Apostila de Eletricidade I

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Curso Tcnico em Eletromecnica

Eletricidade I

Armando de Queiroz Monteiro NetoPresidente da Confederao Nacional da Indstria

Jos Manuel de Aguiar MartinsDiretor do Departamento Nacional do SENAI

Regina Maria de Ftima TorresDiretora de Operaes do Departamento Nacional do SENAI

Alcantaro CorraPresidente da Federao das Indstrias do Estado de Santa Catarina

Srgio Roberto ArrudaDiretor Regional do SENAI/SC

Antnio Jos CarradoreDiretor de Educao e Tecnologia do SENAI/SC

Marco Antnio DociattiDiretor de Desenvolvimento Organizacional do SENAI/SC

Confederao Nacional das Indstrias Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

Curso Tcnico em Eletromecnica

Eletricidade IPatrick de Souza Girelli

Florianpolis/SC 2010

proibida a reproduo total ou parcial deste material por qualquer meio ou sistema sem o prvio consentimento do editor. Material em conformidade com a nova ortografia da lngua portuguesa.

Equipe tcnica que participou da elaborao desta obraCoordenao de Educao a Distncia Beth Schirmer Reviso Ortogrfica e Normatizao Contextual Servios Editoriais Coordenao Projetos EaD Maristela de Lourdes Alves Design Educacional, Ilustrao, Projeto Grfico Editorial, Diagramao Equipe de Recursos Didticos SENAI/SC em Florianpolis Autor Patrick de Souza Girelli

Ficha catalogrfica elaborada por Ktia Regina Bento dos Santos - CRB 14/693 - Biblioteca do SENAI/SC Florianpolis.

G524e Girelli, Patrick de Souza Eletricidade I / Patrick de Souza Girelli. Florianpolis : SENAI/SC, 2010. 71 p. : il. color ; 28 cm. Inclui bibliografias.

1. Eletrosttica. 2. Eletrodinmica. 3. Magnetismo. 4. Eletromagnetismo. 5. Circuitos Eltricos. I. SENAI. Departamento Regional de Santa Catarina. II. Ttulo. CDU 621.3

SENAI/SC Servio Nacional de Aprendizagem IndustrialRodovia Admar Gonzaga, 2.765 Itacorubi Florianpolis/SC CEP: 88034-001 Fone: (48) 0800 48 12 12 www.sc.senai.br

PrefcioVoc faz parte da maior instituio de educao profissional do estado. Uma rede de Educao e Tecnologia, formada por 35 unidades conectadas e estrategicamente instaladas em todas as regies de Santa Catarina. No SENAI, o conhecimento a mais realidade. A proximidade com as necessidades da indstria, a infraestrutura de primeira linha e as aulas tericas, e realmente prticas, so a essncia de um modelo de Educao por Competncias que possibilita ao aluno adquirir conhecimentos, desenvolver habilidade e garantir seu espao no mercado de trabalho. Com acesso livre a uma eficiente estrutura laboratorial, com o que existe de mais moderno no mundo da tecnologia, voc est construindo o seu futuro profissional em uma instituio que, desde 1954, se preocupa em oferecer um modelo de educao atual e de qualidade. Estruturado com o objetivo de atualizar constantemente os mtodos de ensino-aprendizagem da instituio, o Programa Educao em Movimento promove a discusso, a reviso e o aprimoramento dos processos de educao do SENAI. Buscando manter o alinhamento com as necessidades do mercado, ampliar as possibilidades do processo educacional, oferecer recursos didticos de excelncia e consolidar o modelo de Educao por Competncias, em todos os seus cursos. nesse contexto que este livro foi produzido e chega s suas mos. Todos os materiais didticos do SENAI Santa Catarina so produes colaborativas dos professores mais qualificados e experientes, e contam com ambiente virtual, mini-aulas e apresentaes, muitas com animaes, tornando a aula mais interativa e atraente. Mais de 1,6 milhes de alunos j escolheram o SENAI. Voc faz parte deste universo. Seja bem-vindo e aproveite por completo a Indstria do Conhecimento.

SumrioContedo Formativo Apresentao 14 9 1141 43 45

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Unidade de estudo 3 Magnetismo e EletromagnetismoSeo 1 - Princpios do magnetismo Seo 2 - Princpios do eletromagnetismo Seo 3 - Induo eletromagntica

Unidade de estudo 1 Eletrosttica

15 15 17 20 22 24

Seo 1 - Histrico Seo 2 - Processos de eletrizao Seo 3 - Carga eltrica elementar e Lei de Coulomb Seo 4 - Campo eltrico Seo 5 - Potencial eltrico Seo 6 - Capacitncia e capacitores

50

Unidade de estudo 4 Circuitos Eltricos CC e CA

53 56

Seo 1 - Corrente alternada Seo 2 - Indutncia, capacitncia e impedncia Seo 3 - Potncia em corrente alternada e sistema trifsico Seo 4 - Aterramento

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Unidade de estudo 2 Eletrodinmica

62

65 29 29 32 33 36 Seo 1 - Fora eletromotriz Seo 2 - Corrente eltrica Seo 3 - Resistncia eltrica Seo 4 - Resistores e associaes de resistores Seo 5 - Circuitos eltricos simples (CC)

Finalizando Referncias

69 71

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CURSOS TCNICOS SENAI

Contedo FormativoCarga horria da dedicaoCarga horria: 90 horas

CompetnciasAnalisar e executar medies de grandezas eltricas em circuitos eltricos, utilizando equipamentos/aparelhos eletroeletrnicos. Executar montagem e operao em instalaes eltricas.

