(2) Apostila Eletricidade Basica Petrobras

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  • Eletricidade Bsica

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    CURSO DE FORMAO DE OPERADORES DE REFINARIAFSICA APLICADAELETRICIDADE BSICA

  • 2Eletricidade Bsica

  • Eletricidade Bsica

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    CURITIBA2002

    FSICA APLICADA

    ELETRICIDADE BSICA NESTOR CORTEZ SAAVEDRA FILHO

    EQUIPE PETROBRASPetrobras / Abastecimento

    UNS: REPAR, REGAP, REPLAN, REFAP, RPBC, RECAP, SIX, REVAP

  • 4Eletricidade BsicaDisciplina

    Fsica Aplicada

    MduloEletricidade Bsica

    Ficha Tcnica

    UnicenP Centro Universitrio PositivoOriovisto Guimares

    (Reitor)Jos Pio Martins

    (Vice Reitor)Aldir Amadori

    (Pr-Reitor Administrativo)Elisa Dalla-Bona

    (Pr-Reitora Acadmica)Maria Helena da Silveira Maciel

    (Pr-Reitora de Planejamento e AvaliaoInstitucional)

    Luiz Hamilton Berton(Pr-Reitor de Ps-Graduao e Pesquisa)

    Fani Schiffer Dures(Pr-Reitora de Ps-Graduao e Pesquisa)

    Euclides Marchi(Diretor do Ncleo de Cincias Humanas e

    Sociais Aplicadas)Helena Leomir de Souza Bartnik

    (Coordenadora do Curso de Pedagogia)Marcos Jos Tozzi

    (Diretor do Ncleo de Cincias Exatas eTecnologias)

    Antonio Razera Neto(Coordenador do Curso de Desenho Industrial)

    Maurcio Dziedzic(Coordenador do Curso de Engenharia Civil)

    Jlio Csar Nitsch(Coordenador do Curso de Eletrnica)

    Marcos Roberto Rodacoscki(Coordenador do Curso de Engenharia

    Mecnica)Nestor Cortez Saavedra Filho

    (Autor)Marcos Cordiolli

    (Coordenador Geral do Projeto)Iran Gaio Junior

    (Coordenao Ilustrao, Fotografia eDiagramao)

    Carina Brbara R. de OliveiraJuliana Claciane dos Santos

    (Coordenao de Elaborao dos MdulosInstrucionais)

    rica Vanessa MartinsIran Gaio Junior

    Josilena Pires da Silveira(Coordenao dos Planos de Aula)

    Luana Priscila Wnsch(Coordenao Kit Aula)

    Carina Brbara R. de OliveiraJuliana Claciane dos Santos(Coordenao Administrativa)

    Claudio Roberto PaitraMarline Meurer Paitra

    (Diagramao)Marcelo Gamaballi Schultz

    Pedro de Helena Arcoverde Carvalho(Ilustrao)

    Cntia Mara R. Oliveira(Reviso Ortogrfica)

    Contatos com a equipe do UnicenP:Centro Universitrio do Positivo UnicenP

    Pr-Reitoria de ExtensoRua Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza 5300

    81280-320 Curitiba PRTel.: (41) 317 3093Fax: (41) 317 3982

    Home Page: www.unicenp.bre-mail: mcordiolli@unicenp.bre-mail: extensao@unicenp.br

    Contatos com a Equipe da Repar:Refinaria Presidente Getlio Vargas Repar

    Rodovia do Xisto (BR 476) Km1683700-970 Araucria ParanMario Newton Coelho Reis

    (Coordenador Geral)Tel.: (41) 641 2846 Fax: (41) 643 2717

    e-mail: marioreis@petrobras.com.brUzias Alves

    (Coordenador Tcnico)Tel.: (41) 641 2301

    e-mail: uzias@petrobras.com.brDcio Luiz RogalTel.: (41) 641 2295

    e-mail: rogal@petrobras.com.brLedy Aparecida Carvalho Stegg da Silva

    Tel.: (41) 641 2433e-mail: ledyc@petrobras.com.br

    Adair MartinsTel.: (41) 641 2433

    e-mail: adair@petrobras.com.br

  • Eletricidade Bsica

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    Apresentao

    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.

