Sistemas eletricos - Meccom · PDF fileEm meados do século XIX e XX , grandes cientistas desenharam os primeiros modelos atômicos, Modelo de Dalton nenhum deles viam os átomos porém

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Em meados do século XIX e XX , grandes cientistas desenharam osprimeiros modelos atômicos,

Modelo de Dalton

nenhum deles viam os átomos porém osestudos previam sua forma.

O modelo atômico de Dalton, mais conhecidocomo "Bola de Bilhar", propõe que o átomoseria:Esférico

IndivisívelMaciço

Em 1808, John Dalton, um professor inglês, propôs a idéia de que as propriedades da matéria podem ser explicadas em termos de comportamento de partículas finitas, unitárias.

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O modelo atômico de Thomson, mais conhecido como "Pudim de Passas" ,

Propõe que o átomo:Possui partículas positivas (prótons)É incrustado de partículas negativas (elétrons)Para estabelecer a neutralidade do átomo é necessário que o número de cargas positivas seja igual ao número de cargas negativas.


Modelo de Rutherford

Depois de estudar a trajetória de partículas (positivas) emitidas pelo elementoradioativo polônio, bombardeando uma fina lâmina de ouro.Rutherford concluiu que o modelo atômico clássico constitui-se de um núcleo, no qual se encontram os prótons e nêutrons, e de uma eletrosfera, na qual estão os elétrons girando ao redor do núcleo em órbitas.

A partir dessas conclusões o modelo atômico de Rutherford ficou conhecido como Modelo Planetário, por lembrar o sistema solar.

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Conceito de MatériaÉ toda substância sólida, líquida ou gasosa que ocupa lugar no espaço.

Massa é a grandeza física que mede a quantidade de matéria que um corpo ou objeto possui. Como exemplo de matéria temos água, leite, ar, ferro, aço entre muitos outros. Os diferentes tipos de matérias são comumente denominados materiais. Uma porção limitada de um material qualquer, como um pedaço de madeira, por exemplo, é denominado corpo.Quando um corpo possui um formato específico que o torna útil para um determinado fim, como uma mesa de madeira, por exemplo, passa a ser denominado objetoConceito de Energia

Energia deriva do grego enégeria, que significa “força em ação”.

É certo que não pode ser vista nem tocada, mas pode ser sentida a todo momento como um elo fundamental que envolve e relaciona tudo que existe no universo. Cientificamente, o conceito de energia está relacionado principalmente à realização de trabalho.

É a menor partícula, na qual devemos dividir uma matéria, sem que esta perca suas propriedades básicas.

Molécula


Características das PartículasPrótons: tem carga elétrica positiva e uma massa unitária.

Nêutrons: não tem carga elétrica mas tem massa unitária.Elétrons: tem carga elétrica negativa e quase não possuem massa.

São partículas infinitamente pequenas que constituem a molécula. É no átomo que se dá o movimento eletrônico.

Átomo

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Temperatura Mede a intensidade da agitação ou colisão em forma de calor em um corpo ou local.

- Sistema Internacional : Celcius C°

- Sistema Inglês: Fahrenheit F°

TempTemp


Transferência de Calor

É o tipo de propagação do calor que ocorre nos fluidos em geral em decorrência da diferença de densidade entre as partes que formam o sistema.

Convecção Térmica

Por exemplo: na geladeira os alimentos são resfriados dessa forma. Como sabemos, o ar quente é menos denso que o ar frio e é por esse motivo que o congelador fica na parte de cima da geladeira.

Dessa maneira, formam-se as correntes de convecção: o ar quente dos alimentos sobe para ser resfriado e o ar frio desce refrigerando os alimentos, mantendo-os sempre bem conservados.

Essa também é a explicação do porquê o ar condicionador ser colocado na parte de cima de um ambiente.

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Tipo de propagação do calor que consiste na transferência de energia térmica entre as partículas que compõe o sistema. Por exemplo: coloca-se uma das extremidades de uma barra metálica na chama de fogo.

A condução térmica

Após alguns instantes, percebe-se que a outra extremidade também esquenta, mesmo estando fora da chama de fogo. Esse fato ocorre porque as partículas que formam o material receberam energia e, dessa forma, passaram a se agitar com maior intensidade. Essa agitação se transfere de partícula por partícula e se propaga em toda a barra até alcançar a outra extremidade. Esse tipo de transferência ocorre com maior ou menor facilidade dependendo da constituição atômica do material, a qual faz com que ele seja classificado condutor ou isolante de calor. Nas substâncias condutoras esse processo de transferência acontece mais rápido como, por exemplo, nos metais. Já nas substâncias isolantes, como na borracha e na lã, esse processo é muito lento.



