LIVRO AMOSTRA GRÁTIS PARA AVALIAÇÃO§a... · Como sempre gosto de fazer vou começar com uma pergunta. Você acha que a tensão da “tomada da parede” é igual a de uma pilha

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O que todas as pessoas precisam saber sobre Eletricidade

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Porque escrevi este livro

Dois motivos diferentes me serviram de inspirao para escrever este livro.

Durante os ltimos oito anos eu trabalhei como Tcnico em Eletrnica na Fundao CECIERJ e acabei sendo responsvel por tudo (literalmente) que fosse ligado numa tomada ou usasse pilhas ou baterias.

Muitas vezes as coisas que chegavam as minhas mos para consertar apresentavam um problema conhecido pelos tcnicos com BIOS (Bicho Ignorante Operando o Sistema)!

Brincadeirinhas parte, nestes oito anos pude observar como as pessoas esto despreparadas para viver no mundo atual, em que todos ns somos extremamente dependentes da eletricidade, da eletrnica e das TICs (Tecnologia da Informao e Comunicao).

Apesar da minha formao em nvel superior ser em docncia da Matemtica, em 2010, aps passar no concurso para professor (de matemtica), fui lecionar Fsica para alunos jovens e adultos no Ensino Pblico do Estado do Rio de Janeiro. Quando eu falava isto as pessoas se benziam e faziam o sinal da cruz: - professor de Fsica? argh!

Nesta atividade pude perceber como os currculos esto anacrnicos e porque a educao no Brasil, em particular a pblica, est to ruim.

No captulo referente a Eletricidade eu procurei passar informaes que fossem realmente teis para vida de todo mundo e em particular para aqueles alunos, preocupando-me menos com as frmulas do que com os conceitos e suas aplicaes no dia a dia.

E assim me pareceu que talvez fosse hora de escrever algo sobre Eletricidade de modo que realmente possa preparar as pessoas para a vida, diferente dos livros de Fsica que causam arrepios em muita gente.

No quero dizer com isto que os livros de Fsica no sejam importantes, afi nal foi atravs deles que aprendi boa parte do que sei hoje, mas defendo a ideia de que primeiro a gente precisa almoar e jantar para depois se preocupar em saber como funciona o aparelho digestrio (para os mais antigos, digestivo)!

Finalmente o livro fi cou pronto.

Espero que lhe seja til, seja l qual for o seu ramo de atividade, porque sem Eletricidade no se vive mais! Se gostar convena seus amigos a lerem.

Aguardo seus comentrios em [email protected]

o Autor

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No pratique pirataria

Se voc adquiriu uma cpia no autorizada deste livro voc est praticando pirataria de acordo com a Lei de Direitos Autorais n 9.610 de 19 d fevereiro de 1998.

Distribuir cpias em papel ou em meios digitais deste livro sem autorizao por escrito do autor, alm de ser contra a lei (o que pode lhe ensejar um processo judicial), prejudicar todo o trabalho que o autor devotou para elaborar o material, portanto peo-lhe que, mais por uma questo de conscincia do que legal, no o faa.

o Autor

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L E I AAVISO IMPORTANTE

Lidar com Eletricidade pode ser perigoso.Dirigir um carro, mais ainda.

A vantagem em Eletricidade que voc mesmo pode se prevenir de acidentes se for cuidadoso, no

trnsito nem sempre.

Este livro no tem a pretenso de formar profi ssionais da Eletricidade, mas quem sabe

desperta o gigante adormecido em muita gente.

A inteno do livro dar uma luz (literalmente) a qualquer ser humano para viver na nossa

Selva Eltrica.

Se voc do tipo nerd-curioso e pretende fazer alguns reparos domsticos a recomendao

nmero 1 , SEJA CUIDADOSO.

DESLIGUE SEMPRE O DISJUNTOR ANTES DE COMEAR A TRABALHAR, PORQUE

O COISA RUIM ANDA SEMPRE A ESPREITA DOS DISTRADOS E, PRINCIPALMENTE, DOS

MACHES QUE NO TM MEDO DE CHOQUE (s de baratas) !

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CAPTULO 1

Onde voc entender, de forma simples, o que signifi cam os termos tenso, corrente, potncia, volt, ampre, watt e coisas do gnero usados no dia a dia e todos ns.

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O QUE OBRIGATRIO SABERNo mundo altamente tecnolgico

em que vivemos, cercado de equipamentos eletroeletrnicos por todos os lados, indispensvel conhecer conceitos bsicos de Eletricidade.

No pretendo com este livro que voc se torne um profi ssional do ramo, mas que saiba, por exemplo, entender as caractersticas eltricas de um equipamento e resolver pequenos problemas domsticos e no ter que fi car a merc, por vezes, de pseudos profi ssionais que se dizem eletricistas, mas no sabem o que esto fazendo, ou melhor (no seria pior?) fazem as coisas pelo mtodo de chutgoras e seja o que Deus quiser (e se ele no quiser o azar seu).

Vou comear com dois conceitos fundamentais, que voc ouve e at usa muitas vezes, so eles:

tenso ou voltagem e corrente.

Que tal uma perguntinha para aquecer seus neurnios?

Na tomada da parede tem dois buraquinhos (s vezes, trs), certo?

E o que tem nestes buraquinhos?

Tenso ou corrente?

A depende, enquanto no tiver nada ligado na tomada s tem tenso que tambm costuma ser chamada de voltagem; quando voc ligar alguma coisa na tomada, a sim alm da tenso passa a existir corrente, mais precisamente corrente eltrica.

O que estou afi rmando que tenso e corrente so coisas diferentes (os fsicos chamam de grandezas) embora muita gente, at eletricistas, ache que a mesma coisa.

A maneira mais simples para se entender o signifi cado destas duas grandezas atravs de uma analogia hidrulica.

A eletricidade feita por eltrons que so partculas dos tomos invisveis aos nossos olhos, ento vamos substituir os eltrons por gua para fi car mais fcil de entender.

Na fi g. 1 temos uma caixa dgua, um cano e uma torneira.

Fig. 1 - Um modelo hidrulico para entender o que tenso e corrente

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Agora voc entender o que signifi cam termos como positivo e negativo, corrente contnua, corrente alternada e aprender o que preciso saber para comprar certos equipamentos eletrnicos.

CAPTULO 2

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DOIS TIPOS DE TENSO DIFERENTES

No captulo anterior tratei de assuntos essenciais sobre Eletricidade e de algumas nomenclaturas que todos os seres humanos que vivem numa civilizao como a nossa precisam conhecer.

Procurei fi car no meio do caminho entre o terico e o prtico sem abusar do primeiro nem esquecer do segundo.

Espero que tenha gostado. Se chegou at aqui, ento parece que SIM.

Permita-me avanar um pouco mais e tratar de coisas importantes sobre Eletricidade que voc talvez at tenha estudado na escola, e a menos que tenha feito um curso tcnico ou engenharia eletroeletrnica, nunca soube para que estudou aquilo. Assim como tambm no sabe para que estudou PA, PG, logaritmos, matrizes, empuxo, quantidade de movimento, vetores e por a vai.

Como sempre gosto de fazer vou comear com uma pergunta.

Voc acha que a tenso da tomada da parede igual a de uma pilha ou da bateria do carro?

possvel que voc at tenha respondido claro que NO so iguais e se respondeu dessa forma eu quero saber o porqu?

Voc talvez saiba que a tenso da bateria do carro de 12 volts e a da tomada 127 ou 220V, logo voc sabiamente concluiu que so diferentes.

Parabns! Voc ouviu o galo cantar, s no sabe aonde!

Mas no desta diferena de valores que eu estou falando e sim do tipo de tenso que cada uma fornece (a bateria e a tomada).

Tipo de tenso? Como assim, no tudo tenso (ou corrente) no fi nal das contas?

No. A questo est na forma como cada uma gerada, mas este um assunto um pouco indigesto e, a rigor, exigiria uma boa dose de teoria para ser explicado e da qual eu prometo fugir. Ento, no tem jeito vou ter que dar alguns chutes em prol da simplifi cao. Tomara que eu consiga.

O primeiro ponto que a tenso da tomada da parede que voc recebe da concessionria de energia eltrica gerada de forma

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CAPTULO 3

Aqui voc entender o que signifi ca fase, neutro, fi o terra e como no tomar choque ao mexer numa instalao eltrica.

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QUAL A DIFERENA ENTRE TERRA E NEUTRO?Este um assunto bastante

importante e sobre o qual existe muita desinformao.

Grosso modo pode-se dizer que o que se entende por terra em eletricidade o planeta Terra mesmo, ou seja, solo cujo termo em ingls ground.

Fig. 5 - Aterramento eltrico

A forma mais simples de aterramento eltrico a que vemos na fi g. 5 e consiste de uma barra de cobre enterrada no solo na entrada da edifi cao a qual ligado um fi o que seguir para o quadro de entrada onde est o relgio e dali para dentro da residncia.

