A quantidade de carga elétrica que um corpo possui é determinada pela diferença entre o número de prótons e o número de elétrons que o corpo contém. O símbolo que representa a quantidade de carga elétrica de um corpo é Q, que é expresso em uma unidade chamada Coulomb (C) – unidade de carga elétrica no sistema internacional. Instrumento de medição: Voltímetro - Deve ser conectado em paralelo com a carga a ser medida pois possui uma resistência muito elevada.
O conceito de energia elétrica é definido como a quantidade de trabalho elétrico realizado por unidade de tempo.
LEI DE OHM
Introdução
Resumo da Lei de Ohm
Método prático para obtenção das fórmulas matemáticas da lei de Ohm.. a) Qual o valor da intensidade da corrente elétrica de um circuito, sabendo que sua tensão é 120 V e a resistência 30?. Uma lâmpada elétrica consome 1,0 A operando em um circuito CC de 120 V. Qual é a resistência do filamento da lâmpada? Um dispositivo cuja resistência é 44 consome uma corrente de 5 A da fonte. Qual é a tensão do dispositivo?
CIRCUITOS ELÉTRICOS EM CC
Circuitos de Corrente Contínua
- Corrente contínua pulsante
Circuito Elétrico
- Circuito Série
- Circuito Série de Corrente Contínua
- Circuito Paralelo
- Circuito Paralelo de Corrente Contínua
- Circuito Misto
O cálculo da resistência equivalente em um circuito paralelo depende do número de resistores na combinação porque existe mais de uma fórmula para calcular a resistência total. Dois resistores são ligados em série e alimentados por uma bateria de 12 V. Esta bateria fornece uma corrente de 2 A ao circuito, visto que o resistor R2 tem resistência de 2 . Calcule o valor e a queda de tensão no resistor R1. Um fogão elétrico contém duas resistências iguais de 50. Determine a resistência equivalente da combinação quando esses resistores estão conectados em série.
A corrente que flui pelos resistores da figura abaixo é de 0,5 A. Calcule: a) a resistência equivalente; b) tensão em cada resistor; c) tensão total.
CIRCUITOS ELÉTRICOS EM CA
- Circuitos de Corrente Alternada
- Valor Instantâneo de uma CA
- Valor Máximo ou Valor de Pico
- Valor Eficaz
- Valor Médio
- Circuitos RLC
- Resistência em Corrente Alternada
- Capacitância
- Capacitores em Série
- Reatância Capacitiva
- Indutância
- Indutância em Série
- Indutores em Paralelo
- Lei de Ohm para Circuitos CA
É o valor de uma corrente alternada que produz um efeito calorífico igual ao de uma corrente contínua. Capacitância é a quantidade elétrica de um capacitor, determinada pela quantidade de energia elétrica que ele pode armazenar em uma tensão e pela quantidade de corrente alternada que flui através dele em uma determinada frequência. A reatância capacitiva (XC) é uma medida da resistência que um capacitor apresenta ao fluxo de corrente.
Indutância é a capacidade de uma bobina produzir uma corrente com uma determinada corrente fluindo através dela, causando uma oposição à variação da corrente.
RtanX
Defasagem entre Corrente e Tensão
A corrente alternada que passa por um resistor estará em fase com a tensão, ou seja, o ângulo de fase será zero (φ = 0º). Se passar por um indutor, devido ao fenômeno da indutância da bobina, a corrente será retardada em relação à tensão em um ângulo de 90º (φ = 90º); então temos um efeito indutivo.
Corrente alternada e tensão trifásica
- Circuito estrela ou Y
- Circuito triângulo ou delta
As três extremidades dos elementos estão conectadas entre si e as três iniciais à linha. Como pode ser observado na figura abaixo, a corrente que passa pela linha é a mesma que passa pelos elementos, ou seja, a corrente de linha é igual à corrente de fase (IL = IF). A tensão aplicada a cada elemento (entre os condutores fase e neutro) é chamada de tensão de fase e a tensão entre dois condutores de fase é chamada de tensão de linha.
A última extremidade de um elemento é conectada à original do outro, de modo que os três ficam dispostos eletricamente de acordo com os lados de um triângulo equilátero. Calcule a tensão de fase de um gerador trifásico conectado em estrela, sabendo que a tensão da rede é 220 V.