  • 6Eletricidade Bsica

    Sumrio1 PRINCPIOS DA ELETRICIDADE ................................................................................. 7

    1.1 O que Eletricidade? ................................................................................................ 71.2 Processos de Eletrizao........................................................................................... 81.3 Interaes entre cargas eltricas: fora e campo eltrico .........................................111.4 Trabalho e Potencial Eltrico ................................................................................. 121.5 Corrente Eltrica ..................................................................................................... 131.6 Fora Eletromotriz .................................................................................................. 141.7 Resistncia Eltrica: Leis de Ohm .......................................................................... 141.8 Associao de Resitores ......................................................................................... 161.9 Leitura de Resistores Cdigo de Cores ............................................................... 16

    2 PRINCPIOS DE ELETROMAGNETISMO ................................................................. 182.1 Magnetismo ............................................................................................................ 182.2 Interao entre corrente eltrica e campo magntico: Eletromagnetismo .............. 192.3 Clculo da Intensidade do Campo Magntico ........................................................ 192.4 Campos Magnticos na Matria ............................................................................. 212.5 Fluxo Magntico ..................................................................................................... 222.6 Induo Eletromagntica ........................................................................................ 23

    3 ELETROMAGNETISMO: APLICAES .................................................................... 253.1 O Gerador de Corrente Alternada ........................................................................... 253.2 Geradores Polifsicos ............................................................................................. 273.3 Gerador de Corrente Contnua................................................................................ 283.4 Corrente Alternada x Corrente Contnua ................................................................ 293.5 Transformadores ..................................................................................................... 303.6 Capacitores ............................................................................................................. 303.7 Indutores ................................................................................................................. 323.8 Capacitores, Indutores e Corrente Alternada .......................................................... 333.9 Potncia em Circuitos CA ...................................................................................... 343.10 Circuitos Trifsicos ................................................................................................. 35

    4 COMPLEMENTOS ........................................................................................................ 374.1 Medidas Eltricas ................................................................................................... 374.2 Unidades de Medidas ............................................................................................. 39

    EXERCCIOS ................................................................................................................. 40

  • Eletricidade Bsica

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    1.1 O que Eletricidade?Embora os fenmenos envolvendo eletri-

    cidade fossem conhecidos h muito tempo (to-dos j devem ter ouvido falar da famosa expe-rincia do americano Benjamin Franklin sol-tando pipa em um dia de tempestade), somen-te durante o sculo XIX, investigaes, maiscientficas foram feitas. Faremos, ento, umabreve discusso sobre os fenmenos eltricos.

    Hoje sabemos que a explicao da natu-reza da eletricidade vem da estrutura da mat-ria, os tomos. Na figura 1, vemos um esboode um tomo dos mais simples, o de Ltio.Temos o ncleo deste tomo, que compostopor dois tipos de partculas: os prtons, part-culas carregadas positivamente, e os nutrons,que tm a mesma massa dos prtons, s queno so partculas carregadas.

    FIGURA 1

    1Princpios daEletricidadede experincias feitas em 1906. Mas como estemodelo ajuda nossa compreenso sobre a na-tureza da eletricidade?

    Freqentemente, falamos em carga el-trica. O que vem a ser isto? Suponha que voctem um corpo carregado com carga negati-va. Considerando que, as cargas que conhe-cemos so aquelas representadas nos tomos,os prtons (positivos) e os eltrons (negativos),ento, um corpo com carga negativa, na ver-dade, um corpo em cujos tomos h um maiornmero de eltrons do que de prtons. Ou, demaneira contrria, outro corpo com carga po-sitiva aquele em que o nmero de eltrons menor do que o nmero de prtons. Esta vari-ao de cargas positivas para negativas em umcorpo feita mais facilmente variando o n-mero de eltrons do corpo, j que como elesesto 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 dacarga de cada eltron, uma vez que, para tor-narmos um corpo negativamente carregado,fornecemos a este 1 eltron, 2 eltrons, assimpor diante. Da mesma maneira, p