Ele de responsabilidade do consumidor e no da concessionria, e passou a ser obrigatrio pela Lei Federal 11.337 e que entrou em vigor em dezembro de 2007.

No me aprofundarei mais sobre as tcnicas e regras para se fazer o aterramento, pois no objetivo deste livro.

O que interessa tratar aqui qual a funo do aterramento ou fi o terra e entender porque ele diferente do neutro.

J falei um pouco sobre o neutro e agora podemos dar duas defi nies para esclarecer a diferena entre neutro e terra.

NEUTRO: Fio fornecido pela concessionria de energia eltrica junto com a(s) fase(s) para o retorno da corrente eltrica no circuito.

TERRA : Haste metlica ligada Terra na entrada de alimentao. No fi o terra no deve haver corrente circulando.

Da defi nio de Terra uma pergunta deve logo ser feita: - se pelo Terra no circula corrente para que ele serve ento?

Em poucas palavras a funo do aterramento garantir a proteo das pessoas e equipamentos por isso, tecnicamente o Terra e designado pela sigla PE que signifi ca Proteo Eltrica.

Mas como o tal aterramento funciona como proteo para as pessoas?

Para responder a esta pergunta precisamos entender o que o choque eltrico. Ento, vamos l.

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CAPTULO 4

Vamos entender a conta de luz e acabar com o mito (ou besteira) de que 220V gasta menos luz.

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220 VOLT GASTA MENOS LUZ: A BESTEIRAEm primeiro lugar rogo-lhe

encarecidamente que daqui para frente voc no diga mais coisas como estas - gasta mais ou menos luz - porque o que se gasta, ou melhor, consome, energia eltrica.

Depois da bronca, vamos ao mito de que a conta fi ca menor se usarmos 220 em vez de 127V (tem Z Fasca por a que acredita nisto).

Para provar o que eu estou dizendo convido-o a relembrar o captulo 1 quando eu falei das etiquetas dos aparelhos.

Um parmetro importante que aparece (ou deveria aparecer) sempre, alm da tenso de trabalho (127 ou 220V), a potncia em watts.

Naquele momento eu mostrei tambm que importante saber a potncia pois atravs dela podemos descobrir a corrente que vai passar no fi o e, por consequncia, a grossura correta para o mesmo.

Relembrados estes fatos, voltemos conta de energia eltrica.

Vimos que a concessionria cobra pelo consumo de energia que o resultado da multiplicao da soma de potncias dos nossos

aparelhos pelo tempo que fi cam ligados, da o kWh (quilowatt hora) que a energia eltrica consumida.

Perguntinha: - onde apareceu o valor da tenso neste clculo?

Resposta: - no apareceu, logo o consumo no depende da tenso e sim da potncia.

Um chuveiro de 5500W de potncia vai continuar consumindo 5500W esteja ele ligado em 127 ou 220V.

Ento qual a vantagem em usar 220V em vez de 127V?

Para responder a esta pergunta voltemos a continha do captulo 1, lembre-se que para calcular a corrente nos fi os basta dividir a potncia pela tenso aplicada.

Vamos usar o chuveiro de 5500W para fazer as contas.

1) Para 127V temos corrente igual a 5500/127 igual a 43,3A

2) Para 220V temos corrente igual a 5500/220 igual 25A.

Uau! Quase a metade da corrente!

E da? Da, d uma olhada na

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CAPTULO 5

Este um captulo para pessoas mais curiosas e com alguma habilidade e que queiram aprender a resolver coisas simples e teis em casa sobre eletricidade.

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COMO SABER QUEM A FASE E O NEUTRO

Uma maneira que os eletricistas maches utilizam para distinguir qual o fi o da fase e do neutro ver qual deles d choque.

Bem, este o mtodo dos maches e do Z Fasca, porque os profi ssionais utilizam algum tipo de instrumento de teste para tirar a dvida.

Em princpio no precisa ser nada muito sofi sticado e o que eu recomendo a voc, para comear, uma chave de teste similar a que vemos na fi g. 1.

Fig. 1 - Chave de teste para identifi car fase e neutro

Dentro do cabo transparente destas chaves existe uma pequena lmpada que acende quando encostamos a ponta metlica da mesma no terminal ou fi o que queremos analisar e, ao mesmo tempo, tocamos na parte metlica no topo do cabo da chave.

Fig. 3 - Identifi cando o neutro com a chave de teste

Se a lmpada acender como na fi g. 2 ento esta a fase se permanecer apagada trata-se do neutro ou, ento no h tenso chegando neste ponto.

Fig. 2 - Identifi cando a fase com a chave de teste.

Atualmente existem chaves de teste similares a esta em que basta aproximar a parte metlica da mesma ao terminal ou fi o e ela acender se a fase estiver chegando a ele sem que seja necessrio tocar no contato do cabo.

Veja a fi g. 4

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127 OU 220V ?Esta uma questo que pode

ser relevante principalmente quando estamos num local onde no conhecemos todas as tomadas ou no sabemos se a rede eltrica fornece 127 ou 220V.

muito comum as pessoas viajarem e levarem um secador de cabelo, um aparelho de som ou outro equipamento eltrico e ao lig-los na tomada, sem se preocupar em saber antes qual o valor da tenso. fi carem frustradas porque queimou assim que foi ligado.

Vamos ento a algumas dicas teis.

A primeira delas verifi car se o aparelho tem uma chavezinha marcada 127/220 ou 110/220.

Se tiver coloque-a na posio 220 e ligue-o sem medo.

Isso mesmo. Se a rede for de 220V ele ir funcionar sem queimar obviamente porque voc teve o cuidado de prepar-lo para receber a tenso correta.

E se a rede for de 127V (ou 110)?

Bem, ai ele no ir funcionar ou funcionar mal, mas o importante que no queimar.

Por exemplo, se for um secador de cabelo, ele fi car com baixa rotao e esquentar pouco, mas no vai queimar e neste caso voc pode retornar a posio da chavezinha para 127V sem medo.

Em outras palavras, se ligamos algo que est preparado para receber 220V em uma rede de 127V apenas no funciona ou funciona mal, mas, geralmente, no queima.

Obviamente que se fi zermos ao contrrio, ou seja, ligar algo preparado para 127 em 220 o resultado ... BUM !

Aqui eu exagerei um pouquinho; nem sempre teremos uma exploso e possvel que o aparelho nem chegue a queimar.

Se voc se esqueceu da recomendao de colocar a chavezinha em 220V antes de ligar, ento como prega a Lei de Murphy, voc certamente ligou errado.

Neste caso duas coisas podem ter acontecido:

1) Ligou e puff, apagou; neste caso, menos mal, talvez s tenha queimado o fusvel do aparelho e a, trocou t novo!

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CAPTULO 6

Se voc chegou at o fi nal do captulo 5, ento acho que vale a pena estender um pouco mais nossa conversa sobre Eletricidade e falar sobre as medidas de tenso e como a partir delas podemos resolver alguns problemas domsticos (de Eletricidade, claro!).

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E agora voc est apto a medir todas as pilhas e baterias que voc tem em casa.

Fig. 6 - Medindo a tenso de uma pilha.

Se voc est preocupado em levar choque ao fazer est operao encostando os seus dedos nos terminais da pilha fi que tranquilo.

Para produzir uma corrente capaz de sentirmos os seus efeitos (choque eltrico) precisamos de uma tenso maior de 40 ou 50 volts, o que no o caso aqui.

Dando continuidade a este pargrafo onde voc aprendeu a praticar uma nova modalidade de esporte, testar pilhas, vamos tratar dos adaptadores ou fontes usados em telefones sem fi o e notebooks, por exemplo.

Minha cobaia desta vez ser a fonte do meu notebook.

A maioria das fontes de notebook fornece 20V DC, ento sabendo disto j devemos colocar a chave seletora do multmetro em 200V.

Fig. 7 - Medindo a tenso no plug de um notebook

Voc notou que apareceu um sinal negativo na frente do valor 20,4V?

Voc saberia explicar porque isto aconteceu?

Que tal, ento revisitar a pg. 28 l no captulo 2.

Se a tenso na sada do plug da fonte do notebook DC e, portanto tem polaridade, logo ao colocar as ponteiras do multmetro devemos prestar ateno a este fato, caso contrrio aparecer o sinal negativo

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Fig. 9 - Medida da tenso em uma tomada.

Se voc achou estranho que a leitura do instrumento tenha sido de 130,8V em vez de 127V posso afi rmar-lhe que isto possvel acontecer e est dentro da tolerncia permitida pelas normas tcnicas.

S mais uma coisinha antes de encerrar este captulo, se voc tem dvida quanto ao valor da tenso a ser encontrado comece SEMPRE pela escala mais alta, neste caso a de 750V.

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CAPTULO 7

Neste captulo vamos tratar de diversos assuntos de muita utilidade para resolver pequenos problemas envolvendo Eletricidade e aparelhos eltricos.

