ircuitos ásicos. “Troubleshooting” · •O primeiro dedo (indicador) da mão esquerda é apontado na direção das linhas de força magnética (norte ou sul), o polegar é apontado

Análise e Pesquisa de Defeitos em Circuitos Básicos. “Troubleshooting”

- Aula 13 • Parte-se para uma análise funcional de um

circuito quando este não opera dentro dos parâmetros para os quais foi projetado.

• Um termo comum para se referir a este procedimento na aviação é “Troubleshooting”, havendo normalmente partes dedicadas a esta prática em muitos manuais de manutenção tanto de aeronaves como de motores e componentes.

Principais Defeitos em Circuitos Elétricos

• Diversos são os defeitos que podem surgir em um circuito elétrico, contudo a experiência mostra que nem sempre as panes não da grandeza de seus circuitos.

• O que quer dizer que por mais complexo que o circuito pareça ser, na esmagadora maioria dos casos, a pane sempre é algo trivial.

• Fato este que nos faz ignorar muitas vezes os sinais (pistas) deixadas pela falha nos desviando do caminho de solução.

São eles:

Curto-Circuito; Descontinuidade; Mal Contato;

• Muitas vezes uma falha pode levar a outra e a outra. Por isso é importante procurar a causa e não somente o efeito do problema.

• Tratemos de explorar caso a caso cada um dos mais prováveis defeitos e como podem ocorrer.

Principais Defeitos em Circuitos Elétricos

Curto-Circuito

• Refere-se ao caminho de menor resistência pela qual a corrente elétrica pode fluir.

• Várias são as causas que podem gerar um curto, em geral pode acontecer devido:

• Ligações errôneas entre dispositivos elétricos;

• Queda de objetos estranhos (metálicos) sobre partes vivas de circuitos;

• Falhas de isolação entre condutores previamente sobrecarregados e comprometidos;

• Soltura de fios ou cabos fechando contatos entre partes alimentadas do circuitos.

Curto-Circuito

• Um curto circuito pode se manifestar de forma destrutiva caso não haja um dispositivo de proteção próximo mas havendo, o curto provocará o desarme de disjuntores ou a queima de fusíveis.

• Procedimento:

• Em geral, seguir o manual é o primeiro passo para a solução, contudo vão algumas dicas:

Curto-Circuito

• Procure observar as ligações do equipamento, examine para ver se está tudo ok;

• Examine interior para verificar algo anormal quanto a peças soltas e fios desencapados e aterrados inapropriadamente.

• Havendo muitos componentes no circuito, procure isolar partes se possível, restringindo áreas afim de localizar o defeito.

Exemplos de Curto-Circuito

• Exemplo N.° 1 – Sobre o circuito abaixo o que é possível afirmar? Como identificar o causador da falha?



Descontinuidade

• Uma descontinuidade se caracteriza por uma interrupção no circuito elétrico.

• Pode ocorrer geralmente devido à:

• Queima de um componente;

• Quebra de soldas;

• Quebra de fios;

• Encaixe inadequado entre cabos e equipamentos;

• Pode se manifestar através de um falha parcial ou generalizada do circuito.

• Procedimento:

• Neste caso de defeito é necessário o emprego de um instrumento de medição.

Descontinuidade

• A escala que permitirá observar é a do Ohmímetro;

• A descontinuidade em se tratando de um componente deverá ser checada com o circuito devidamente desligado;

• Contudo ao se medir um determinado componente afim de determinar sua condição, nem sempre a leitura corresponderá a condição real sem uma boa interpretação, veja exemplos:

• Exemplo N.° 1: Sobre o circuito seguir, este funciona parcialmente? Onde se localiza a falha? Como é possível determiná-la?

Exemplos de Descontinuidade

• Qual a sua opinião sobre a leitura do ohmímetro? Reflete a situação real do componente?

• O que foi feito em relação ao circuito abaixo? Isto favorece a leitura?



Mal Contato

• Definição: É o tipo de contato inadequado que gera resistência parasita e/ou produz interrupções intermitentes no fluxo de corrente.

• Pode ocorrer geralmente devido à:

• Torque inadequado (baixo) em terminais elétricos; • Vibração mecânica (produzindo folgas); • Corrosão do cobre (azinhavre); • Desgaste entre contatos elétricos (erosão e carbonização); • Presença de contaminantes (óleo e graxa); • Entre outros...

