. O dispositivo gira a grande velocidade, de modo que os pólos magnéticos mudam de sentido e induzem correntes elétricas que se invertem a cada instante. Com isso, as cargas circulam várias vezes pela mesma seção do condutor. Os eletroímãs também são utilizados na fabricação de elevadores e instrumentos cirúrgicos e terapêuticos. Seu uso abrange diversos campos industriais, uma vez que os campos que geram
podem mudar de direção e de intensidade 2) Indutor e Indutância Indutância (símbolo L) medida em "henry" cujo símbolo é H, significa a propriedade de um circuito elétrico, ou dois circuitos vizinhos, que determina a força eletromotriz que é induzida num dos circuitos por uma determinada variação de corrente elétrica no outro.
onde Auto-indutância é a propriedade de um condutor de gerar uma força eletromotriz sobre ele próprio quando submetido à uma corrente elétrica variável. No caso, ele gera uma força eletromotriz no sentido contrário à variação de corrente à qual ele está submetido, ou seja, ele tende a manter o fluxo de campo magnético. 
onde Indutor Simbologia
Conceito É um dispositivo elétrico passivo que armazena energia na forma de campo magnético, normalmente combinando o efeito de vários loops da corrente elétrica. O indutor pode ser utilizado em circuitos como um filtro passa baixa, rejeitando as altas freqüências. Construção
Um indutor é geralmente construído como uma bobina de material condutor, por exemplo, fio de cobre. Um núcleo de material ferromagnético aumenta a indutância concentrando as linhas de força de campo magnético que fluem pelo interior das espiras. Indutores podem ser construídos em circuitos integrados utilizando o mesmo processo que é usados em chips de computador. Nesses casos, normalmente o alumínio é utilizado como material condutor. Porém, é raro a construção de indutores em CI's; eles são volumosos em uma pequena escala, e praticamente restritos, sendo muito mais comum o uso de um circuito chamado "gyrator", que utiliza um capacitor comportando-se como se fosse um indutor. Pequenos indutores usados para freqüências muito altas são algumas vezes feitos com um fio passando através de um cilindro de ferrite. Para Complementar seus Estudos, Clique AQUI. 3) Indutores Fixos e Variáveis INDUTORES FIXOS  
Conheça mais Sobre os Indutores Fixos, Clique AQUI. INDUTORES VARIÁVEIS
São indutores, que tem seu núcleo variável, conforme mostra a figura acima. São utilizados em circuitos de frequencia intermediária (FI), são chamados de bobianas de FI.
Conheça mais Sobre Tipos de INDUTORES FIXOS, Clique AQUI. 4) Associação de Indutores Os indutores podem ser associados em SÉRIE
PARALELO
Associação de Alto-Falantes Em alguns casos utilizamos mais de um alto-falante em um mesmo canal de um amplificador ou rádio. Isto muitas vezes pode afetar o bom funcionamento do equipamento. Um equipamento pode ser afetado, se tiver conectado a sua saída, uma impedância menor do que a suportada por ele. Podemos explicar este fenômeno através de uma simples análise da 2ª Lei de Ohm: V=R.I ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE 
A associação em série é muito utilizada no meio de áudio
em geral, pois muitas vezes não possuímos equipamentos capazes de suportar
baixos valores de impedância, o que nos faz utilizar uma associação em
série. Ztotal = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + ...... + Zn ASSOCIAÇÃO EM PARALELO
A associação em paralelo é muito utilizada em casos onde
se pode aplicar um baixo valor de impedância, pois com isso pode-se tirar um
melhor aproveitamento do aparelho. Quanto menor for a impedância, maior será a
potência fornecida pelo aparelho. Vale observar que todos equipamentos possuem
um limite, e isto deve ser respeitado. 
CONCLUSÃO: Associação de altofalantes é igual a associação de resistências. Conheça mais Sobre AltoFalantes, Clique AQUI. 5) Relé Eletromecânico
Conheça mais Sobre Tipos de RELÉS, Clique AQUI. 6) Exercícios Propostos |
| Professor e Engº Eletricista Moisés Carneiro da Silva - CREA-DF 8219/D - (61) 9551- 4466 |
..................................................................... (1)
" representa a tensão total da
fonte "Vcc".
representa o fluxo magnético
= taxa de variação da corrente com o tempo; L = (Auto)-indutância; E = Força
eletromotriz