ELETROMAGNETISMO E CIRCUITOS MAGNÉTICOS
- Magnetismo
- Origem do Magnetismo
- Ímã
- Inseparabilidade dos pólos
- Campo Magnético
- Linhas de Força
- Fluxo de Indução Magnética
- Densidade de um Campo Magnético
- Símbolo da Densidade de um campo magnético ( B )
- Materiais no Campo Magnético
- Eletromagnetismo
- Campo Magnético em Condutores 1. Linhas de força
Com um ímã, a direção externa das linhas de força é sempre do pólo NORTE para o pólo SUL, essas linhas não se cruzam. Substâncias ferromagnéticas: são magnetizadas na mesma direção do campo magnético, concentram as linhas de força. Substâncias paramagnéticas: não são magnetizadas muito intensamente e praticamente não são afetadas pela ação do campo magnético.
Substâncias diamagnéticas: enfraquecem o campo magnético, magnetizam na direção oposta do campo magnético, distorcem as linhas de força. As linhas de força ficam ao redor do condutor em um plano que faz um ângulo de 90° com seu comprimento. Compare a direção do fluxo e as linhas de força com a direção de penetração e direção de rotação do saca-rolhas.
Assim, as linhas de força atuarão no solenóide da mesma forma que atuam nos ímãs. Se um único campo magnético for formado no solenóide, também haverá um único campo magnético na bobina. É assim que os pólos norte e sul são determinados pela direção da corrente elétrica no solenóide ou na bobina.
TRANSFORMADORES
- Introdução
- Aspectos Construtivos
- Princípio de Funcionamento
- Transformadores com mais de um secundário
- Autotransformadores (autotrafos)
- Símbolo Geral do Autotrafo
Quando a bobina é conectada a uma fonte CA, um campo magnético variável é criado ao seu redor. À medida que a segunda bobina se aproxima da primeira, o campo magnético variável criado na primeira bobina “corta” as espiras da segunda bobina. Como resultado da mudança no campo magnético em suas espiras, uma tensão induzida aparece na segunda bobina.
A bobina à qual a tensão CA é aplicada é chamada de primário do transformador e a bobina onde surge a tensão induzida é chamada de secundário do transformador. A transferência de energia de um para outro é feita exclusivamente através de linhas de força magnéticas. A tensão induzida no secundário de um transformador é proporcional ao número de linhas magnéticas que atravessam a bobina secundária.
Por esta razão, o primário e o secundário de um transformador são montados sobre um núcleo de material ferromagnético. O núcleo reduz a dispersão do campo magnético, fazendo com que o secundário seja cortado pelo maior número possível de linhas magnéticas, conseguindo uma melhor transferência de energia entre primário e secundário. O núcleo constitui o circuito magnético do transformador formado por laminados, construídos em chapas metálicas de aço silício, que têm a propriedade de perder magnetismo logo após o desligamento da bobina e ficarem magnetizados logo após seu acendimento.
Calcule o número de voltas no secundário de um transformador, sabendo que a tensão de entrada é 220 V, a tensão de saída é 24 V e o número de voltas no primário é 370 voltas. R - Reduz a distribuição do campo magnético, fazendo com que o enrolamento induzido seja cortado pelo maior número possível de linhas magnéticas, conseguindo uma melhor transferência de energia entre primário e secundário.
PRINCÍPIOS DA CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DA ENERGIA Objetivo
- Introdução
- Princípio da Conservação de Energia
- Divisão dos dispositivos de conversão de acordo com a função
- Balanço de Energia
Transformadores são dispositivos que pegam uma forma de energia e a transformam em outra (geradores, eletroímãs, alto-falantes, microfones, vibradores, etc.). Dispositivos com 2 ou mais caminhos de excitação – desenvolvem forças proporcionais a sinais elétricos e sinais proporcionais a forças e velocidades. O princípio da conservação da energia afirma que a energia não é criada nem destruída, simplesmente muda de forma.
Esta equação é aplicável a qualquer dispositivo eletromecânico de conversão de energia com valores positivos para a disponibilidade de energia na forma elétrica. O balanço energético segue o Princípio da Conservação de Energia e é aplicável a todos os dispositivos de conversão de energia. O fato de a energia no campo de acoplamento tender a se liberar e realizar trabalho é a razão da existência do acoplamento entre um sistema elétrico e mecânico.
