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Componentes e Dispositivos Elétricos
Aluno: Victor Portavales SilvaProfessor: Jorge Luiz do NascimentoDisciplina: Introdução à Engenharia ElétricaUFRJ, 27/8/2007
Índice:
Grandezas Elétricas...............................................................................2
Corrente Alternada e Corrente Contínua...............................................5
Componentes Elétricos..........................................................................6
Dispositivos Elétricos...........................................................................10
Bibliografia...........................................................................................12
Grandezas Elétricas:As grandezas elétricas foram criadas para que se possa estudar e analisar
com mais facilidade acontecimentos de cunho físico. Sendo assim, o ramo
Eletricidade, dentro de física, estuda o movimento dos elétrons em um condutor e
suas conseqüências, como por exemplo a geração de um campo elétrico, ou a
transmissão de energia entre dois pontos, dentre outras atividades.
As quatro grandezas principais em eletricidade são: corrente, tensão,
resistência e potência. Comecemos então a defini-las:
Corrente Elétrica:
Por definição, a Corrente Elétrica mede o fluxo de elétrons que passa pela
seção reta de um condutor em um determinado tempo. Sua unidade é o
Ampére(A), e foi atribuída a letra I para designá-la.
Como o conceito de Corrente Elétrica é muito antigo, ficou definido que o
sentido da corrente elétrica é sempre do pólo positivo para o pólo negativo, já que
naquela época acreditava-se que os portadores de carga possuíam carga
negativa, porém, com os avanços da ciência e a descoberta do elétron passamos
a saber que na verdade os portadores possuem carga negativa, como pode ser
visto na figura abaixo:
A imagem mostra o fluxo ordenado de elétrons e apresenta o sentido da corrente, que é sempre
contrário ao do fluxo de elétrons.
Tensão:
Tensão e diferença de potencial designam exatamente o mesmo
acontecimento, ou seja, a diferença de potencial elétrico entre duas cargas. Sua
unidade é o Volt(V) e a letra que a designa é a letra U.
Para explicar o que é tensão comumente utiliza-se uma analogia à pressão
hidráulica entre dois pontos de um sistema. Quanto maior a pressão hidráulica
maior será o fluxo de líquido entre os dois pontos. E assim também é com a
tensão em relação à corrente.
Caixa d’água, uma analogia que facilita o entendimento do conceito de tensão.
Resistência:
A resistência elétrica é a capacidade um material a se opor à corrente
elétrica. Ou seja, quanto maior a resistência de um material, menor será a corrente
que o atravessa, quando se tem uma tensão fixa. Sua unidade é o Ohm(Ω) e a
letra correspondente a ela é o R.
Resistor, uma aplicação prática do conceito de resistência em sistemas elétricos.
Potência:
Potência Elétrica é a quantidade de energia concedida por uma fonte em
um determinado período de tempo. A unidade da potência no sistema
internacional de medidas é o Watt(W), e a letra para designar potência é o P.
Há outras grandezas elétricas importantes, porém essas as principais e
mais comumente utilizadas.
Corrente Alternada e Corrente Contínua:
O estudo de eletricidade no passado se concentrava basicamente na
análise da corrente contínua. A criação da pilha de Volta, em 1800, foi um grande
marco no estudo da geração de eletricidade, e foi a base para todas as pilhas e
baterias atuais.
A corrente alternada só recebeu a devida atenção quando houve a
necessidade de se transmitir eletricidade por longas distâncias. Além disso, a
corrente alternada também possui a vantagem de ser de mais fácil fabricação. O
que foi um fator decisivo na escolha dela para ser empregada nos sistemas
elétricos urbanos.
Enquanto a corrente contínua(DC) consiste em um fluxo constante de
elétrons por um condutor, a corrente alternada(AC), é na verdade o movimento
dos elétrons em sentidos diferentes com o decorrer do tempo. Na prática é como
se os elétrons fossem em um sentido, parassem, e voltassem.
Para entender melhor como isso funciona basta entender bem como a
corrente alternada é fabricada. O que se faz é utilizar o giro de um ímã para criar
fluxo de elétrons em um fio condutor através da variação de campo magnético.
Quando o pólo positivo do ímã está próximo ao condutor os elétrons são atraídos
por ele, indo em um sentido. Entretanto, quando o ímã gira os elétrons são
repelidos pelo pólo negativo, indo então no sentido contrário.
O gráfico tempo x corrente, da corrente alternada, mostra que em certos
momentos a corrente se torna negativa, ou seja, tem seu sentido alterado.
A imagem mostra alguns exemplos de gráficos tempo x corrente. Respectivamente:
senóide, onda quadrada, onda triangular e dente de serra.
Componentes Elétricos:
Resistor:
Resistores são os dispositivos eletrônicos mais básicos. Sua função em um
circuito geralmente é a de diminuir a tensão ou a corrente aplicadas em cima de
outro componente, porém eles podem ser utilizados em algumas outras funções.
Varistor:
Ao contrário dos resistores, que possuem resistência fixa para quaisquer
tensões ou correntes aplicadas sobre eles, a resistência dos varistores varia
conforme a tensão aplicada sobre eles. Quanto maior a tensão aplicada sobre um
varistor menor será sua resistência elétrica.
Capacitor:
Esse tipo de componente possui a característica de armazenar energia em
forma de campo elétrico, quando é aplicada sobre ele uma tensão. Isso ocorre
devido à construção física dos capacitores. Eles possuem 2 condutores separados
por uma substância dielétrica, que impede que haja corrente dentro do capacitor,
mas permite que se acumule um desequilíbrio de cargas em seus terminais.
Transformador:
Transformadores são componentes construídos a partir de duas bobinas
unidas por um núcleo de ferrite. Eles utilizam o principio da indução
eletromagnética para diminuir ou aumentar uma dada tensão alternada.
Diodo:
Diodos são componentes criados a partir de semicondutores. Sua principal
característica é permitir a passagem de corrente em apenas um sentido, ou seja,
em apenas uma polarização. Sendo assim, eles são utilizados para retificar sinais
alternados, tornando-os contínuos pulsantes.
Transistor:
Transistores são mais um tipo de componente fabricado com
semicondutores. Nesse caso a função principal é a de amplificação e
chaveamento de um dado sinal. Transistores são divididos entre PNP’s e NPN’s,
que são os modos de construção do componente.
Dispositivos Elétricos:
Fontes:Em eletricidade fontes elétricas são dispositivos capazes de fornecer corrente elétrica a uma carga. São exemplos de fontes: pilhas, baterias, rede elétrica residencial, usinas, etc.
Exemplos de Fontes:
Pilhas Bateria
Esquema de uma Usina Hidrelétrica
Cargas:Cargas são dispositivos elétricos capazes de consumir energia. São
exemplos de cargas: resistores, aparelhos elétricos e eletrônicos, motores, etc.
Exemplos de Cargas:
Resistor Televisão
Bibliografia:
BAZZO, Walter A.; TEIXEIRA, LuizIntrodução á Engenharia: Conceitos, Ferramentas e Comportamentos.Florianópolis: Editora da UFSC, 2006. 270 p.
MALVINO, Albert P.Princípios de Electrônica, vol I e IISão Paulo: McGraw-hill, 2000. 523p.
http://images.google.com/ (Google Imagens; 15:16 de 19/8/2007)http://wikipedia.org/ (Wikipédia, a Enciclopédia Livre; 16:03 de 19/8/2007)
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