Curso de eletricidade bsica
INSTALAES ELTRICASProfessor: Luiz Leo Junior
Apresentao do ProfessorAcadmicaTcnico em Eletromecnica pelo
CEFET-MA (Atual IFMA)Engenheiro Eletricista pela Universidade
Federal de Maranho (UFMA)Especialista em Gesto de negcios em
Telecomunicaes pela Universidade Estcio de S (UNESA)Mestrando em
Engenharia da Computao, nfase em Telecomunicaes pela Universidade
Estadual do Maranho (UEMA)
Apresentao do ProfessorProfissionalEngenheiro de Projetos na
Companhia Vale do Rio DoceEngenheiro de Telecomunicaes na Amaznia
Celular e TIM Celular S/ACoordenador de Projeto na CEMAR
Apresentao do ProfessorDisciplinas
Ministradas:MatemticaFsicaEletricidadeEletrnicaEletrnica de
Potncia
Apresentao da Disciplina
OBJETIVOSPlanejar, executar e analisar uma instalao eltrica
predial. Desenvolver tcnicas de projeto e de execuo da instalao em
conformidade com as normas tcnicas e de segurana, com
responsabilidade civil e social.
Apresentao da Disciplina
EMENTAAspectos gerais e essenciais de uma instalao eltrica
predial e conceitos elementares de eletricidade. Fundamentos bsicos
de gerao, transmisso, distribuio e utilizao da energia eltrica.
Fornecimento de energia eltrica para clientes usurios de energia.
Ligaes eltricas usuais e representao unifilar. Classificao, previso
de potncia e distribuio dos pontos de utilizao. Pontos de luz,
comando, tomadas de uso geral e de uso especfico. Distribuio de
cargas, quadros de distribuio e regulamentos tcnicos legais e de
segurana. Dimensionamento e especificao dos componentes da instalao
eltrica predial. Sistema de iluminao, metodologia de
dimensionamento luminotcnico e sistemas de proteo contra descargas
atmosfricas.
Apresentao da Disciplina
CONTEDO PROGRAMTICORECURSOS ENERGTICOS E MATRIZ ENERGTICA
BRASILEIRAFUDAMENTOS DE ELETRICIDADEConceitos fundamentais de
eletricidadeFontes de EnergiaConceitos fundamentais de potncia e
energia EltricaAspectos tarifrios de energia eltrica no Brasil
Princpios de gerao de energia eltricaPrincpios de transmisso,
distribuio e utilizao da energia eltrica Sistema eltrico de potncia
e sistema eltrico do consumidor
Apresentao da Disciplina
CONTEDO PROGRAMTICO
LIGAES USUAIS E SUA REPRESENTAOTomadas de corrente e plugsPontos
de luz, comandos Materiais de construo empregados na instalao
eltricaPROJETO E EQUIPAMENTOS DA INSTALAOLUMINOTCNICA SISTEMA DE
PROTEO CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS
Apresentao da Disciplina
BIBLIOGRAFIA
CREDER, Hlio, Instalaes Eltricas, LTC15 Edio, COTRIM, A.A.M.B.
Instalaes eltricas. So Paulo: Makron, 2003. CALVIN, Geraldo e
CEVELIN, Severino. Instalaes Eltricas Prediais: So Paulo, rica,
1988LIMA FILHO, Domingos Leite. Projetos de Instalaes Eltricas
Prediais: So Paulo, rica, 1997
IntroduoPrefixos do Sistema Internacional de UnidadesAs
grandezas so medidas por valores associados a unidades. Essas
unidades, quando relacionadas ao sistema internacional de unidades,
podem ser reescritas em funo de prefixos.
Os prefixos possuem nome, smbolo, potncia de base dez e
equivalente decimal, como pode ser visualizado na tabela a
seguir:
IntroduoMltiplosPrefixoSmboloPotncia de base 10Equivalncia
decimalyottaY10241000000000000000000000000zettaZ10211000000000000000000000exaE10181000000000000000000petaP10151000000000000000teraT10121000000000000gigaG1091000000000megaM1061000000quiloK1031000hectoh102100decada10110
IntroduoSubmltiplosPrefixoSmboloPotncia de base 10Equivalncia
decimaldecid10-10,1centic10-20,01milim10-30,001micro10-60,000001nanon10-90,000000001picop10-120,000000000001femtof10-150,000000000000001attoa10-180,000000000000000001zeptoz10-210,000000000000000000001yoctoy10-240,000000000000000000000001
Carga eltrica
Condutores e Isolantes Eltricos:Corpos condutores => As carga
eltricas se movimentam com facilidadesExemplo: Os metais em geral
como ferro, cobre, prata, ouroCorpos isolantes => As carga
eltricas se movimentam com muita dificuldadeExemplo: Plsticos,
borracha, vidro, madeira
Princpio da Atrao e Repulso
++--+-
Cargas eltricas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se
atraem
Princpio da Conservao das cargas eltricas Princpio da Conservao
das cargas eltricas
Em um sistema isolado, a carga eltrica total constanteQinicial =
Qfinal
Q1 + Q2 + Q3 +... = Q1 + Q2 + Q3 +...
