Eletricidade básica

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  • 1. Eletricidade BsicaCURSO DE FORMAO DE OPERADORES DE REFINARIAFSICA APLICADAELETRICIDADE BSICA1

2. Eletricidade Bsica2 3. Eletricidade Bsica FSICA APLICADAELETRICIDADE BSICANESTOR CORTEZ SAAVEDRA FILHO EQUIPE PETROBRASPetrobras / AbastecimentoUNS: REPAR, REGAP, REPLAN, REFAP, RPBC, RECAP, SIX, REVAP 3CURITIBA2002 4. Eletricidade Bsica Disciplina Fsica AplicadaMduloEletricidade BsicaFicha TcnicaContatos com a Equipe da Repar:Antonio Razera NetoRefinaria Presidente Getlio Vargas Repar (Coordenador do Curso de Desenho Industrial)Rodovia do Xisto (BR 476) Km16Maurcio Dziedzic83700-970 Araucria Paran (Coordenador do Curso de Engenharia Civil) Mario Newton Coelho Reis Jlio Csar Nitsch (Coordenador Geral)(Coordenador do Curso de Eletrnica)Tel.: (41) 641 2846 Fax: (41) 643 2717Marcos Roberto Rodacosckie-mail: marioreis@petrobras.com.br(Coordenador do Curso de EngenhariaMecnica)Uzias AlvesNestor Cortez Saavedra Filho (Coordenador Tcnico)(Autor)Tel.: (41) 641 2301Marcos Cordiolli e-mail: uzias@petrobras.com.br(Coordenador Geral do Projeto)Dcio Luiz Rogal Iran Gaio JuniorTel.: (41) 641 2295 (Coordenao Ilustrao, Fotografia e e-mail: rogal@petrobras.com.br Diagramao) Ledy Aparecida Carvalho Stegg da SilvaCarina Brbara R. de OliveiraTel.: (41) 641 2433Juliana Claciane dos Santos e-mail: ledyc@petrobras.com.br (Coordenao de Elaborao dos MdulosAdair Martins Instrucionais)Tel.: (41) 641 2433rica Vanessa Martins e-mail: adair@petrobras.com.brIran Gaio JuniorJosilena Pires da Silveira UnicenP Centro Universitrio Positivo(Coordenao dos Planos de Aula)Oriovisto GuimaresLuana Priscila Wnsch (Reitor)(Coordenao Kit Aula)Jos Pio Martins Carina Brbara R. de Oliveira(Vice Reitor)Juliana Claciane dos Santos Aldir Amadori(Coordenao Administrativa) (Pr-Reitor Administrativo) Claudio Roberto PaitraElisa Dalla-Bona Marline Meurer Paitra(Pr-Reitora Acadmica)(Diagramao)Maria Helena da Silveira MacielMarcelo Gamaballi Schultz(Pr-Reitora de Planejamento e Avaliao Pedro de Helena Arcoverde CarvalhoInstitucional) (Ilustrao) Luiz Hamilton BertonCntia Mara R. Oliveira(Pr-Reitor de Ps-Graduao e Pesquisa) (Reviso Ortogrfica)Fani Schiffer DuresContatos com a equipe do UnicenP: (Pr-Reitora de Ps-Graduao e Pesquisa)Centro Universitrio do Positivo UnicenPEuclides MarchiPr-Reitoria de Extenso (Diretor do Ncleo de Cincias Humanas e Rua Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza 5300Sociais Aplicadas)81280-320 Curitiba PR4Helena Leomir de Souza Bartnik Tel.: (41) 317 3093 (Coordenadora do Curso de Pedagogia) Fax: (41) 317 3982 Marcos Jos Tozzi Home Page: www.unicenp.br (Diretor do Ncleo de Cincias Exatas ee-mail: mcordiolli@unicenp.brTecnologias) e-mail: extensao@unicenp.br 5. Eletricidade BsicaApresentao com grande prazer que a equipe da Petrobras recebe voc. Para continuarmos buscando excelncia em resultados, dife-renciao em servios e competncia tecnolgica, precisamos devoc e de seu perfil empreendedor. Este projeto foi realizado pela parceria estabelecida entre oCentro Universitrio Positivo (UnicenP) e a Petrobras, representadapela UN-Repar, buscando a construo dos materiais pedaggicosque auxiliaro os Cursos de Formao de Operadores de Refinaria.Estes materiais mdulos didticos, slides de apresentao, planosde aula, gabaritos de atividades procuram integrar os saberes tc-nico-prticos dos operadores com as teorias; desta forma no po-dem ser tomados como algo pronto e definitivo, mas sim, como umprocesso contnuo e permanente de aprimoramento, caracterizadopela flexibilidade exigida pelo porte e diversidade das unidades daPetrobras. Contamos, portanto, com a sua disposio para buscar outrasfontes, colocar questes aos instrutores e turma, enfim, aprofundarseu conhecimento, capacitando-se para sua nova profisso naPetrobras.Nome:Cidade:Estado:Unidade:Escreva uma frase para acompanh-lo durante todo o mdulo.5 6. Eletricidade BsicaSumrio1PRINCPIOS DA ELETRICIDADE ................................................................................. 7 1.1 O que Eletricidade? ................................................................................................ 7 1.2 Processos de Eletrizao........................................................................................... 8 1.3 Interaes entre cargas eltricas: fora e campo eltrico ......................................... 11 1.4 Trabalho e Potencial Eltrico ................................................................................. 12 1.5 Corrente Eltrica ..................................................................................................... 13 1.6 Fora Eletromotriz .................................................................................................. 14 1.7 Resistncia Eltrica: Leis de Ohm .......................................................................... 14 1.8 Associao de Resitores ......................................................................................... 