Se eu fosse voc no deixaria de ler pode lhe render uma boa economia de dinheiro! L

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Observe como as ponteira so colocadas fi rmemente em cada terminal do fusvel.

Se ele estiver bom o display mostrar uma leitura igual a da fi g. 5, se o fusvel estiver queimado (aberto) a leitura ser igual a a da fi g. 4.

Fig. 6 - Testando um fusvel de automvel

Vejamos a seguir o teste de um fusvel de vidro muito comum em diversos aparelhos eletroeletrnicos

Fig. 7 - Testando um fusvel de vidro bom

VERIFICANDO SE UM CABO DE FORA EST DEFEITUOSO

Este outro tipo de problema muito comum que leva as pessoas a jogarem no lixo equipamentos que pararam de funcionar simplesmente por que cabo de fora apresentou defeito.

O mtodo para verifi car se um cabo de fora est defeituoso ou no bem similar ao utilizado para verifi car fusveis, o que signifi ca que utilizaremos a mesma funo do multmetro, ou seja, a de diodos.

Temos que verifi car se h continuidade entre cada pino e cada buraquinho correspondente na outra ponta do cabo.

Reparou que eu disse verifi car se h continuidade.

At aqui eu no tinha usado esta expresso que signifi ca que no h interrupo entre uma ponta e a outra e, portanto o multmetro ir mostrar 000 (001 -002) no painel e tocar a buzininha (se tiver uma).

Fig. 8 - Cabo de Fora

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CAPTULO 8

Este captulo um pouco mais tcnico e nele voc aprender, entre outras coisas, como instalar corretamente um interruptor.

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ELETRICIDADE EM CASAToda casa ou escritrio tem

lmpada e toda lmpada precisa de um interruptor para lig-la e deslig-la, sendo assim nada mais til que voc saber como funciona um interruptor e como fazer a instalao de um (corretamente) caso precise.

Embora instalar um interruptor seja uma coisa simples, ele exige um detalhe com relao a segurana que muito Z Fasca desconhece.

Um interruptor como o prprio nome j diz serve para interromper, mas interromper o qu?

Interromper o caminho da corrente eltrica que sai de um terminal da rede passa pela lmpada (ou qualquer aparelho eltrico) e retorna ao outro terminal.

Na fi g. 1 voc acompanha o que foi explicado acima usando-se um interruptor de abajur que propositadamente est aberto para voc entender como funciona o circuito.

Para a lmpada pendurada no teto, por exemplo, o interruptor na parede faz a mesma coisa que o interruptor de abajur, mas voc no v porque est tudo embutido na parede como mostra a fi g. 2.

Fig. 1 - Circuito mostrando a montagem de um interruptor

Entretanto, quando fazemos uma instalao embutida como a mostrada na fi g, 2 e no temos como ver o caminho dos fi os escondidos dentro da tubulao na parede, devemos tomar alguns cuidados.

Fig. 2 - Instalao de um interruptorcom fi ao embutida

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CAPTULO 9

Vamos falar um pouco sobre pilhas, baterias e recarregadores.Um item cada vez mais presente em nossas vidas.

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A primeira razo porque os recarregadores so diferentes, dependendo do tipo da pilha ou bateria e usar um recarregador inadequado pode danifi car a bateria.

Fig. 9 - Recarregador Ni-Cd e Ni-MH

O recarregador da fi g. 9 pode ser utilizado para recarregar baterias tipo NiMH (como a da fi g. 10) e Ni-Cd, mas no serve para baterias Li-ion e Li-Po.

Entendeu agora porque importante saber que tipo de bateria voc est usando para usar o recarregador correto?

Fig. 10 - Bateria recarregvel Ni-MH

Nunca demais lembrar que s podemos colocar no carregador baterias rechargeable (recarregveis), obviamente.

Uma das principais diferenas entre as baterias Ni-Cd e que elas, assim como as NiMH, possuem efeito memria enquanto as Li-ion, no.

A propsito, voc sabe o que efeito memria?

Quando uma bateria Ni-Cd ou NiMH carregada tem ter sido totalmente descarregada ela comea a sua carga a partir do quantidade de carga que ela ainda possui.

Vamos fazer uma comparao com uma caixa dgua. Toda vez que voc enche uma caixa dgua alm de gua entram tambm resduos que vo se acumulando do fundo da caixa e assim cada vez conseguimos colocar menos quantidade de gua propriamente dita dentro da caixa.

O que fazemos ento? Lavamos a caixa para retirar os resduos (leia-se lama) acumulados no fundo.

No podemos lavar a bateria e o jeito descarreg-la totalmente para ento recarreg-la.

Mas, fi que atento, pois este procedimento s vlido para as baterias Ni-Cd e NiMH.

No caso das Li-ion e LiPo elas no possuem efeito memria e no devemos deixar que a carga chegue

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CAPTULO 10

Um dos itens mais importantes numa instalao eltrica o disjuntor.Neste captulo tratareis um pouco deles, bem como de outros dispositivos de proteo.

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protegida com o DR a energia ser desligada imediatamente e no haver choque nem choradeira.

No vou tratar aqui da instalao do DR porque uma tarefa para um bom eletricista.

Vale ressaltar, entretanto que a instalao do DR exige um sistema de aterramento ou PE para que ele funcione.

Meu objetivo foi chamar ateno para este importante dispositivo de segurana que deveria fazer parte de todas as construes a partir de 1990 como prega a lei.

Se faz parte ou no eu no sei, mas sabendo que ele existe cabe a voc tomar suas providncias.

Vou concluir este captulo falando de mais um dispositivo de segurana que o DPS - Dispositivo de Proteo contra Surtos.

Mas o que um surto?

Em poucas palavras podemos dizer que um surto um pico de

Fig. 4 - Criana na iminncia de levar um choque se no tiver DR na rede

tenso muito alto que ocorre na rede eltrica num curtssimo intervalo de tempo (milissegundos) e no chega a acionar o desligamento do disjuntor.

Duas so as principais cuasas de surto de tenso:

1) Queda de raios na proximidade da instalao eltrica;

2) Desligamento e religamento muito rpido da energia provocado pela concessionria de energia.

A fi nalidade do DPS desviar para terra este surto de tenso.

Para instalao do DPS deve-se consultar um eletricista.

E assim, chegamos ao fi nal do livro.

A seguir teremos dois apndices sobre questes um pouquinho mais tericas que voc poder ler, se gostou do assunto e quiser se aprofundar um pouco mais sobre o mundo da Eletricidade.

Espero que a leitura lhe tenha sido til e prazeirosa.

No porque temos um assunto tcnico que a escrita tem quer se carrancuda como acontece na maioria dos livros.

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APNDICE I

Tratarei aqui, embora superfi cialmente, sobre a descoberta da Eletricidade e farei isto numa perspectiva histrica mostrando como tudo teve origem.

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no economicamente vivel para ser utilizada em larga escala.

Mas ser que seria possvel se produzir Eletricidade por outros meios que os das reaes qumicas que deram origem a inveno e construo das pilhas?

Em 1819 o dinamarqus Hans Christian rsted (a grafi a estranha mesmo, por que o nome dinamarqus) deu o primeiro passo para que mais tarde se pudesse obter Eletricidade com o auxlio do magnetismo ou ims como se diz popularmente.

rsted realizou uma experincia que voc tambm pode fazer e demonstrou que uma corrente eltrica produz um campo magntico ou, em outras palavras, uma corrente eltrica passando por um fi o faz com que ao seu redor tenhamos um efeito similar ao de um im (campo magntico).

Vamos realizar a experincia de rsted ?

Vamos precisar de uma bateria de 9V (nova), um pedao de mais ou menos 10 cm de um fi o qualquer e uma bssola que pode ser comprada em camel.

Se voc tiver algum im tambm ser til, mas no servem aqueles de geladeira, pois so muito fracos.

Aproximando o im da bssola voc ver que agulha muda de direo porque a proximidade do campo magntico do im supera a fora do campo magntico da Terra que responsvel pelo direcionamento natural da agulha.

Fig. 7 - Material para experincia de rsted

Agora vamos a experincia propriamente dita.

Conecte as duas pontas do fi o bateria e aproxime o fi o da bssola e voc ver que a agulha mudar rapidamente de posio.

Faa isto rapidamente (em 10 ou 15 segundos) porque a bateria vai esquentar e ir descarregar.

No se preocupe que no d choque.

Voc acabou de entrar no tnel do tempo e voltar a 1819.

Cuidado para no voltar de l falando dinamarqus!

Veja o experimento na Fig. 8.

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APNDICE II

Quem pretende estudar um pouco mais sobre Eletricidade precisa conhecer uma de suas leis mais importantes: - a Lei de Ohm. Ela o Teorema de Pitgoras da Eletricidade, est sempre presente.Outro assunto que no pode deixar de ser entendido so os circuitos srie e paralelo. Este apndice tratar disto tudo.

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CIRCUITO SRIE E PARALELOEstes so assuntos

importantssimos para quem quer estudar e trabalhar com Eletricidade e que esto relacionados com as Leis de Ohm.