A condução e a convecção são formas de propagação do calor que para ocorrer é necessário que haja um meio material, contudo, existe uma forma de propagação de calor que não necessita de um meio material (vácuo) para se propagar, esta é a irradiação térmica .

A irradiação térmica

Esse tipo de propagação do calor ocorre através dos raios infravermelhos que são chamadas ondas eletromagnéticas. É dessa forma que o Sol aquece a Terra todos os dias, como também é o meio que a garrafa térmica mantém, por longo tempo, o café quentinho em seu interior.A garrafa térmica é construída de forma que os três processos de propagação de calor sejam reduzidos ao máximo. Entre suas paredes há o vácuo, o qual impede a propagação do calor por condução. Estas são espelhadas tanto internamente quanto externamente, de forma que os raios infravermelhos sejam refletidos e por último temos a tampa. Esta última quando bem fechada evita o processo de propagação por convecção. Construída dessa maneira, a garrafa térmica mantém sempre bem quentinho o café ou o chá.

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UNIDADES DE MEDIDAS A necessidade de medir é muito antiga e remete à origem das civilizações;Por longo tempo, cada povo teve o seu próprio sistema de medidas, baseadoem unidades arbitrárias e imprecisas;

Variadas modificações ocorreram até que, em 1960, o Sistema Internacional deUnidades (SI), mais complexo e sofisticado, foi consolidado pela 11ª ConferênciaGeral de Pesos e Medidas.

Isso criava muitos problemas para o comércio.A Revolução Científica do séc. XVII. Trouxe à luz de novos conhecimentos

Assim fora idealizado um novo sistema que teria por base de comprimento a décima -milionésima parte do quadrante de meridiano terrestre, baseado nas medições do arco de meridiano compreendido entre Dunkerque (litoral da França) e Barcelona(litoral da Espanha).


O Sistema Internacional de Unidades (SI) é um conjunto deinformações sobre as unidades de mediadas convencionadas pelomundo inteiro.

No SI existem algumas unidades fundamentais, delas surgem outrasunidades derivadas. Abaixo está representado o conjunto de unidadesde medidas (consideradas unidades fundamentais) das grandezas maisimportantes.


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Prefixos no SI



X 1000 % 1000

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ELETRICIDADE

É um fenômeno físico originado por cargas elétricas estáticas ou em movimento epor sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobreoutras situadas à sua volta.

Se a carga se desloca, produz também forças magnéticas. Há dois tipos decargas elétricas, chamadas positivas e negativas.

Em algumas substâncias, como os metais,proliferam-se os elétrons livres. Desta maneira,um corpo fica carregado eletricamente graças àreordenação dos elétrons.

Um átomo normal tem quantidades iguais decarga elétrica positiva e negativa, portanto éeletricamente neutro.

As cargas de nome igual se repelem e as de nome distinto se atraem.


TENSÃO ELETRICA E DIFERENÇA DE POTENCIAL (DDP)

Considere um aparelho que mantenha umafalta de elétrons em uma de suasextremidades e na outra um excesso.

A tensão elétrica é a diferença depotencial entre dois pontos. A unidade datensão elétrica, no SI, é o volt (V) emhomenagem ao Físico Italiano AlessandroVolta.

Por outras palavras, a tensão elétrica é a "força" responsável pela movimentaçãode elétrons, portanto a tensão é a tendência que uma carga tem de ir de um pontopara o outro. Normalmente toma-se um ponto que se considera de tensão zero emede-se a tensão do resto dos pontos relativos a este.

Este aparelho é chamado gerador e pode ser uma pilha comum. A falta de elétrons em um pólo e o excesso em outro origina uma diferença de potencial (d.d.p.). Um aparelho elétrico só funciona quando se cria uma diferença de potencial entre os pontos em que estiver ligado para que as cargas possam se deslocar.


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CORRENTE ELÉTRICAChama-se corrente elétrica

o fluxo ordenado de elétronsem uma determinadasecção.

Esta definição de corrente alternada implica que o fluxo de elétrons muda de direçãocontinuamente.

A corrente contínua tem um fluxo constante, enquanto a corrente alternada tem um fluxo de média zero, ainda que não tenha valor nulo todo o tempo.