16 1.9 Leitura de Resistores Cdigo de Cores ............................................................... 162PRINCPIOS DE ELETROMAGNETISMO ................................................................. 18 2.1 Magnetismo ............................................................................................................ 18 2.2 Interao entre corrente eltrica e campo magntico: Eletromagnetismo .............. 19 2.3 Clculo da Intensidade do Campo Magntico ........................................................ 19 2.4 Campos Magnticos na Matria ............................................................................. 21 2.5 Fluxo Magntico ..................................................................................................... 22 2.6 Induo Eletromagntica ........................................................................................ 233ELETROMAGNETISMO: APLICAES .................................................................... 25 3.1 O Gerador de Corrente Alternada ........................................................................... 25 3.2 Geradores Polifsicos ............................................................................................. 27 3.3 Gerador de Corrente Contnua................................................................................ 28 3.4 Corrente Alternada x Corrente Contnua ................................................................ 29 3.5 Transformadores ..................................................................................................... 30 3.6 Capacitores ............................................................................................................. 30 3.7 Indutores ................................................................................................................. 32 3.8 Capacitores, Indutores e Corrente Alternada .......................................................... 33 3.9 Potncia em Circuitos CA ...................................................................................... 34 3.10 Circuitos Trifsicos ................................................................................................. 354COMPLEMENTOS ........................................................................................................ 37 4.1 Medidas Eltricas ................................................................................................... 37 4.2 Unidades de Medidas ............................................................................................. 396EXERCCIOS ................................................................................................................. 40 7. Eletricidade Bsica Princpios da Eletricidade1 de experincias feitas em 1906. Mas como este1.1 O que Eletricidade? modelo ajuda nossa compreenso sobre a na- Embora os fenmenos envolvendo eletri- tureza da eletricidade?cidade fossem conhecidos h muito tempo (to- Freqentemente, falamos em carga el-dos j devem ter ouvido falar da famosa expe- trica. O que vem a ser isto? Suponha que vocrincia do americano Benjamin Franklin sol- tem um corpo carregado com carga negati-tando pipa em um dia de tempestade), somen- va. Considerando que, as cargas que conhe-te durante o sculo XIX, investigaes, mais cemos so aquelas representadas nos tomos,cientficas foram feitas. Faremos, ento, uma os prtons (positivos) e os eltrons (negativos),breve discusso sobre os fenmenos eltricos. ento, um corpo com carga negativa, na ver- Hoje sabemos que a explicao da natu- dade, um corpo em cujos tomos h um maiorreza da eletricidade vem da estrutura da mat- nmero de eltrons do que de prtons. Ou, deria, os tomos. Na figura 1, vemos um esboo maneira contrria, outro corpo com carga po-de um tomo dos mais simples, o de Ltio. sitiva aquele em que o nmero de eltrons Temos o ncleo deste tomo, que composto menor do que o nmero de prtons. Esta vari-por dois tipos de partculas: os prtons, part- ao de cargas positivas para negativas em umculas carregadas positivamente, e os nutrons, corpo feita mais facilmente variando o n-que tm a mesma massa dos prtons, s que mero de eltrons do corpo, j que como elesno so partculas carregadas. esto na periferia dos tomos, so mais facil- mente removveis. Conceito de Carga Eltrica: Como con- seqncia do que colocamos acima, toda car- ga que aparece em um corpo um mltiplo da carga de cada eltron, uma vez que, para tor- narmos um corpo negativamente carregado, fornecemos a este 1 eltron, 2 eltrons, assim por diante. Da mesma maneira, para tornar- mos o corpo carregado positivamente, ne- cessrio arrancar de cada tomo um eltron, dois eltrons, etc. Este processo de variaoFIGURA 1 do nmero de eltrons dos tomos chamado de ionizao. Um tomo cujos eltrons no Orbitando ao redor do ncleo temos par- estejam em mesmo nmero de seus prtons tculas cerca de 1836 vezes mais leves que oschamado de on. Assim, de uma maneira ge-prtons, os eltrons, que apresentam cargasral, toda carga Q pode ser calculada da seguintenegativas de mesmo valor que as dos prto