• Se manifesta na forma de um aquecimento pontual que pode provocar um funcionamento parcial e intermitente do circuito.

• Procedimento

• É interessante checar conectores, terminais, borneiras em busca de folgas, pontos de aquecimento ou sinais de corrosão;

Mal Contato

• Remova, inspecione, limpe (com limpa contatos elétricos) e reconecte conectores elétricos;

• Havendo necessidade, substitua cabos e troque alguns componentes para interagir de diferentes formas com o defeito afim de compreende-lo.

Princípios de Máquinas Elétricas Gerador Elementar CA e Transformadores –

Aula 14

• Conceitos introdutórios:

a. Magnetismo e Eletromagnetismo

b. Indução Eletromagnética

c. Lei de Farady-Lenz

d. Regra da Mão Esquerda

e. Fluxo Magnético na Espira

a) Magnetismo e Eletromagnetismo

• Campos magnéticos são regiões de influência que possibilitam trocar forças de campo magnético com objetos como ferro, níquel e outros ímãs.

• O conjunto de linhas de campo que emergem do pólo norte recebe o nome de Fluxo Magnético ø [weber - SI].

Origem do Campo Magnético

• O Campo Magnético é produzido por partículas elementares denominadas ímãs elementares ou pela passagem de corrente elétrica em um condutor (Regra da Mão Direita).

b) Indução Eletromagnética

• Segundo a Lei de Faraday, quando linhas de força são interceptadas por um condutor elétrico ou sobre um condutor em repouso incide uma fluxo variável de campo, uma força eletromotriz (tensão) é induzida neste condutor.

c) Lei de Faraday-Lenz

• É a junção de duas leis que explicam a origem e o comportamento da força eletromotriz induzida em função dos deslocamentos relativos entre condutores e campos magnéticos.

• Segundo a lei de faraday-lenz:

ε = - ∆ф (f.e.m em volts)

∆t

• A Lei de Lenz estabelece que a corrente induzida causada pelo movimento relativo de um condutor e um campo magnético sempre flui de acordo com a direção em que seu campo magnético se opõe ao movimento.

• A conclusão da Lei de Lenz aparece na forma do sinal negativo à frente da equação de Faraday.

d) Regra da Mão Esquerda

• Relaciona Força (F), Campo Magnético (B) e Corrente Elétrica (I) na forma:

F = B x I - Produto Vetorial (Newtons)

F = B.I.senθ – Módulo (Newtons)

Regra da Mão Esquerda

• O primeiro dedo (indicador) da mão esquerda é apontado na direção das linhas de força magnética (norte ou sul), o polegar é apontado na direção de movimento do condutor através do campo e o segundo dedo aponta na direção da f.e.m. induzida.

e) Fluxo Magnético na Espira

• Seja uma espira retangular de área “A” posicionada em um campo magnético uniforme “B”.

• Seu fluxo magnético é dado por: ø = B.A.cosθ

• Onde θ é o ângulo definido pelos vetores B e n conforme representado pela figura abaixo:

B

n Exemplo em que o ângulo θ=0° e o fluxo é máximo

Gerador Elementar de Corrente Alternada

• Para entendimento do gerador elementar de corrente alternada considere inicialmente uma espira retangular capaz de rotacionar em um campo magnético uniforme provido por um ímã permanente.


• Atribua ao terminais da espira retangular um par de escovas coletoras conectadas a um galvanômetro.

Considere de agora em diante que a espira rotaciona com velocidade constante em um único sentido. A velocidade de rotação será

dada por ω = 2πf (rad/s).

Velocidade angular de rotação ω.

ω


• Considere que a área da espira é “A” e que o campo magnético total do ímã é “B”.

• O fluxo magnético máximo, ou seja, o total de linhas de campo que passam pela espira é dado por: ф = B.A.cosθ

• Obviamente devido a variável θ, diferentes valores de fluxo poderão ser verificados devido ao movimento da espira no campo.


• Como a força eletromotriz induzida é obtida pela lei de faraday que diz que:

ε = - N.∆ф (f.e.m em volts)

∆t

• É necessário portanto variar o fluxo para se obter a f.e.m. No caso do gerador elementar, a sua única espira (N = 1) a cada deslocamento varia uma quantidade deste fluxo. Em regime permanente de funcionamento observa-se variações cíclicas de intensidade e direção da f.e.m.