O fluxo de cargas elétricas pode gerar-se em um condutor, mas não existe nos isolantes. Alguns dispositivos elétricos que usam estas características elétricas nos materiais se denominam dispositivos eletrônicos.


SISTEMA MONOFÁSICO

SISTEMA TRIFÁSICO


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ACIDENTES ELÉTRICOS Não se deve temer a eletricidade, apenas respeitar sua natureza.



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14.136 DE JANEIRO DE 2012

VEIO PARA REGULAMENTAR AS TOMADAS E PLUGS

Contatos recuados;Caixa de encaixe é maisprofunda;

Evita que o usuário leve umchoque;

Auxiliar na conexão dosoquete em lugares de difícilacesso;

PADRÃO ANTIGO PADRÃO NOVO


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1ª lei de Faraday - Nos condutores em equilíbrio aeletricidade é distribuída apenas na superfície externa; noseu interior não há traço de eletricidade.

2ª lei de Faraday - No equilíbrio elétrico a força elétrica no interior dos condutores completamente fechados e desprovidos de corpos eletrizados é nula.

Um condutor metálico fechado, como ocarro em que você se encontra, está emequilíbrio eletrostático.

Está chovendo e você está dentro de umautomóvel, não se preocupe.

O que isola seu interior de qualquer tipo dedescarga elétrica na parte de fora.

Podemos afirmar que no interior do carro, o campoelétrico é zero ou praticamente zero.


Quando um raio cai sobre a tela, cada "quadrícula" da malha metálica funciona como uma espiral de bobina.

A reação do raio torna o campo eletromagnético dentro da gaiola nulo, desviando para o terra a corrente gerada.www.meccomeletronica.com

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São chamados corpos neutros aqueles que possuem a mesma quantidade de prótons e elétrons. Corpos que perdem elétrons e ficam com mais prótons tornam-se eletrizados, com carga positiva, enquanto os corpos que recebem elétrons tornam-se eletrizados com carga total negativa. Lembre-se que os corpos não podem perder ou ganhar prótons, visto que os mesmos encontram-se no interior do núcleo atômico

ATRAÇÃO E REPULSÃO

Partículas eletrizadas com cargas de sinais diferen tes se atraem .


Partículas eletrizadas com cargas de sinais iguais se repelem.

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POTÊNCIA ELÉTRICA

Para a corrente passar por esse bipolo, é necessário que seja estabelecido umadiferença de potencial (U) nos seus terminais, ou seja, uma tensão.

Considere um dispositivo que esteja participando de um circuito elétrico. Esse dispositivo é chamado de bipolo e possui dois terminais, um por onde a corrente entra e outro por onde a corrente sai. Pilhas e lâmpadas são exemplos de bipolos.

Sabendo-se o valor dessa tensão e o valor da corrente que flui pelo bipolo, podemos calcular o valor da potência elétrica através da formula mostrada ao lado.


Para a corrente passar por esse bipolo, é necessário que seja estabelecido uma diferençade potencial (U) nos seus terminais, ou seja, uma tensão.

Sabendo-se o valor dessa tensão e o valor da corrente que flui pelo bipolo,podemos calcular o valor da potência elétrica através da formula mostrada ao lado.


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ELETRICIDADE ESTÁTICAÉ um fenômeno de acumulação de cargas elétricas em um corpo, seja ele condutor,semicondutor ou isolante.

Como ocorrem as descargas eletrostáticasUm exemplo classico de descarga eletrostática ocorre quando tocamos placas e chips

com as mãos.

Os estragos causados pelas descargas eletrostáticasDescargas eletrostáticas podem causar dois tipos de falhas, catastróficas elatentes. As falhas catastróficas são as mais fáceis de serem percebidas.

Tal fenômeno ocorre quando os átomos de um determinado corpo perdem ouganham elétrons, ficando dessa forma carregado positivamente ou negativamente.

As falhas latentes são bem piores.

Essa eletricidade deve-se ao fato de os átomos dos corpos apresentarem desequilíbrio quanto à sua neutralidade.

A placa, chip ou disco rígido simplesmente não funcionam, mesmo quando novos.

O equipamento funciona aparentemente bem, mas depois de alguns meses, semanas ou até dias, a falha é manifestada, de forma permanente ou intermitente. Se ocorrer fora do período de garantia, o problema é muito maior.