Um circuito eltrico nada mais que a interligao entre um consumidor de energia, uma lmpada, por exemplo, e uma fonte de tenso (a tomada da parede, uma pilha).

Bem, este o circuito mais simples que podemos ter, mas podemos complicar um pouquinho colocando varias lmpadas, tomadas para ligar aparelhos eltricos e etc, etc. como acontece na vida real.

Vamos fazer isto de duas maneiras possveis usando lmpadas de lanterna e pilhas para exemplifi car.

Poderamos fazer com lmpadas comuns ou outros equipamentos, mas fi caria mais difcil para montar e fotografar e o resultado eu garanto que ser o mesmo.

Observe atentamente o circuito da fi g. 1.

Observe que as lmpadas, que no caso so trs, esto ligadas uma a seguir da outra como se fossem aquelas linguias de churrasco que veem uma amarrada na outra.

Fig. 1 - Circuito srie

Note que uma das extremidades da primeira lmpada vai ligada num polo da bateria, fechando-se o circuito com a ltima lmpada sendo ligada ao outro polo da bateria.

fcil perceber que a corrente s tem uma opo que passar por todas as lmpadas.

O que voc acha que acontecer se uma lmpada queimar?

Se voc respondeu que nenhuma delas acender, parabns! isso mesmo uma lmpada queimando o circuito fi ca interrompido e os eltrons no tm por onde passar e fechar o circuito saindo de um polo e chegando no outro.

Esta a primeira propriedade do circuito srie: a corrente a mesma em todos os componentes do circuito.

A outra propriedade do circuito srie diz respeito a tenso que

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Clica aqui embaixo

Tem alguma dvida?

[email protected]

http://bit.ly/2qekOrY

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No queime seu multmetro digital

2 Paulo Brites

Editorao Eletrnica, fotos e capa

Paulo Brites

ISBN

978-85-9054974-1

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www.paulobrites.com.br 3

Embora eu tenha dvidas que coincidncias existam, este livro fi cou pronto na vspera de meu fi lho mais novo, Henrique, completar 21 anos e por isso, dedico a ele como presente de aniversrio.

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A quem se destina este livro

Eu diria que ele se destina a todas as pessoas curiosas e que gostam de mexer com eletricidade e eletrnica, quer seja como estudantes, hobistas ou profi ssionalmente.

Estamos na Era dos makers, isto , dos fazedores.

Pessoas que gostam de fazer, modifi car, consertar, inventar!

Uma rea que mais tem se desenvolvido nos ltimos tempos a mecatrnica e junto com ela a robtica, e a vem a necessidade de construir circuitos eletrnicos e fazer medidas para verifi car se est tudo certo ou, em caso contrrio, descobrir porque no funciona.

E a o estudante ou curioso compra um multmeto digital e fi ca a olhar para ele sem saber por onde comear. Corre para o youtube, encontra um vdeo aqui outro ali e vai aos trancos e barrancos tentando descobrir o que fazer.

No tem mtodo, vai mexendo como criana com o brinquedo novo na mo. E de repente, l vem a frustrao o brinquedinho para de funcionar e aquela velha pergunta vem tona: onde foi que eu errei?

Volta a Internet. Reza pra So Google a procura da soluo . Futuca os foruns, faz perguntas, mas no acha a resposta. Desistir?

Foi principalmente para esta pessoas, curiosas, fazedoras e que gostam de resolver tambm seus problemas domsticos de eletricidade e eletrnica que eu escrevi este pequeno livro mostrando como aprender a usar o multmetro digital sem queim-lo na primeira medida.

Se voc se enquadra nelas, est no lugar certo e se quiser ir mais a fundo tambm.

Ao ler estas pginas voc vai aprender a usar o multmetro digital com mtodo, comeando pelo comeo. Paulo Brites

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que pirata

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Autorais

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de 19 de

fevereiro

de 1998.

Distribuir

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o faa.

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10 Paulo Brites

L E I AAVISO IMPORTANTE

Lidar com Eletricidade pode ser perigoso.

Dirigir um carro, mais ainda.

A vantagem em Eletricidade que voc mesmo pode se prevenir de acidentes se for cuidadoso,

no trnsito nem sempre.

Se voc do tipo "fazedor" e pretende fazer alguns reparos domsticos a recomendao nmero 1 ,

SEJA CUIDADOSO

e a nmero 2 SEJA CUIDADOSO.

Ah! Eu j a me esquecendo, a nmero 3 tambm!

Siga esta regra na Eletricidade e na vida e no tenha medo de ser feliz!

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SumrioCaptulo Zero O que preciso saber para no queimar o multmetro ...............12

Captulo 1 A primeira medida a gente nunca esquece .................................17

Captulo 2 Usando a escala de resistncia.................................................27

Captulo 3 E as correntes, como med-las?..................................................33

Captulo 4 bom saber antes de comprar um DMM (Digital Multi Meter).....39

Captulo 5 O que um multmetro TRUE RMS ...........................................53

Captulo 6 Os multmetros "X-TUDO" ..........................................................61

Captulo 7 O multmetro do eletricista...........................................................66

Captulo 8 Teoria na prtica ..........................................................................70

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12 Paulo Brites

CAPTULO ZERO

O QUE PRECISO SABER PARA NO QUEIMAR O MULTMETRO!

Trs conceitos bsicos de Eletricidade so fundamentais saber para usar um multmetro com segurana e sem queim-lo :

tenso, corrente e resistncia.

Se voc sabe BEM do que se trata, talvez possa pular este captulo, seno... ele

OBRIGATRIO!

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14 Paulo Brites

O que vamos medir com um multmetro

Basicamente um multmetro, seja digital ou analgico, utilizado para medir trs grandezas fundamentais da eletricidade: tenso tambm chamada de voltagem, corrente ou amperagem e resistncia eltrica.

Destas trs, eu diria que, a tenso pode ser considerada a mais importante de todas porque se no existe tenso, no existe corrente e, portanto no faz sentido falar em resistncia que uma grandeza que relaciona a tenso com a corrente. Sendo assim, nada mais bvio que comear perguntando se voc sabe explicar a diferena entre tenso e corrente.

No quero me aprofundar muito neste assunto aqui e se no sabe sugiro que leia meu livro O que todas as pessoas precisam saber sobre Eletricidade

Entretanto, no posso deixar de mencionar, mesmo que superfi cialmente, a diferena entre tenso e corrente usando a clssica comparao da caixa dagua com uma torneira que apresento na fi g.1.

No meio do caminho entre a caixa dagua e a torneira, no tem uma pedra como disse Drummond em seu poema, mas sim um hidrmetro que a companhia de gua e esgoto usa para cobrar o quanto de gua voc consumiu durante o ms.

Vamos fi ngir que a gua passando no cano e no hidrmetro a corrente eltrica.

Voc concorda que o hidrmetro s vai marcar alguma coisa se a torneira for aberta?

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CAPTULO 1

A PRIMEIRA MEDIDA A GENTE NUNCA ESQUECE!

Este ser, talvez, o momento mais emocionante da sua vida de fazedor, depois de aprender a andar de bicicleta sem rodinhas.

Hora de fazer as primeiras medidas de tenso.

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20 Paulo Brites

IMPORTANTE Sugiro fortemente que voc coloque uma proteo neste terminal,

como um pedao de fi ta cobrindo-o, para evitar utiliz-lo por distrao.

Repare que ao lado dele est escrito unfused o que signifi ca sem fusvel e, portanto se voc utiliz-lo de forma incorreta ter uma grande chance de ter que se

despedir para sempre do seu primeiro multmetro.

A confi gurao da fi g.1 no a nica possivel. Podemos encontrar situaes como as mostradas nas fi gs. 2 e 3 onde temos quatro bornes e no apenas trs, mas o importante que sempre teremos um borne marcado COM onde colocaremos a ponteira preta.

Feitas estas observaes iniciais importantssimas e j sabendo onde espetar as ponteiras estamos a um passo do paraso, ou seja, das medidas de tenso das pilhas e baterias que voc j deve ter separado para este momento to emocionante da sua vida de fazedor que merecer at uma foto no facebook.

Multmetro na mo e l vamos ns colocar a chave seletora na posio correta. Eu disse, C O R R E T A!

Que tal voltar a fi g.3 do captulo zero? Para facilitar a sua vida coloquei um destaque desta fi gura aqui e chamei de fi g.4. Vamos medir tenso, mas olhando a fi g.4 vemos duas possibilidades. A do retngulo

vermelho e do retngulo azul. Qual escolher, eis a questo?

Como voc vai medir pilhas que fornecem tenso contnua ter que escolher uma das posies dentro do retngulo vermelho esquerda.

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Observe que o sinal negativo desapareceu "num passe de mgica" como era esperado que ocorresse porque agora as ponteiras esto posicionadas de forma correta, isto , vermelha no positivo da pilha e preta no negativo.

Entretanto, a leitura no display foi 1520 e no 1.51 como na fi g.5.