Conhecimentos Eletrosttica; Eletrodinmica; Eletromagnetismo; Grandezas eltricas; Instrumentos e tcnicas de medio eltrica; Anlise de circuitos CC e CA (circuitos monofsicos); Componentes eletroeletrnicos; Fator de potncia.

Habilidades Identificar dispositivos de sistemas eltricos; Montar e testar circuitos eltricos monofsicos; Utilizar sistemas de medio; Interpretar os resultados de leitura dos instrumentos de medio; Aplicar normas tcnicas para correo do fator de potncia; Aplicar mtodos e ferramentas tcnicas; Interpretar diagramas eltricos.

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Atitudes Zelo no manuseio dos equipamentos e instrumentos de medio; Cuidados no manuseio de componentes eletroeletrnicos e eletromecnicos; Responsabilidade scio-ambiental; Adoo de normas de sade e segurana do trabalho; Proatividade; Trabalho em equipe; Organizao e conservao do laboratrio e equipamentos. Respeitar normas de segurana.

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CURSOS TCNICOS SENAI

ApresentaoOl! Seja bem vindo a esta unidade curricular. Durante o curso tcnico em eletromecnica, voc dever desenvolver competncias e habilidades fazendo uso de inmeros conhecimentos e, ao terminar a unidade curricular de Eletricidade I, ter o conhecimento sobre as reas de eletrosttica, eletrodinmica e eletromagnetismo. Assim, poder analisar circuitos eltricos CC e CA, utilizando instrumentos e tcnicas adequadas para medies na rea eltrica. Desta forma, destacamos, aqui, a extrema importncia dessa unidade curricular (UC) para melhorar a compreenso das demais unidades curriculares que viro ao longo do curso. Portanto, fique atento e aproveite todos os momentos de aprendizagem que construmos especialmente para voc. Boa viagem pelo mundo do conhecimento!Patrick de Souza Girelli Patrick de Souza Girelli licenciado em Fsica pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS), cursando atualmente o curso de especializao em Gerenciamento de guas e Efluentes no SENAI/SC em Blumenau e o curso de especializao em Automao Industrial no SENAI/SC em Jaragu do Sul. Trabalha na unidade do SENAI/ SC em Jaragu do Sul como especialista em eletroeletrnica, lecionando disciplinas de fsica, geometria e clculos para o curso superior de Tecnologia em Automao Industrial e curso superior de Tecnologia em Fabricao Mecnica.

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Dicas e regras (segurana eltrica)1. Considere cuidadosamente o resultado de cada ao a ser executada. No h razo em absoluto para um indivduo correr riscos ou colocar em perigo a vida do seu semelhante. 2. Afaste-se de circuitos alimentados. No substitua componentes nem faa ajustamento dentro de equipamento com alta tenso ligada. 3. No faa reparo sozinho. Tenha sempre, ao seu lado, uma pessoa em condies de prestar os primeiros socorros. 4. No confie nos interloques, nem dependa deles para a sua proteo. Desligue sempre o equipamento. No remova, no coloque em curto-circuito e no interfira com a ao dos interloques, exceto para reparar a chave. 5. No deixe o seu corpo em potencial de terra. Certifique-se de que seu corpo no esteja em contato direto com partes metlicas do equipamento, particularmente quando estiver fazendo ajustagens ou medies. Use apenas uma das mos quando estiver reparando equipamento alimentado. Conserve uma das mos nas costas. 6. No alimente qualquer equipamento que tenha sido molhado. O equipamento dever estar devidamente seco e livre de qualquer resduo capaz de produzir fuga de corrente antes de ser alimentado. As regras acima, associadas com a ideia de que a tenso no tem favoritismo e que o cuidado pessoal a sua maior segurana; podero evitar ferimentos srios ou talvez a morte.

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Unidade de estudo 1Sees de estudoSeo 1 Histrico Seo 2 Processos de eletrizao Seo 3 Carga eltrica elementar e Lei de Coulomb Seo 4 Campo eltrico Seo 5 Potencial eltrico Seo 6 Capacitncia e capacitores

EletrostticaSEo 1HistricoA eletricidade algo que sempre despertou a curiosidade e o interesse das pessoas desde a Antiguidade, no verdade? Entender os diversos fenmenos que aconteciam naquela poca se tornou alvo de pesquisa de diversos estudiosos e cientistas ao longo da histria da humanidade. As primeiras observaes que se tem registro se reportam ao sbio grego Tales de Mileto. Ele percebeu que um pedao de l em atrito com uma substncia resinosa denominada mbar, a substncia adquiria a propriedade de atrair corpos leves, como fios de palha ou pequenas penas. Um dos experimentos mais conhecidos e lembrados por grande parte das pessoas se refere ao fato idealizado por Benjamin Franklin. Inmeras teorias e modelos atmicos existiram para explicar como a matria que existe na natureza constituda, e a partir disso tambm poder explicar os fenmenos relacionados eletricidade. O modelo atmico que nos permite compreender a constituio da matria foi concebido pelo fsico dinamarqus Niels Henrik David Bohr. De acordo com esse mo