Influência da umidade relativa do arÉ errado pensar que as descargas eletrostáticas só ocorrem quando o clima é seco.Andar em um carpete pode gerar tensões de 3500 volts se a umidade relativa do arestiver baixa, ou de apenas 1500 volts se a umidade estiver alta.

Como proteger os circuitos

É preciso que exista um caminho de condução elétricaentre a carcaça do equipamento e o TERRA da rede elétrica.Técnicos e usuários devem tomar cuidado, ao manuseiaremos componentes durante muito tempo.

Saiba que quanto menor é a umidade relativa do ar, mais altasserão as voltagens. Basta uma descarga de algumas centenasde volts para danificar um chip.

Para isso basta tocar com as duas mãos um corpo metálico,como uma janela, antes de manusear circuitos eletrônicos,mas ainda sim a melhor opção é o uso de pulseira anti-estática.


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LEI DE OHMGeorg Simon OHM

Alemão, filho de serralheiro, iniciou a carreira como professor dematemática, chegando a publicar um tratado de Geometria. Mas, a partir de 1.822, entusiasmado com as descobertas da época, passou a se dedicar ao estudo da eletricidade. Além de bons conhecimentos em matemática, tinha habilidade como experimentador desenvolvida durante o trabalho com o pai na serralheria, assim Ohm estabeleceu teoricamente a lei que leva seu nome em 1.827.


Ele assemelhava a corrente elétrica ao movimento de um líquido em um canal,comparando a diferença de potencial à de nível do líquido.

Exemplo1- Um chuveiro com potencia de 4400w é ligado uma rede 220Vac, qual a corrente consumida e a resistência em ohms?

Foi ele mesmo quem demonstrou que a resistência de um condutor édiretamente proporcional ao seu comprimento e inversament e proporcionalà área de sua seção transversal.

Trabalhando em uma época em que os fenômenos elétricos eram desconhecidos, aoenunciar sua lei, definiu com clareza a resistência elétrica de um condutor.

Dedicou-se também à óptica e à acústica, mas nessas áreas não realizou trabalhos da mesma importância como na eletricidade.


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1) Calcular a resistência equivalente

1º Passo

2º Passo

Req = 6*3/6+3Req = 2 ohms

Req = 1 + 6 Req = 7 ohms

Req = 2 + 4

Req = 6 ohms

3º Passo

Req = 2 + 5Req = 7 ohms

Req = 7 * 7 / 7 + 7

Req = 49 / 14

Req = 3,5 ohmswww.meccomeletronica.com

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2) Dado o circuito abaixo:

a) Resistência equivalente

b) Corrente total para uma DDP igual a 12VDC

Resq = 10+20+10Resq =40


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3) Dado o circuito abaixo:

a) Resistência equivalente

b) Corrente total para uma DDP igual a 5VDC

Req = 560/2 =>280 ohms

Req = 2000+280=> 2280 ohms

DDP = 5VResq = 2280 ohms

5 = I x 2280I = 0,002 AI = 2,19 mA

E

D

Tensão no ponto D E

VDE = 0,002 x 2000

VDE = 4V

C

Tensão no ponto C D

VCD = VDE - VfonteVCD = 4 - 5VCD = 1 Vwww.meccomeletronica.com

4) Calcular a resistência equivalente:


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D E

It = ?

Tensão no ponto D E


5) Dado o circuito abaixo: a) Resistência equivalente

b) Corrente total

c) VR1

d) VR2


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1,106mA


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1mA


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SIMBOLOGIA

DIVISOR DE TENSÃO É um simples dispositivo destinado a criar uma tensão (Vout), que éproporcional à outra tensão (VIN).

Divisores de Tensão são também conhecidos pelostermos "resistor divider" e "potencial divider".

A utilização de resistências nos divisoresfará com que tensão de saída nunca sejasuperior ao valor da tensão de entrada.

É normalmente utilizada paracriar uma tensão de referência, e pode ser também utilizadacomo um sinal atenuador em baixas freqüências.


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12VDC


12VDC

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Nesse circuito o R2 que é responsávelpelo valor da tensão de saída.

It = V / Rt

COMPORTAMENTO DA CORRENTE CONTINUA EM UM CIRCUITO S ÉRIE


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COMPORTAMENTO DA CORRENTE CONTINUA EM UM CIRCUITO PARALELO

It = I1 + I2



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LIGAR 06 LÂMPADAS COM TENSÃO NOMINAL DE 2V CADA EM UMA BATERIA DE 12V AUTOMOTIVA.