Ops! 1520 volts ? isso mesmo?

Claro que no, n!

Repare que a chave seletora est em 2000m que, como j vimos, corresponde a 2000mV, portanto o valor da tenso da pilha 1520mV ou1.520V.

Qual a vantagem de usar uma escala ou a outra, isso que voc quer saber?

A escala de milivolts nos d uma leitura com mais exatido, com trs casas decimais depois da vrgula (ou ponto) em vez de apenas duas como acontece na escala de 20V.

A vantagem vai depender de se necessitar obter um valor mais exato ou apenas aproximado.

Deixo por sua conta fazer esta experincia usando a posio 200V e tire suas prprias concluses.

Sugiro ainda que procure outras coisas que possa medir tenso ou voltagem como alguns dizem, mas atente-se que seja continua ou DC.

Por exemplo, fontes de telefone sem fi o, notebooks ou outras trapizongas que voc encontrar pela vida, mas no se esquea, se no tiver ideia do valor a ser medido comece sempre por uma escala maior porque o que abunda no prejudica, no mesmo!

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24 Paulo Brites

Agora vamos medir tenses das tomadas. Muita calma nesta hora e bota calma nisso!

As tenses das tomadas apresentam valores bem maiores que os que voc mediu at aqui e, embora quem d choque seja a corrente quanto maior a tenso, em geral, maior ser a corrente e, portanto o choque e porque no dizer maior ser o risco de vida, ou pior, o risco de morte.

Mas isto assunto para o meu livro O que todas as pessoas precisam saber sobre Eletricidade que se voc ainda no leu, no sabe o que est perdendo.

Passado o primeiro pargrafo que poderia ser chamado colocando terror e o segundo os nossos comerciais, vamos ao que interessa.

D uma olhadinha no destaque em azul da fi g.4 na pgina 20 e veja que agora, ao lado da indicao V, temos um smbolo que lembra um til (~) e corresponde a tenso de corrente alternada onde temos apenas dois valores: 200 e 750 (neste caso).

Pois bem, as tenses das tomadas devero ser medidas usando uma destas duas posies e usando a regra de outro comece com 750, por segurana.

As ponteiras continuam no mesmo lugar s que agora no precisamos nos preocupar com as cores, isto , a polaridade porque tenso alternada no tem positivo e negativo fi xo j que alternada.

Tudo certo e conferido, hora da foto pro facebook que voc confere na fi g.7.

Como eu sabia que a rede eltrica onde ia ser feita a medida no era de 220V pude escolher a posio 200V, sem receio de queimar o multmetro e obtive 130,8V que bem prximo do valor ofi cial 127V.

Medir tenses de tomadas no a nica tilidade das escalas de tenso AC, pode-se medir sada de transformadores tambm.

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CAPTULO 2

USANDO A ESCALA DE RESISTNCIA

PORQUE, S VEZES, RESISTIR PRECISO!

Este captulo ser dedicado a escala hmica ou de medida de resistncias.

Ser um captulo pequeno, mas nem por isso pode ser considerado de pouca importncia.

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Viva Georg Simon OHM!

Nossas prximas medidas estaro relacionadas s descobertas que este alemo fez l por volta de 1826.

Voc j sabe o que a corrente disse para a tenso: - eu no existo sem voc e para haver corrente tem que ter uma coisa ligada fonte de tenso e esta coisa far com que a corrente seja maior ou menor dependendo da resistncia que ela impe passagem da corrente.

Todo este lero-lero acima serviu para dizer que pode ser til medir a resistncia da coisa a qual expressa em ohms cuja unidade foi escolhida para homenagear o alemo (nada mais justo) ou tambm pela letra grega mega () que parece (s parece) uma ferradura.

Que tal voltar fi g. 1 da pgina 19, que eu repito aqui embaixo, para relembrar que no borne do meio apareceu esta ferradura e, portanto voc que um gnio j concluiu sabiamente que a ponteira vermelha vai continuar ali quando quisermos medir as "resistncias" do senhor Ohm. A ponta preta imexvel (como disse um "ministro"), fi ca sempre em COM.

Agora que voc j sabe onde vai colocar as ponteiras para medir resistncias hora de escolher a posio da chave seletora e isto pode ser visto na fi g.2.

Nela voc ver que existem cinco possibilidades que so as seguintes:

2000k - 200k - 20k - 2000 e 200

A posio 2000k a mesma coisa que

2 megaohm que o mximo valor de resistncia que este multmetro mede e eu diria que razovel e sufi ciente para um principiante ou hobista, mas voc ir precisar de coisa melhor no futuro se quiser se tornar um profi ssional.

Abordarei isto em outro captulo, por enquanto aprenda a mexer com este futucando a vontade.

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30 Paulo Brites

O que OBRIGATRIO saber antes de medir resistncias

Nunca, jamais, em tempo algum, se pode medir resistncias com o equipamento ligado, a menos que voc queira correr o risco de queimar o seu multmetro ou at explod-lo na sua cara.

Sendo assim, preste muita ateno (eu disse MUITA) quando for medir tenses para que a chave seletora no esteja em nenhuma posio de resistncia mostrada na fi g.2.

Outra questo que eu coloco como obrigatria a verifi cao do estado das ponteiras.

Antes de efetuar qualquer medida seja tenso, resistncia ou corrente devemos adotar o seguinte procedimento:

1) Colocamos a chave seletora na menor posio de medida de resistncia (neste caso 200ohms).

2) Unimos fortemente as duas pontas (unidos venceremos!) e observamos a leitura no display que dever ser zero. Na prtica possivel encontrar um valor ligeiramente maior, mas que no deve chegar a um.

No exemplo da fi g.3 obteve-se 00.1 que bem prximo de zero, portanto aceitvel.

Valores um pouco maiores indicam dois tipos de problemas:

1) Ponteiras defeituosas. Troque-as por outras confi veis e comprove.

2) Mau contato na chave seletora produzidos por desgates,muito comuns em equipamentos de baixa qualidade, os famosos Shing Lin.

Por que importante fazer esta verifi cao? Se encontramos um valor no nulo siginifi ca que estaremos introduzindo um erro na leitura qualquer que seja ela.

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CAPTULO 3

E AS CORRENTES,COMO MED-LAS?

Medir correntes sempre mais trabalhoso que medir tenses, mas, s vezes, temos que encarar as difi culdades e no adianta reclamar.

Ento, vamos aprender como medir correntes e parar de resmungar.

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36 Paulo Brites

Analisando as escalas de corrente do multmetro digital

Se medir a corrente for inevitvel, ento "relaxa" e mede, mas com cuidado.

Uma observao importante que a maioria dos multmetros digitais s mede corrente continua e este o caso do nosso modelo-cobaia.

Portanto, que fi que bem claro que voc NO poder medir com ele a corrente de consumo de um aparelho eltrico da sua casa.

Vamos voltar a dar uma olhada na rea do retngulo verde da fi g,3 l do capitulo zero que eu estou colocando aqui ao lado com maior destaque para analisarmos.

Note que temos quatro posies que ollhando de cima para baixo so: 2000, 20m, 200m e 10.

Estranhos estes valores, no ?

Vejamos. O primeiro deles " 2000" corresponde a 2mA. O segundo 20mA e o terceiro 200mA. Nada de estranho, ento, voc concorda?

O tal " 2000" apenas uma maneira "enrolada" de escrever 2mA (dois miliamperes) para complicar a vida das pessoas.

Ento, voc j sabe que seu multmetro digital pode medir corrente contnuas que vo desde a escala de 2mA at a de 200mA e sinto lhe dizer que isto,s vezes, muito pouco

Ah! E as ponteiras, onde fi cam?

At aqui, nada muda. A preta fi ca em COM e a vermelha continua no borne marcado com VmA que voc usou at agora para medir tenses e resistncias.

Observe que ao lado dele h um ponto de exclamao dentro de um tringulo e a expresso "500mA fused", que quer dizer "protegido com fusvel at 500mA" para alegria dos "distrados".

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CAPTULO 4

BOM SABER ANTES DE COMPRAR UM DMM

(Digital Multi Meter)

Se voc pretende ter um multmetro digital apenas para os "primeiros socorros" domsticos, no precisa ler este captulo, mas se sua inteno se profi ssionalizar a leitura ser til.

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Tantas marcas e modelos, o que comprar? Oh, dvida cruel!

Reforando o que eu disse na chamada do captulo, tudo depender dos seus objetivos, o que no invalida a tese inicial de que voc deve comear com um modelo simples e baratinho.

Voc acabou de tirar a carta de motorista, no vai querer sair por a dirigindo uma Ferrari, no mesmo?

Agora que voc j sabe pilotar o "teco-teco" e supondo que voc tomou gosto pela eletrnica e quer sair para "voos mais altos", a sim precisar de um "Boeing", quero dizer, um instrumento "melhor".

Mas, o que "um instrumento melhor"?