Princpio da Conservao das cargas eltricas
Processos de Eletrizao So 3 os processos de Eletrizao:
Contato Atrito Induo
Eletrizao por contato Se dois corpos condutores, sendo pelo
menos um deles eletrizado, so postos em contato, a carga eltrica
tende a se estabilizar, sendo redistribuda entre os dois, fazendo
com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal.
O clculo da carga resultante dado pela mdia aritmtica entre a
carga dos condutores em contato.
Eletrizao por contato
Eletrizao por contato
Eletrizao por contato
Eletrizao por Atrito Este processo foi o primeiro de que se tem
conhecimento. Foi descoberto por volta do sculo VI a.C. pelo
matemtico grego Tales de Mileto, que concluiu que o atrito entre
certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaos de palha e
penas.Posteriormente o estudo de Tales foi expandido, sendo possvel
comprovar que dois corpos neutros feitos de materiais distintos,
quando so atritados entre si, um deles fica eletrizado
negativamente (ganha eltrons) e outro positivamente (perde
eltrons).
Eletrizao por Atrito Quando h eletrizao por atrito, os dois
corpos ficam com cargas de mdulo igual, porm com sinais
opostos.
Esta eletrizao depende tambm da natureza do material, por
exemplo, atritar um material m1 com um material m2 pode deixar m1
carregado negativamente e m2 positivamente, enquanto o atrito entre
o material m1 e outro material m3 capaz de deixar m1 carregado
negativamente e m3 positivamente.
Convenientemente foi elaborada uma lista em dada ordem que um
elemento ao ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado
positivamente. Esta lista chamada srie triboeltrica:
Eletrizao por Atrito . Srie Triboeltrica:
Eletrizao por InduoEste processo de eletrizao totalmente baseado
no princpio da atrao e repulso, j que a eletrizao ocorre apenas com
a aproximao de um corpo eletrizado (indutor) a um corpo neutro
(induzido).
Eletrizao por InduoO processo dividido em trs
etapas:Primeiramente um basto eletrizado aproximado de um condutor
inicialmente neutro, pelo princpio de atrao e repulso, os eltrons
livres do induzido so atrados/repelidos dependendo do sinal da
carga do indutor.
Eletrizao por Induo O prximo passo ligar o induzido terra, ainda
na presena do indutor.
Eletrizao por InduoDesliga-se o induzido da terra, fazendo com
que sua nica carga seja a do sinal oposto ao indutor.
Aps pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido
estar eletrizado com sinal oposto carga do indutor e as cargas se
distribuem por todo o corpo.
Lei de CoulombEsta lei, formulada por Charles Augustin Coulomb,
refere-se s foras de interao (atrao e repulso) entre duas cargas
eltricas puntiformes, ou seja, com dimenso e massa desprezvel.
Lembrando que, pelo princpio de atrao e repulso, cargas com
sinais opostos so atradas e com sinais iguais so repelidas, mas
estas foras de interao tm intensidade igual, independente do
sentido para onde o vetor que as descreve aponta.
Lei de Coulomb O que a Lei de Coulomb enuncia que a intensidade
da fora eltrica de interao entre cargas puntiformes diretamente
proporcional ao produto dos mdulos de cada carga e inversamente
proporcional ao quadrado da distncia que as separa. Ou seja:
Lei de CoulombOnde a equao pode ser expressa por uma igualdade
se considerarmos uma constante k, que depende do meio onde as
cargas so encontradas. O valor mais usual de k considerado quando
esta interao acontece no vcuo, e seu valor igual a:
Lei de Coulomb Ento podemos escrever a equao da lei de Coulomb
como:
Para se determinar se estas foras so de atrao ou de repulso
utiliza-se o produto de suas cargas, ou seja:
Campo Eltrico Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma
carga Q tambm tem um campo que pode influenciar as cargas de prova
q nele colocadas. E usando esta analogia, podemos encontrar:
Campo Eltrico Desta forma, assim como para a intensidade do
campo gravitacional, a intensidade do campo eltrico (E) definido
como o quociente entre as foras de interao das cargas geradora do
campo (Q) e de prova (q) e a prpria carga de prova (q), ou
seja:
Campo Eltrico Chama-se Campo Eltrico o campo estabelecido em
todos os pontos do espao sob a influncia de uma carga geradora de
intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade
q fica sujeita a uma fora de interao (atrao ou repulso) exercida
por Q.
