Eletricidade Industrial

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  • Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

    ELETRICIDADE Carlos Orlando L. Mendona

    Servio Nacional de Aprendizagem Industrial Escola Senai Waldemiro Lustoza

    Tcnico em Mecnica

    [Digite o nome da empresa]

    ELETRICIDADE INDUSTRIALCarlos Orlando L. Mendona

    [Digite o nome da empresa]

    INDUSTRIAL

  • Escola Senai Waldemiro Lustoza Tcnico em Mecnica

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    Sumrio

    1. Gerao, transmisso e distribuio de energia eltrica 04

    2. O tomo 05

    2.1. tomo estvel e instvel 06 2.2. Carga eltrica 06 2.3. Carga elementar 06

    3. Campo eletrosttico 06

    4. Mltiplos e submltiplos das grandezas fsicas 07

    5. Grandezas eltricas 07

    5.1. Tenso eltrica 07 5.2. Corrente eltrica 07

    5.2.1. Sentido da Corrente eltrica CC 08 5.3. Resistncia eltrica 08

    5.3.1. Cdigo de cores para resistores 09 5.4. Potencia eltrica 09

    6. Associao de resistores 10

    6.1. Srie 10 6.2. Paralelo 10 6.3. Mista 10

    7. Lei de Ohm 11

    8. Leis de Kirchoff 11

    8.1. Lei de Kirchoff das tenses LKT 11 8.2. Lei de Kirchoff das correntes LKC 11

    9. Instrumentos de medio eltrica 11

    9.1. Ampermetro 11 9.2. Voltmetro 11 9.3. Ohmmetro 12

    10. Magnetismo 12

    10.1. Eletrom 12

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    11. Motores eltricos 12

    11.1. Corrente Contnua (CC) 12 11.2. Universal 12 11.3. Corrente Alternada (CA) 13

    11.3.1. Monofsicos 13 11.3.1.1. Motor de Plos Sombreados 14 11.3.1.2. Motor de Fase Dividida 14 11.3.1.3. Motor de Fase Auxiliar de Partida 15 11.3.1.4. Motor de Condensador Permanente 15

    11.3.2. Trifsicos 16 11.3.2.1. Gaiola de esquilo 16

    12. Aterramento 18

    13. Comandos eltricos 18

    13.1. Principais elementos em comandos eltricos 18 13.1.1. Botoeiras 19 13.1.2. Sinalizadores 20 13.1.3. Sensores 20 13.1.4. Rel 21 13.1.5. Contactora 21 13.1.6. Fusvel 22 13.1.7. Disjuntor 22 13.1.8. Rel trmico 22 13.1.9. Terminais 23

    14. Simbologia eltrica 23

    15. Diagrama multifilar 24

    16. Diagrama unifilar 25

    17. Dimensionamento de fios e cabos 25

    18. Controlador Lgico Programvel CLP 26

    18.1. Programao em linguagem Ladder 27 18.2. Aplicao prtica 29

    19. Segurana e os efeitos fisiolgicos da eletricidade 29

    19.1. Riscos de acidentes 30 19.2. Primeiros socorros 31

    Referncias Bibliogrficas 32

    Exerccios propostos 33

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    1. Gerao, transmisso e distribuio de energia eltrica

    A gerao o primeiro processo para obteno da eletricidade. Outros dois processos so: transmisso de energia eltrica e distribuio da mesma.

    A importncia da gerao, da transmisso e da distribuio seguras de eletricidade ganhou destaque quando se tornou aparente que ela era til para fornecer o calor, a luz e a energia em geral para as atividades humanas. A gerao de energia descentralizada tornou-se altamente atrativa quando se reconheceu que as linhas de energia eltrica em corrente alternada poderiam transport-la a com baixos custos por grandes distncias.

    O sistema de energia eltrica foi concebido com a finalidade de alimentar as tecnologias humanas. As primeiras usinas geradoras de energia eltrica utilizavam madeira como combustvel. Hoje so utilizados principalmente o petrleo, o gs natural, o carvo mineral, o potencial hidreltrico e nuclear, ainda em pequena escala o hidrognio, a energia solar, e elica.

    No Brasil a principal fonte de energia eltrica a hidreltrica, com aproximadamente 70% de toda a demanda interna.

    Linhas de transmisso existem simplesmente porque os centros geradores ficam relativamente distantes dos centros consumidores.

    Na "aurora" da engenharia, nosso colega Thomas Edison inventou um sistema de eletricidade em corrente contnua (CC). No incio foi uma sensao, mas medida que surgiam mais consumidores, aumentava-se a carga nos condutores.

    A perda de carga aumenta proporcionalmente ao quadrado da corrente I, deixando o sistema economicamente invivel. Duas solues so possveis:

    1) Aumentar a seo dos cabos, reduzindo a resistncia R, 2) Aumentar a tenso, reduzindo a corrente I

  • A soluo (1) esbarrar em um limite prtico (j tentou fazer uma curva com um cabo de 120 mm?), e a soluo (2) chega a principal desvantagem do sistema CC na poca: "No possvel alterar o nvel de tenso ao 100 V at o fim (fora as quedas de tenso)

    O sistema de corrente alternada, elaborado essencialmente por Nikola Tesla, possui a vantagem de um equipamento chamado Transformador, que permite elevar a corrente, com baixas perdas. Desta forma podemos usar cabos finos e leves, devidamente isolados, podendo alcanar centenas de quilmetros.