Exatido, preciso e resoluo: trs informaes importantes

Sempre defendi a ideia que preciso saber o signifi cado das informaes para que possamos tomar decises com mais confi ana.

No podemos nos basear no que o vendedor diz porque, em geral, ele pouco ou nada sabe sobre o que est vendendo.

No caso dos multmetros digitais, se prentendemos comprar um instrumento "melhor", preciso comear entendendo o signifi cado de trs parmetros essencias que so: exatido ou acurcia, preciso e resoluo.

A palavra acurcia que vem do ingls accuracy pode soar estranha para muita gente e o pior que, s vezes, confundida com preciso, at mesmo em alguns manuais de multmetros digitais como vemos no exemplo da fi g.1. Felizmente esta

"confuso" no cometida por todos os "fabricantes" nacionais que "traduzem" accuracy por preciso e no como exatido como poderemos ter a oportunidade de constatar olhando a fi g.2 a seguir.

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46 Paulo Brites

Precisamos entender o que cada uma signifi ca porque a que comea a confuso.

Vou pegar, para comear, o exemplo da fi g.4 onde temos "31/2". O dgito "cheio" (3, neste caso) quer dizer que teremos trs dgitos depois do ponto decimal (de 0 a 9 cada um), entretanto o 1/2 dgito signifi ca que teremos apenas 2 valores (0 ou 1) na parte inteira.

T confuso?

Apelando para os chineses que dizem que uma fi gura vale mais que mil palavras olhe a fi g.6 onde temos trs exemplos de multmetros.

Percebeu que o numerador da frao corresponde ao primeiro nmero da leitura?

Ele costuma ser chamado de MSD = More Signifi cant Digit (Dgito Mais Signifi cativo).

Tem tambm o LSD = Least Signifi cant Digit (Dgito Menos Signifi cativo). D uma olhada na fi g.7 antes de continuarmos.

Notou tambm que nos trs casos o dgito "cheio" igual a trs?

E no pense que coincidncia que nos trs casos temos sempre trs dgitos depois do ponto decimal que podem variar de 0 a 9 cada um.

Voc desconfi a qual a relao entre uma coisa e a outra?

Vai pensando. Em breve volto ao assunto.

Entretanto, nem todos os fabricantes seguem esta "regrinha".

Alguns preferem expressar o nmero de contagens (alis, parece mais "honesto") em vez do nmero de dgitos e a temos mais confuso.

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50 Paulo Brites

Ahan! Como que ? Explica de novo!

Muito bem. Veja s, 0,05% de 1.800V = 0.0009V = 900V e uma contagem (LSD = dgito menos signifi cativo) igual a

0.0001V = 100V ou 900V + 100V = 1000V = 1mV = 0.001V logo o valor medido pode estar entre 1.7999V e 1.8010V.

E se fosse +/- 0.05% +3d o que mudaria?

Vamos pensar um pouquinho?

Neste caso teramos 3 contagens (LSD) = 3 x 0.0001 = 300V e portanto 900 V + 300 V = 1200 V = 1.2mV o que nos leva a concluir que podemos ter 1.7988V ou 1.8012V (1.800 +/- 0,0012).

Isto pode parecer um pouco de preciosismo e at tendo a concordar que na maioria das situaes do dia a dia no se precisa levar em conta, entretanto julguei pertinente tratar do assunto que pode ser til para "tcnicos mais avanados" ou para quem vai prestar concursos.

Segurana - um tpico importante

Antes de terminar este captulo preciso apresentar-lhe a um item das especifi caes dos multmetros digitais que, geralmente, negligenciado pelos compradores, mas que muito importante porque refere-se segurana do usurio.

Observe o destaque com a seta vermelha na fi g. 9 onde aparece uma legenda com a seguinte inscrio: CAT I - 600V.

Dependendo do instrumento poder aparecer tambm como:

CAT II, CAT III ou CAT IV e a tenso ao lado poder ser 600V ou 1000V.

Voc sabe o que estas informaes signifi cam?

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bem provvel que no, mas no fi que triste pois apenas os bons profi ssionais sabem e como voc, eu suponho um principiante, no tem obrigao de saber ou melhor no tinha porque a partir de agora fi car sabendo.

Posso comear dizendo que para hobistas e fazedores esta informao no chega a ser relevante, mas no custa falar um pouco dela.

Trata-se de um padro estabelecido pela norma IEC-1010 de 1988 que estabelece as caractersticas de construo fsica dos multmetros conforme sua aplicao associadas exposio do equipamento a "sobre tenses" (transientes) estabelecendo a distncia segura que pode ser usado em relao a fonte de energia.

A tabela ao lado nos mostra os valores de tenso de cada categoria.

Para um hobista ou at mesmo um tcnico em eletrnica um instrumento CAT I - 600V que o mais comum atende perfeitamente o mesmo no se pode dizer em se tratando do uso por eletricistas, entretanto no irei aprofundar mais sobre assunto, a inteno aqui foi apenas alert-lo para algo pouco divulgado.

Na fi g.10, obtida de um catlogo da Minipa voc tem uma viso geral das categorias e suas aplicaes.

Ah! J a esquecendo, veja a seguir as respostas da pg.47.

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CAPTULO 5

O QUE UM MULTMETROTRUE RMS

Muita gente ainda tem dvidas sobre o que um valor TRUE RMS, alis nem sabe direito o que signifi ca RMS.

Este um captulo que pretende esclarecer isto defi nitivamente.

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Para incio da conversa, o que valor RMS?

Para entender o que um voltmetro True RMS parece bvio que preciso que voc entenda primeiro o que um valor RMS.

O termo true signifi ca verdadeiro. Ento, ser existe um RMS de mentirinha e outro verdadeiro, isso?

Vamos ver.

A sigla RMS signifi ca Root Mean Square que em bom portugus quer dizer Raiz Mdia Quadrtica tambm denominado de Valor Efi caz.

Hum! Isto est cheirando a matemtica!

Ento, vamos a ela, sem medo de ser feliz.

Antes de tudo que tal destrincharmos cada uma destas palavrinhas separadamente para tentar entender o que signifi cam juntas.

Comecemos com raiz e quadrtica.

Por exemplo, dois elevado ao quadrado igual quatro (22 = 4). Encontrar ou extrair" a raiz quadrada de 4 descobrir qual o nmero que elevado ao quadrado d 4 que neste exemplo ns sabemos que 2.

Ento qual a raiz quadrada de 25? Ora, o nmero que elevado ao quadrado d 25 e o prmio vai para.... o nmero 5.

Depois desta brevssima reviso sobre raiz quadrada, para acordar seus neurnios dorminhocos, falemos das mdias (que neste caso no so de caf com leite).

Em matemtica podemos calcular diversos tipos de mdia e a mais comum de todas a mdia aritmtica que embora no seja de interesse em nosso estudo sobre RMS irei abord-la no s como curiosidade, mas tambm para ajud-lo a compreender o que vem pela frente.

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56 Paulo Brites

Mdia aritmtica: uma reviso rpida

Suponhamos que numa determinada escola para o aluno passar de ano tenha que obter mdia aritmtica sete em quatro avaliaes.

Assim, ele ter que somar 28 pontos nas quatro avaliaes porque 28 dividido por 4 igual a 7, logo se ele tirou 4 na primeira prova, 6 na segunda, 9 na terceira at aqui s somou 19 pontos, ento ele vai ter que se virar para tirar 9 na quarta avaliao.

Esta a mdia aritmtica. E a mdia quadrtica, como se faz?

Ela um pouquinho mais sofi sticada e menos usada no dia-a-dia, mas muito importante quando falamos de tenses e correntes alternadas que o nosso caso neste captulo.

Por defi nio

Parece confuso, mas no . Vamos, ento a um exemplo numrico.

Usando as notas do aluno vadio do exemplo teremos primeiro que fazer a mdia aritmtica dos quadrados das quatro notas, ou seja,

(42+62+92+92) 4 = 214 4 = 53,5.

Se quisssemos achar a Raiz Mdia Quadrtica teramos que extrair a raiz quadrada de 53,5 que d aproximadamente 7,314 (a conta foi feita com calculadora).

Neste caso, o aluno passaria (se eles descobrirem vo pedir para mudar a metologia de clculo).

Mas qual seria o interesse de se extrair a raiz da mdia quadrtica?

No caso das notas nenhum, mas tratando-se de medidas de tenses e correntes alternadas este clculo muito importante, como veremos. Deixemos este assunto das mdias temporariamente de lado e passemos a algumas consideraes sobre a corrente/tenso alternada.

Mdia quadrtica a raiz quadrada da mdia aritmtica dos quadrados dos valores.

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CAPTULO 6

OS MULTMETROS "X-TUDO"

Neste captulo vou falar um pouco sobre os multmetros digitais que medem vrias outras grandezas fsicas alm de tenso, corrente e resistncia: - os multmetros "X-Tudo".

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64 Paulo Brites

Por exemplo, a funo HOLD uma das quais eu destaco como muito til e raramente usada pelos tcnicos.