Vetor Campo EltricoVoltando analogia com o campo gravitacional
da Terra, o campo eltrico definido como um vetor com mesma direo do
vetor da fora de interao entre a carga geradora Q e a carga de
prova q e com mesmo sentido se q >0 e sentido oposto se q 0), o
vetor campo eltrico tem sentido de afastamento das cargas e quando
tem sinal negativo (Q densidade superficial mdia de cargas
negativaDificilmente as cargas eltricas se distribuem uniformemente
por toda a superfcie de um corpo.
Mdulo da Densidade Superficial inversamente proporcional ao seu
raio de curvatura, ou seja, em objetos pontiagudos eletrizados h
maior concentrao de carga em sua extremidade (ponta).
Campo Eltrico Uniforme (CEU)
Campo Eltrico Uniforme (CEU) Dizemos que um campo eltrico
uniforme em uma regio quando suas linhas de fora so paralelas e
igualmente espaadas umas das outras, o que implica que seu vetor
campo eltrico nesta regio tm, em todos os pontos, mesma
intensidade, direo e sentido.
Uma forma comum de se obter um campo eltrico uniforme utilizando
duas placas condutoras planas e iguais. Se as placas forem postas
paralelamente, tendo cargas de mesma intensidade, mas de sinal
oposto, o campo eltrico gerado entre elas ser uniforme.50
Potencial Eltrico
Imagine um campo eltrico gerado por uma carga Q, ao ser colocada
um carga de prova q em seu espao de atuao podemos perceber que,
conforme a combinao de sinais entre as duas cargas, esta carga q,
ser atrada ou repelida, adquirindo movimento, e consequentemente
Energia Cintica.
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Potencial Eltrico
Lembrando da energia cintica estudada em mecnica, sabemos que
para que um corpo adquira energia cintica necessrio que haja uma
energia potencial armazenada de alguma forma. Quando esta energia
est ligada atuao de um campo eltrico, chamada Energia Potencial
Eltrica ou Eletrosttica, simbolizada por Ep.
A unidade usada por Ep o Joule (J)
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Potencial Eltrico
De forma anloga ao Campo Eltrico, o potencial pode ser descrito
como o quociente entre a energia potencial eltrica e a carga de
prova q. Ou seja:Logo
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Potencial Eltrico
A unidade adotada, no SI para o potencial eltrico o volt (V), em
homenagem ao fsico italiano Alessandro Volta, e a unidade designa
Joule por coulomb (J/C).Quando existe mais de uma partcula
eletrizada gerando campos eltricos, em um ponto P que est sujeito a
todas estes campos, o potencial eltrico igual soma de todos os
potenciais criados por cada carga, ou seja:
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Potencial Eltrico
Uma maneira muito utilizada para se representar potenciais
atravs de equipotenciais, que so linhas ou superfcies
perpendiculares s linhas de fora, ou seja, linhas que representam
um mesmo potencial.
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Potencial Eltrico
Para o caso particular onde o campo gerado por apenas uma carga,
estas linhas equipotenciais sero circunferncias, j que o valor do
potencial diminui uniformemente em funo do aumento da distncia
(levando-se em conta uma representao em duas dimenses, pois caso a
representao fosse tridimensional, os equipotenciais seriam
representados por esferas ocas, o que constitui o chamado efeito
casca de cebola, onde quanto mais interna for a casca, maior seu
potencial).56
Trabalho de uma fora eltrica
Sendo o trabalho realizado entre os dois pontos:
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Trabalho de uma fora eltrica
Mas sabemos que, quando a fora considerada a eletrosttica,
ento:
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Diferena de potencial entre dois pontos
Considere dois pontos de um campo eltrico, A e B, cada um com um
posto a uma distncia diferente da carga geradora, ou seja, com
potenciais diferentes. Se quisermos saber a diferena de potenciais
entre os dois devemos considerar a distncia entre cada um
deles.
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Diferena de potencial entre dois pontos
Ento teremos que sua tenso ou d.d.p (diferena de potencial) ser
expressa por U e calculada por:
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