Introdução à corrente contínua

Corrente

contínuaMódulo 1

Eletricidade e Eletrónica

Prof. Vítor Folgado

4.1 Sentido real e sentido

convencional

Sentido real: do

potencial mais baixo

para o mais alto.

Sentido

convencional: do

potencial mais alto

para o mais baixo.

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4.2. Gerador de corrente

contínua

Para manter a corrente constante existe o

gerador elétrico (ex: pilha, dínamo).

Então, o gerador mantém constante a

diferença de potencial aos seus terminais.

A força eletromotriz do gerador é a

responsável por deslocar internamente as

cargas elétricas de forma a manter

constante a diferença de potencial.

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4.2. Gerador de corrente

contínua (cont.)

Símbolos elétricos:

G

+

E

-

+

E

-

Gerador: a) Eletrodinâmico b) Eletroquímico

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7. Circuito elétricoÉ um conjunto de elementos que formam um percurso

fechado onde se faz passar a corrente elétrica.

Os elementos que podem constituir um circuito elétrico

são:

Fontes de alimentação ou geradores

Condutores e isoladores elétricos

Aparelhos de proteção

Aparelhos de corte e comando

Aparelhos de medição e contagem

Aparelhos de regulação

Recetores elétricos

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7. Circuito elétrico (cont.)

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7.2.1. Gerador Dispositivo que mantém constante a tensão

elétrica aos seus terminais.

Existem: Geradores eletrodinâmicos

Dínamos: gera corrente contínua; Alternadores: gera corrente alternada.

Geradores eletroquímicos Pilhas Carregáveis

Não carregáveis

Baterias de acumuladores Ácidas

Alcalinas

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7.2.1. Gerador (cont.)

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Para além dos geradores, os circuitos podem ser alimentados por fontes de alimentação.

Fonte de alimentação é um dispositivo eletrónico que converte corrente alternada em corrente contínua. Fonte de alimentação de laboratório

7.2.2. Condutores e isoladores

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O condutor elétrico estabelece a ligação entre os diferentes elementos de um circuito elétrico. Este deverá ter uma baixa resistência.

O isolador tem como função isolar eletricamente um material condutor de outro corpo qualquer para que não ocorram curtos.

Condutores elétricos isolados

7.2.3. Aparelhos de proteção

Destinam-se a impedir ou limitar os efeitos

perigosos ou prejudiciais da energia elétrica.

Protege não só a instalação elétrica mas

também as pessoas.

Os principais aparelhos de proteção são:

Corta-circuitos fusíveis

Disjuntores

Interruptores diferenciais

Relés térmicos

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7.2.3. Aparelhos de proteção

(cont.)

Num circuito elétrico, podem ocorrer os

seguintes defeitos:

Sobrecargas

Curto-circuitos

Fugas de corrente

Sobretensões

Subtensões

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7.2.3. Aparelhos de proteção

(cont.)

Sobrecarga: consiste num aumento de corrente num recetor ou numa instalação elétrica, superior ao valor normal, durante um período relativamente longo.

Curto-circuito: consiste num contacto acidental entre os condutores positivo e negativo (em CC) ou entre a fase e o neutro (em CA) ou entre 2 ou mais fases (sistema trifásico). Leva a um aumento muito acentuado e brusco da corrente, produzindo efeitos mais prejudiciais do que os da sobrecarga.

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7.2.3. Aparelhos de proteção

(cont.)

Fuga de corrente: fluxo de corrente

anormal ou indesejada num circuito

elétrico devido a uma fuga (geralmente

um curto-circuito ou um caminho

anormal de baixa impedância).

Sobretensões: são subidas bruscas de

tensão. São causadas, quase sempre, por

descargas elétricas, de origem

atmosférica, sobre as linhas elétricas.

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7.2.4. Aparelhos de comando

Permitem ligar ou desligar um circuito

elétrico a partir de um ou mais locais.

Os mais usuais são:

Interruptor

Comutador de lustre

Comutador de escada

Contactor

Automático de escada

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7.2.5. Aparelhos de medição

e contagem

Utilizam-se para controlar ou mesmo registar os valores das grandezas elétricas.

Aparelhos de medição mais vulgares: Voltímetro: mede a tensão elétrica e é ligado

em paralelo ao elemento;

Amperímetro: mede a intensidade da corrente elétrica e é ligado em série com o elemento;

Wattímetro: mede a potência elétrica;

Multímetro: pode medir várias grandezas mas uma de cada vez;

Contador de energia: mede a energia elétrica consumida uma instalação.

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7.2.6. Aparelhos de regulação

Permitem variar ou regular as grandezas

para valores predeterminados (ex:

potenciómetro, reóstato).

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Potenciómetro Reóstato

7.2.7. Recetores Um recetor elétrico é um aparelho que transforma

a energia elétrica em outra forma de energia,

Existem diferentes tipos: Recetores de aquecimento: energia elétrica em

calorífica (ex: irradiadores, ferros de engomar, torradeiras);

Recetores de iluminação: energia elétrica em luminosa (ex: lâmpadas de incandescência, fluorescentes, led);

Recetores de força-motriz: energia elétrica em mecânica (ex: motores);

Recetor eletroquímicos: energia elétrica em química (ex: acumuladores, cubas de eletrólise).

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8. Lei de Ohm A resistência elétrica de um recetor resistivo e

linear é igual ao quociente entre a tensão elétrica aplicada e a intensidade de corrente que o percorre.

R – resistência elétrica (Ω)

U – tensão elétrica aos terminais da resistência (V)

I – intensidade de corrente elétrica que percorre a resistência (A)

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8. Lei de Ohm (cont.)

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Conhecendo o valor de R, podemos calcular os valores de I para diferentes valores de U ou podemos calcular os valores de U para diferente valores de I.

8. Lei de Ohm (cont.)

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U I R

3 0,03 100

6 0,06 100

9 0,09 100

12 0,12 100

15 0,15 100

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0 2 4 6 8 10 12 14 16

9.1. Tipos de geradores

Eletrodinâmicos: transforma energia

mecânica em energia elétrica (ex:

dínamo, alternador).

Eletroquímicos: transforma energia

química em energia elétrica (ex: pilhas).

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9.2. Força eletromotriz do

gerador

Como já vimos é a força que mantém

constante a tensão elétrica aos terminais

do gerador.

Representa-se pela letra E e a sua

unidade de medida é o Volt.

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9.3. Resistência interna do

gerador

Qualquer gerador elétrico possui uma resistência interna r.

Num gerador eletrodinâmico, essa resistência corresponde basicamente à resistência elétrica dos enrolamentos, e pode ser medida com um ohmímetro.

Num gerador eletroquímico, essa resistência é provocada pelo eletrólito e pelos elétrodos.

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9.3. Resistência interna do

gerador (cont.)

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Quando um

gerador alimenta

um

recetor, verifica-se

uma queda de

tensão na

resistência

interna, que pode

ser calculada por:

9.4. Gerador em carga e em

vazio

Quando o gerador alimenta um recetor

fornecendo-lhe um determinado valor de

I, diz-se que está em carga.

Quando um gerador não está a

alimentar nenhum recetor, diz-se que

está em vazio.

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9.4. Gerador em carga e em

vazio (cont.)

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9.4. Gerador em carga e em

vazio (cont.)

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9.4. Gerador em carga e em

vazio (cont.)

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O gráfico mostra a

variação da

tensão aos

terminais do

gerador à medida

que a intensidade

de corrente

aumenta.