Antes de explicar como usar esta funo eu pergunto: - o que signifi ca HOLD?

No precisa pedir para o Google traduzir, eu explico. De um modo geral hold pode ser traduzido como "prender ou segurar".

Ser que voc j est desconfi ando o que vai acontecer com a leitura no display quando o hold for acionado?

Isso mesmo, a leitura vai fi car "presa" ou, poderamos dizer, "pausada e assim voc no precisa fi car olhando para o multmetro enquanto tenta colocar a ponteira naquele lugar dfi cil e correr o risco de provocar um curto acidental encostando-a onde no deveria.

Melhor ainda se for auto-hold que permite que a leitura seja "congelada" quando fi car estvel.

Prtico no ? Voc j havia pensado nisto?

Outra aplicao interessante da funo hold a anotao de valores variveis em uma tabela. Podemos "dar um hold" e parar para fazer a anotao calmamente.

Outras caractersticas que valem a pena ser observadas na compra de um instrumento "melhor" so:

- auto range, efetua mudana de escalas automaticamente, mas pode tornar a leitura mais lenta dependendo do multmetro.

- auto desligamento, importante para economizar bateria.

- bargrarph uma opo interessante quando queremos observar variaes na tenso ou corrente.

Assim como sugeri no meu livro Osciloscpio sem Traumas aqui tambm vale a pena pesquisar os manuais e vdeos na Internet antes de decidir, lembrando sempre que nem tudo poder ser contemplado ao mesmo tempo.

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66 Paulo Brites

CAPTULO 7

O MULTMETRO DO ELETRICISTA

O verdadeiro eletricista precisa de um multmetro digital, mas neste caso com algumas caractersticas diferentes dos utilizados pelos eletrnicos e hobistas. Veremos quais neste captulo.

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68 Paulo Brites

O que h de diferente?

Os multmetros usados por eletricistas e tcnicos de refrigerao apresentam o aspecto mostrado na fi g.1.

Eles costumam ser chamados, em portugus, de alicate ampermetro e em ingls so conhecidos como clamp ammeter.

O que h de especial neles?

Voc deve ter notado que h um gatilho que quando pressionado abrir aquele "anel" vermelho que servir para abraar o fi o como mostra a fi g.2.

O principal motivo desta diferena que para os eletricistas e tcnicos de refrigerao pode ser muito importante saber o valor da corrente no circuito.

Como voc aprendeu no captulo 3 para medir a corrente no circuito precisamos interromp-lo para introduzir o ampermetro "no meio do caminho" ou, tecnicamente falando, em srie com o circuito.

Entretanto, em se tratando de um circuito eltrico esta prtica de interromper o circuito no apenas "desconfortvel", pois o local fi caria s escuras por algum tempo, mas tambm perigosa em certo casos.

Para resolver a encrenca sem "precisar cortar a veia para fazer o cateterismo e matar o paciente" pode-se fazer uma espcie de "ressonncia magntica" no circuito e medir a corrente que nele circula de forma "no envasiva" usando as propriedades do eletromagnetismo.

O eletromagnetismo nos diz que quando uma corrente eltrica passa por um fi o, ento estabelece-se em torno dele um campo magntico de valor proporcional intensidade desta corrente e, portanto se captarmos este campo podemos descobrir a corrente de forma indireta e com tudo "s claras".

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CAPTULO 8

TEORIA NA PRTICA

Chegamos ao fi nal do livro e espero que seu multimetro ainda esteja "vivo" (e voc tambm!).

Vamos ento a algumas experincias prticas interessantes que voc pode fazer com a teoria que aprendeu.

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Experincia n 2 - Verifi cando potencimetros

Uma falha muito comum nos potencimetros apresentar variaes bruscas da resistncia entre A e C ou B e C (fi g.4) ao girarmos o eixo do mesmo.

H casos em que esta variao pode ser provocada por sujeira na parte metlica do cursor o que pode ser resolvido com algum spray de limpa contatos.

NO USE "WD40" OU SIMILARES

Para verifi car o potencimetro, sem desmont-lo, podemos usar a escala hmica do multmetro digital.

Inicialmente voc deve medir a resistncia entre os terminais A e B e conferir se corresponde ao valor da resistncia do potncimetro.

Se esiver acima de 10% nem precisa continuar porque no tem conserto. Supondo que ele passou neste teste hora de conferir como ele se comporta quando variamos o cursor como mostra a fi g.5.

Colocamos uma das ponteira do multmetro num dos terminais do potencimetro (A ou B como na fi g.4) e a outra ponteira no terminal C.

A seguir variamos lentamente o eixo e observamos a resistncia no display que dever ir de zero ohm (ou prximo) at o valor mximo do potencimetro que voc j havia medido anteriormente.

Durante esta variao do eixo, a leitura no display dever subir (ou descer) sem intermitncia o que indicaria um dos problemas citados nos pargrafos anteriores.

Lembre-se que existem dois tipos de potencimetros: lineares e logartmicos cujas curvas de variao da resistncia so diferentes.

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Assunto tratado como mais detalhes no captulo 7 do meu livro Eletrnica para Estudantes, Hobistas e Inventores.

Experincia n 3 - Verifi cando cabos de fora e similares

Uma falha bastante comum e que leva muitas pessoas a jogar no lixo torradeiras, grills, ferros de passar roupa entre outros eletrodomsticos o "fi o partido".

Por exemplo, enrolar o fi o do ferro de passar em volta dele como se v na fi g.6 acaba partindo o fi o internamente no local indicado em vermelho.

Nem sempre a identifi cao do fi o partido pode ser feita visualmente ou com o tato o que leva as pessoas a julgarem que o ferro "queimou" e mandar consertar "no vale a pena".

Se voc chegou at aqui na leitura deste livro porque um "fazedor" e certamente talvez possa consertar o ferro e ajudar o planeta. Tirando a tampinha da parte de trs voc

ver as duas pontas de fi o chegando aos terminais. Basta colocar o multmetro na escala de continuidade e medir entre cada terminal e o pino da tomada (com o ferro desligado da tomada, claro!).

s vezes necessrio fazer alguns movimentos junto a dobra do fi o para constatar que ele est realmente partido.

Se em pelo menos uma das medidas voc no escutar o apitinho signifi ca que o fi o est mesmo partido e a s comprar outro e trocar, salvando o planeta de mais um lixo no fundo de algum rio.

Suponhamos que no seu dia de sorte e voc concluiu que o fi o no est partido, mas o fato que a "dona patroa" est reclamando que o

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assim tambm na vida.

Para quem s tem dez reais no bolso um real muita coisa, mas quem tem um milho na conta bancaria, nem percebe a diferena.

Chego ao fi nal do livro com o desejo que lhe tenha sido til e a esperana que voc no tenha queimado o seu multmetro, mesmo sendo um Shing Lin.

Sinta-se a vontade para fazer crticas e mandar sugestes pelo meu e-mail

[email protected]

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Eletrnica para Estudantes, Hobistas & Inventores


Paulo Brites

Eletrnica para

Estudantes, Hobistas & Inventores

1 Edio

Rio de Janeiro

Edio do Autor

2016



Algumas palavras iniciais

Quando eu comecei a estudar Eletrnica ainda vivamos na Era da Vlvula e os transistores comeavam a chegar por aqui muito timidamente e, pelo que lembro, s existia o CK722 que servia para tudo.

As minhas primeiras aulas sobre transistores no curso tcnico foram um horror. Os professores eram dois estudantes de engenharia (no vem ao caso de que escola) totalmente despreparados para dar aula em um curso tcnico e queriam calcular a velocidade do eltron dentro do cristal semicondutor e outras bizarrices do gnero.

Eu me perguntava, por que quando estudei as vlvulas anteriormente com um engenheiro no precisei aprender a calcular com que velocidade o eltron saia do ctodo e chegava placa. Aprendi sim, e muito bem, com o meu inesquecvel Prof. Frana, como se polarizava uma vlvula, como se utilizavam as suas curvas e como se fazia o circuito funcionar.

Era isto que eu queria saber sobre os transistores e que aqueles professores, estudantes de engenharia no ensivam, porque tambm no sabiam.

No desisti. Mesmo sem Internet e sem Google, era 1967, descobri um pequeno livrinho da RCA americana que consegui que chegasse s minhas mos aqui no Brasil (no perguntem como consegui esta faanha, nem lembro mais) e que explicava com muita clareza como o transistor funcionava.

Por volta de 1970, quando comecei a dar aula de Eletrnica, aquele livrinho era a minha fonte de inspirao para preparar as aulas.

Para encurtar este prefcio, antes que ele se transforme numa auto biografi a, quero dizer que ano aps ano venho percebendo que se precisa simplifi car cada vez mais a maneira de ensinar, para quem est comeando a estudar alguma coisa, seja Eletrnica ou o que for.

Estamos no sculo XXI e os mtodos de ensino e muitos livros ainda esto no sculo XIX!