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Calcular RL1, RL2, RL3 e VL3


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PARA RESISTÊNCIA TOTAL

Calcular I1, I2 , PT, PR1, PR2


Qual a resistência total do circuito?

Qual a tensão que alimenta o circuito?

Qual a corrente total do circuito?

Lei de Ohm

V= R x IV = 12VDCRt = 1K 12= 1000 x I

I = 12/1000I = 0,012AI = 12mA

12VDC

500+500 = 1000ohms


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V= R x IV = 12VDCRt = 250ohms 12= 250 x I

I = 12/250I = 0,048AI = 48mA

Qual a tensão que alimenta o circuito?

Qual a corrente total do circuito?

12VDC

500/2 => 250ohmsQual a resistência total do circuito?


Também chamado de célula fotocondutiva, ou ainda de fotoresistência, o LDR é umdispositivo semicondutor de dois terminais, cuja resistência varia linearmente com aintensidade de luz incidente.

O LDR tem sua resistência diminuída ao ser iluminado. A energia luminosadesloca elétrons da camada de valência para a de condução (mais longe donúcleo), aumentando o número destes, diminuindo a resistência.

Conforme aumenta a intensidade de luz incidente no LDR, um número maior deelétrons na estrutura tem também seu nível de energia aumentado, devido àaquisição da energia entregue pelos fótons

LDR

. O resultado é o aumento de elétrons livres e elétrons fracamente presos ao núcleo.


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Suponhamos que o LDR tenha uma resistência de 1k2 ohmssob luz, e 380k ohms na ausência de luz.

Vs = (R2/ R2+R1).Vin

Vs = (10000/10000+380000).12

Vs = 0,03 V

Sob Luz

Vs = 30m V

Vs = (R2/ R2+R1).Vin

Vs = (380000/380000+10000).12

Vs = 0,97x12

Na Sombra

Vs = 11,64 VDC


POTENCIÔMETROS (RESISTORES VARIÁVEIS)

Permite variar a intensidade de correnteque circula num dado circuito porvariação da sua resistência parcial outotal.

Não é mais do que um resistor, ou um conjunto de resistores associadosem série, que pode ser ligado em um ou mais pontos.


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Constituído por um fio com a forma de um arco de circunferência de seção retauniforme e material homogêneo de comprimento AB e de resistência elétricaconhecida.

Um contato deslizante C altera o comprimento do trecho percorrido pelacorrente elétrica e conseqüentemente a sua resistência elétrica.A escala é graduada em unidades de resistência elétrica.

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CONDUTORES LINEARES

Considere um condutor cujo gráfico UxI esta mostrado na figura.

Sendo um gráfico linear a razão U / I é constante e seria avaliada pela tg .

Como a resistência elétrica R = U / I então podemos afirmar que o condutor linear é um condutor de resistência elétrica consta nte , avaliada pela tg .


CONDUTORES NÃO LINEARES

Se a resistência elétrica é avaliada pela tg .

Em particular para o condutor cujo gráfico UxI é mostrado na figura, ocrescimento da corrente acarreta uma redução da sua resistência elétrica.

Como o ângulo varia podemosinformar que o condutor não linear éum condutor de resistência variável.

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TRIMPOT

Do inglês trimmer potentiometer, é um potenciômetro miniatura ajustável.

Eles são comuns em circuitos de precisão como componentes de áudio ouvídeo, e podem necessitar de ajustes quando o aparelho é consertado.

Ele é ajustado quando instalado em algum dispositivo, e normalmente fica emlocal que o usuário não o veja, de modo que eventuais ajustes somente sejamfeitos por técnicos.

Diferentemente de outros controles variáveis, os trimpots são montados diretamente na placa de circuitos, ajustados por um a pequena chave e projetado para uma grande quantidade de pequenos ajustes em sua vida útil.


TERMÍSTOR (OU TERMISTOR) SÃO SEMICONDUTORES SENSÍVEIS À TEMPERATURA

Existem basicamente dois tipos de termístores:

NTC (do inglês NegativeTemperature Coefficient) -termístores cujo coeficiente devariação de resistência com atemperatura é negativo: aresistência diminui com oaumento da temperatura.

PTC (do inglês Positive Temperature Coefficient) -termístores cujo coeficiente de variação deresistência com a temperatura é positivo: aresistência aumenta com o aumento datemperatura.


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