    Com isso chegamos ao esquema atual de gerao, transmisso e distribuio de energia eltrica, existente em todo o mundo:

    2. O tomo

    Tudo que ocupa lugar no espao matria. A matria constituda por partculas muito pequenas chamada de tomos. Os tomos por sua vez so constitudos por partculas subatmicas: eltron, prton e nutron, sendo que o eltron a carga negativa (-) fundamental da eletricidade e esto girando ao redor do ncleo do tomo em trajetrias concntricas denominadas de rbitas. O prton a carga positiva fundamental (+) da eletricidade e esto no ncleo do tomo. o nmero de prtons no ncleo que determina o nmero atmico daquele tomo. Tambm no ncleo encontrado o nutron, carga neutra fundamental da eletricidade. No seu estado natural um tomo est sempre em equilbrio, ou seja, contm o mesmo nmero de prtons e eltrons. Como cargas contrrias se anulam, e o eltron e prton possuem o mesmo valor absoluto de carga eltrica, isto torna o tomo natural num tomo neutro.

    Escola Senai Waldemiro Lustoza

    A soluo (1) esbarrar em um limite prtico (j tentou fazer uma curva com um cabo de 120 mm?), e a soluo (2) chega a principal desvantagem do sistema CC na poca: "No possvel alterar o nvel de tenso ao longo do circuito". Ou seja, se eu gero 100 V tem que ser 100 V at o fim (fora as quedas de tenso).

    O sistema de corrente alternada, elaborado essencialmente por Nikola Tesla, possui a vantagem de um equipamento chamado Transformador, que permite elevar a corrente, com baixas perdas. Desta forma podemos usar cabos finos e leves, devidamente isolados, podendo alcanar centenas de quilmetros.

    Com isso chegamos ao esquema atual de gerao, transmisso e distribuio de xistente em todo o mundo:

    Tudo que ocupa lugar no espao matria. A matria constituda por partculas muito pequenas chamada de tomos. Os tomos por sua vez so constitudos por partculas

    e nutron, sendo que o eltron a ) fundamental da eletricidade e esto girando

    ao redor do ncleo do tomo em trajetrias concntricas O prton a carga positiva fundamental (+) da

    do tomo. o nmero de prtons no ncleo que determina o nmero atmico daquele tomo. Tambm no ncleo encontrado o nutron, carga neutra

    No seu estado natural um tomo est sempre em equilbrio, ou seja, contm o mesmo mero de prtons e eltrons. Como cargas contrrias se anulam, e o eltron e prton

    possuem o mesmo valor absoluto de carga eltrica, isto torna o tomo natural num tomo

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    A soluo (1) esbarrar em um limite prtico (j tentou fazer uma curva com um cabo de 120 mm?), e a soluo (2) chega a principal desvantagem do sistema CC na poca: "No

    longo do circuito". Ou seja, se eu gero 100 V tem que ser O sistema de corrente alternada, elaborado essencialmente por Nikola Tesla, possui a

    vantagem de um equipamento chamado Transformador, que permite elevar a tenso e reduzir a corrente, com baixas perdas. Desta forma podemos usar cabos finos e leves, devidamente

    Com isso chegamos ao esquema atual de gerao, transmisso e distribuio de

    No seu estado natural um tomo est sempre em equilbrio, ou seja, contm o mesmo mero de prtons e eltrons. Como cargas contrrias se anulam, e o eltron e prton

    possuem o mesmo valor absoluto de carga eltrica, isto torna o tomo natural num tomo

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    2.1. tomo estvel e instvel

    Um tomo estvel, quando a quantidade de eltrons e prtons igual. Como os eltrons esto divididos em camadas distanciadas proporcionalmente do ncleo, os mesmo possuem energias diferentes, chamados nveis de energia. O nvel de energia de um eltron diretamente proporcional a distncia do seu ncleo. Quando estes eltrons recebem energia do meio externo, isto pode fazer com o eltron se desloque para um nvel de energia mais alto. Se isto ocorre, dizemos que o tomo est num estado instvel. Na camada mais externa, alguns dos eltrons de valncia abandonaro o tomo, se tornando eltrons livres que produzem a corrente eltrica.

    2.2. Carga eltrica

    A quantidade de carga eltrica que um corpo possui dada pela diferena entre nmero de prtons e o nmero de eltrons que o corpo tem. A quantidade de carga eltrica representada pela letra Q, e expresso na unidade COULOMB (C). A carga de 1 C = 6,25x1018, significa que um corpo possui mais eltrons que prtons.

    = . []

    2.3. Carga elementar

    A menor carga eltrica encontrada na natureza a carga de um eltron ou prton. Estas cargas so iguais em valor absoluto e valem:

    = , .

    []

    Para calcular a quantidade de carga eltrica de um corpo, basta multiplicar o nmero de eltrons pela carga elem