No meu ponto de vista, primeiro o aprendiz precisa entender para que serve aquilo que esto tentando lhe ensinar. Mais tarde, se for do seu interesse, ele ir se aprofundar no assunto.

Costumo resumir este meu mtodo didtico dizendo: - ningum precisa saber como funciona o aparelho digestrio para almoar e jantar.

Este ser o caminho seguido neste livro: - primeiro a gente come, depois a gente digere a comida.

Espero que funcione e que voc no tenha uma "indigesto" de conhecimentos!

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Sumrio

Captulo 1 Onde trataremos do que voc precisa ter em mos para comear a estudar e aprender Eletrnica.

O que obrigatrio para comear a estudar ...........................................................................13 Continuando as compras .........................................................................................................14

Captulo 2 Voc vai comear a aprender a usar o multmetro.Vai ser emocionante.

Tenso ou "voltagem", por onde tudo comea ........................................................................17 Mais uma escala do multmetro ............................................................................................. 21

Captulo 3

Neste captulo estudaremos um componente sempre presente nos circuitos eletrnicos: o resistor.

Sem resistor no d pra ser feliz! ............................................................................................25 Resistor, resistncia e cdigo de cores ...................................................................................26 Finalmente, o cdigo de cores ................................................................................................27 Descobrindo o valor da resistncia do resistor do resistor atravs do cdigo de cores ........ 28 Algumas complicaes com o cdigo de cores ......................................................................29 Por que tantos tamanhos de resistores ? ...............................................................................31

Captulo 4 Neste captulo comearemos a estudar a funo do resistor nos circuitos. Para isso precisaremos estudar a relao dos resistores com a tenso e a corrente eltrica ou a famosa Lei de Ohm. Comeando a usar resistores ..................................................................................................33 Calculando o valor de um resistor ou conhecendo a Lei de Ohm............................................34 Montando o circuito e fazendo algumas medies ................................................................. 35 Uma concluso importante ......................................................................................................36 Medindo corrente .....................................................................................................................37 Caracterticas do circuito srie ................................................................................................39 Usando a Lei de Ohm para descobrir a corrente ....................................................................39

Captulo 5

Comearemos a estudar o primeiro componente eletrnico propriamente dito e suas aplicaes. Trats-se do DIODO semicondutor e os circuitos retifi cadores..

Um bl-bl-bl preliminar, mas importante .............................................................................41 Testando diodos com o mltmetro digital ...............................................................................43 Algumas consideraes sobre o teste de diodos ....................................................................44 Descobrindo se o diodo est OK ou no ................................................................................44 Uma aplicao para os diodos: os circuitos retifi cadores .......................................................45


Eletrnica para Estudantes, Hobistas & Inventores Da tenso alternada para a contnua ......................................................................................45 Funcionamento de uma ponte retifi cadora ..............................................................................49 Entra em cena o capacitor .......................................................................................................51 O que se usa na prtica .......................................................................................................... 52 Retifi cao de onda completa em ponte ............................................................................... 53 Comeando a construir uma fonte de alimentao .................................................................54 Como escolher um diodo .........................................................................................................57 Captulo 6 Embora ainda tenhamos muito que falar sobre diodos e fontes de alimentao, vamos dar uma breve pausa no tema para introduzir outro componente importantssimo: o transistor bipolar.

O que um transistor .............................................................................................................60 Da teoria para a prtica ...........................................................................................................62 Como funciona um transistor ...................................................................................................63 Vamos praticar, acendendo o LED com o dedo ......................................................................65 Substituindo o dedo por um resistor ........................................................................................67 Aprendendo a polarizar um transistor ......................................................................................68 Alguns parmetros dos transistores BJT .................................................................................69 Identifi cando base, emissor e coletor e testando um transistor com um multmetro digital.....71 Como descobrir o hfe de um transistor ...................................................................................75 Trabalhando com o transistor PNP .........................................................................................76

Captulo 7

Neste captulo voltaremos a falar de resistores, mas no aqueles que estudamos no captulo 3. Trataremos de resistores cuja resistncia varia em funo de fatores externos como luz e temperartura, por exemplo. Estudaremos tambm resistores variveis chamados de pontecimetros. Resistores especiais, sensores ou transdutores .....................................................................78 LDR - Light Dependence Resistor ...........................................................................................78 Sensores trmicos: NTC e PTC ..............................................................................................79 Outros sensores ......................................................................................................................81 Potencimetros e reostatos .....................................................................................................81 Qual a diferena entre potencimetro e resostato?.................................................................82 Potencimetro linear ou logartico? .........................................................................................83 J ouviu falar em trimpots? .....................................................................................................85

Captulo 8

Um componente muito utilizado nos circuitos eletrnicos o regulador de tenso. Neste captulo voc aprender um pouco sobre eles e suas aplicaoes.

Reguladores de tenso integrados .........................................................................................87 Por que precisamos de reguladores de tenso? ....................................................................87 Reguladores de tenso de trs terminais ...............................................................................89 fazendo que se aprende ......................................................................................................90 Entendendo um pouco os parmetros dos reguladores de tenso .........................................91 Regulador de tenso com saida ajustvel ..............................................................................93 A primeira montagem a gente nunca esquece ........................................................................95

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Captulo 9

Neste captulo voc estudar os diodos Zener bem como algumas de suas aplicaes.

O que um diodo Zener ..........................................................................................................98 O diodo Zener na prtica .......................................................................................................100 Parmetros de um diodo Zener .............................................................................................101 Colocando a teoria na prtica ................................................................................................102 Frmulas para o clculo do resitor shunt ...............................................................................104

Captulo 10

Neste captulo estudaremos mais um componente passivo, depois dos resistores, muito importante e sempre presente nos circuitos eletrnicos: - os capacitores. Aproveitaremos para comear a estudar o conceito de impedncia. Capacitncia e capacitor ........................................................................................................107 Tipos de capacitores .............................................................................................................. 108 Entendendo os valores dos capacitores .................................................................................109 O que so multiplos e sub multplos .......................................................................................110 Os capacitores eletrolticos .....................................................................................................114 O comportamento do capacitor em "corrente" contnua .........................................................117 O comportamento do capacitor em "corrente" alternada ........................................................121 O que reatncia capacitiva? ................................................................................................124 O importante conceito de impedncia ....................................................................................126

Captulo 11 Neste captulo voltarei aos transistores, para estudarmos as tcnicas de polarizao para aplicao do transistor como amplifi cador e outras coisinhas mais.

Polarizando o transistor bipolar ..............................................................................................129 Entendendo o que ganho.....................................................................................................136 Vantagens de desvantagens de cada confi gurao .............................................................. 136 Aumentando o ganho de um amplifi cador ..............................................................................140 Parmetros dos transistores e regies de operao ..............................................................141 O transistor Darlington ............................................................................................................144 Testando o Darligton com o multmetro Digital .......................................................................145

Captulo 12 Este ser um captulo dedicado aos dispositivos semicondutores piticos cada vez mais utilizados em diversos projetos.

Algumas palavras sobre luz ...................................................................................................148 Dissecando o espectro eletromagntico.................................................................................151 Foto diodos e foto transistores................................................................................................152 O acoplador ptico..................................................................................................................154

Captulo 13 Este captulo tratar dos indutores, popularmente conhecidos como bobinas, e suas aplicaes mais usuais como rels e altofalantes.

Bl-bl-bl preliminar sobre indutores ....................................................................................157


Eletrnica para Estudantes, Hobistas & Inventores Breves noes sobre eletromagnetismo ...............................................................................158 O indutor em "corrente" contnua ..........................................................................................165 O indutor em "corrente" alternada .........................................................................................169 Reatncia indutiva..................................................................................................................170 Rel uma aplicao do eletromagnetismo.............................................................................171 A impedncia no circuito RL................................................................................................. .174 A impedncia do alto falante..................................................................................................174

Captulo 14 Hora de ser apresentado a um "ser" quase em extino: o multmetro analgico. Multmetro Analgico: por onde tudo comeou....................................................................176 Como o multmetro analgico mede tenso.........................................................................177 Medindo correntes maiores que a de fundo de escala do microampemetro......................179 Como medir tenses alternadas com um microampermetro analgico............................. 179 Como medir resistncia como o ampermetro analgico.................................................... 181 O painel do multmetro analgico........................................................................................182 Testando diodos e transistores com o multmetro analgico...............................................185 Ohms por volt: uma especifi cao importante.....................................................................188 Testando capacitores com multmetro analgico.................................................................190 Captulo 15 Neste diodo voc conhecer mais alguns diodos alm do que foi estudado no captulo 5. So eles: SCR, TRIAC, DIAC e SCHOTTKY

SCRs, TRIACs e DIACs........................................................................................................193 Epecifi caes de SCRs e TRIACs...................................................

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LIVRO AMOSTRA GRÁTIS PARA AVALIAÇÃO§a... · Como sempre gosto de fazer vou começar com uma pergunta. Você acha que a tensão da “tomada da parede” é igual a de uma pilha