Análise Quadro a Quadro da f.e.m Induzida no Gerador Elementar

Observações

Com relação ao Fluxo - ø Ø = B.A.cosθ Se, θ = 0° Ø = B.A. cos0°, logo O Ø = B.A que é máximo pela espira; Com relação ao f.e.m induzida ε = - 1 . dø = - d(B.A.cosθ) dt dt ε = - (-B.Asen θ) = B.A.0 = 0 V

logo ε = 0V que é nulo.

X

Y

n


Observações

Com relação ao Fluxo - ø Ø = B.A.cosθ Se, θ = 90° Ø = B.A. cos90°, logo O Ø = 0 que é nulo pela espira; Com relação ao f.e.m induzida ε = - 1 . dø = - d(B.A.cosθ) dt dt ε = - (-B.Asen θ) = B.A.1 = B.A V

logo ε = B.A V que é máximo.

X

Y

n


Observações

Com relação ao Fluxo - ø Ø = B.A.cosθ Se, θ = 180° Ø = B.A. cos180°, logo O Ø = - B.A que é máximo negativo pela espira; Com relação ao f.e.m induzida ε = - 1 . dø = - d(B.A.cosθ) dt dt ε = - (-B.Asen θ) = B.A.0 = 0 V


X

Y

n


Observações

Com relação ao Fluxo - ø Ø = B.A.cosθ Se, θ = 270° Ø = B.A. cos270°, logo O Ø = 0 que é nulo pela espira; Com relação ao f.e.m induzida ε = - 1 . dø = - d(B.A.cosθ) dt dt ε = - (-B.Asen θ) = - B.A.1 = - B.A V

logo ε = - B.A V que é máximo

negativo.

X

Y

n


X

Y

n

Observações

Com relação ao Fluxo - ø Ø = B.A.cosθ Se, θ = 360° Ø = B.A. cos360°, logo O Ø = B.A que é máximo pela espira; Com relação ao f.e.m induzida ε = - 1 . dø = - d(B.A.cosθ) dt dt ε = - (-B.Asen θ) = B.A.0 = 0 V


Onda Senoidal • Perceba que a função responsável pelo valor da

f.e.m é na forma ε = B.A.senθ, se B.A equivalem a uma constante, logo a variação da função depende exclusivamente da função trigonométrica seno, função senoidal.

Características da função Senoidal

• Como pode ser observado a função é composta por repetições sucessivas da mesma figura, pois ciclicamente ocorre a repetição dos valores de tensão.

• Logo esta função é dita periódica que implica em possuir:

Frequência “f” e período “T” onde f = 1

T

Obs: T (período) corresponde ao tempo gasto para completar 1 ciclo.

Características da função Senoidal • A frequência “f” é dada pelo número ciclos (ou

figuras repetidas) observável no intervalo de 1 segundo. Quanto mais figuras neste intervalo, maior a frequência.

• No caso do gerador, o que afetará a frequência se seu sinal AC de saída será justamente e velocidade de rotação da espira no campo magnético.

• Ainda sobre as características desta função, dois ponto são de extrema importância para o nosso estudo, estes são os picos da função.

Características da função Senoidal

• Vp+ >> corresponde ao valor máximo positivo da tensão alcançado no semiciclo positivo;

• Vp- >> corresponde ao valor máximo negativo da tensão alcançado no semiciclo negativo;

• Vpp (tensão de pico a pico) = Vp+ - Vp- [V]

v

t

+ -

Vp positiva

Vp negativa

Vpp

Tensão Eficaz ou Valor RMS

• É a medida do valor que efetivamente produzirá trabalho, seja este térmico, mecânico ou sonoro.

• O valor eficaz (Root Mean Square) é dado por:

Vef = Vp [V]

√2

• O valor efetivo é menor do que o valor máximo, sendo igual a 0,707 vezes o valor máximo.

• Então, os 110 volts oferecidos para consumo doméstico (rede) é apenas 0,707 do valor máximo da fonte geradora.

• A voltagem máxima é aproximadamente 155 volts que equivale a 110 x 1,41 = 155 volts.

• No estudo da corrente alternada, quaisquer valores dados para corrente ou voltagem serão entendidos como sendo valores efetivos.

Tensão Eficaz ou Valor RMS

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