R - São dispositivos que pegam uma forma de energia e a convertem em outra, ou seja, a energia mecânica é convertida em forma elétrica.
MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
- Introdução
- Conceitos Elementares
- Princípio de funcionamento
- Motores de Corrente Alternada
- Motores Síncronos
- Motor Assíncrono
- Escorregamento (s)
- Rotor Gaiola
- Rotor Bobinado
- Circuito equivalente do motor assíncrono
- Potências aparente, ativa e reativa 1. Potência aparente ( S )
- Rendimento
- Geradores Elétricos 1. Introdução
- Geração
- Comportamento do Gerador em Vazio e sob Carga
1 - Eixo da armadura: responsável pela transmissão da energia mecânica do motor, por sustentar os elementos internos do rotor e por fixá-lo ao estator com auxílio de mancais e mancais. 2 - Núcleo da armadura: composto por placas de Fe-Si, isoladas entre si, com ranhuras axiais na circunferência para colocação dos enrolamentos da armadura. 4 - Comutador: consiste em um anel com segmentos de cobre isolados entre si e conectados eletricamente às bobinas do enrolamento da armadura.
O enrolamento da armadura é arredondado em seu movimento rotacional com a ajuda das linhas de força do fluxo magnético. O enrolamento da armadura é montado no estator e é alimentado com uma corrente alternada que pode criar um campo rotativo na sala. As bobinas da armadura e do rotor são enroladas em núcleos de ferro, o que reduz a resistência magnética à corrente que os conecta.
Como o ferro da armadura também está exposto a variações no fluxo magnético, nele são induzidas correntes que não contribuem para o desempenho da máquina, pelo contrário, é a perda que aquece a máquina e afeta seu desempenho. Se o motor girar a uma velocidade diferente da velocidade síncrona, ou seja, diferente da velocidade do campo giratório, o enrolamento do rotor “corta” as linhas de força magnética do campo, e de acordo com as leis do eletromagnetismo, correntes induzidas circulará no. Isto ocorre porque nenhuma corrente flui através do estator, então a reação da armadura, cujo efeito é alterar o fluxo total, é zero.
Sob carga, a corrente que flui através dos condutores da armadura cria um campo magnético, que provoca alterações na força e distribuição do campo magnético principal. Neste caso, a corrente de carga está 90° defasada em relação à tensão e o campo de reação da armadura estará, portanto, na mesma direção que o campo principal, mas em polaridade oposta. O campo de reação da armadura estará, portanto, na mesma direção que o campo principal e com a mesma polaridade.
Os geradores síncronos giram a uma velocidade de rotação igual à do campo rotativo (velocidade síncrona) e os geradores assíncronos giram a uma velocidade superior à velocidade síncrona, com o rotor escorregando em relação ao campo rotativo.
- Características Construtivas
- Estator da máquina principal
- Rotor da máquina principal
- Enrolamento auxiliar (ou bobina auxiliar)
- Placa de Identificação
- SELEÇÃO DE GERADORES
- Características Necessárias para a Correta Seleção
- Ensaios
Pode ser fixado na tampa traseira do gerador, dentro dele ou posicionado fora do carro, sendo fixado na tampa traseira ou na base do gerador, dependendo de sua construção. Os postes salientes acomodam as bobinas de campo, que são conectadas em série, com sua extremidade conectada diretamente ao regulador de tensão ou através de terminais na caixa de junção da excitatriz. Sua função é fornecer energia ao regulador de tensão para alimentar o campo da excitatriz principal, energia que é retificada e controlada pelo regulador de tensão.
Quando o fabricante projeta um gerador e o coloca à venda, ele deve partir de determinados valores assumidos para as características da carga a ser transportada e as condições em que o gerador irá operar. A forma como o fabricante comunica essas informações ao cliente é através da placa de identificação do gerador. É impossível colocar todas as informações completamente na placa de identificação, portanto certas abreviaturas devem ser utilizadas.
O aterramento tem como objetivo proteger os operadores de máquinas elétricas ou de máquinas a elas acopladas contra possíveis curtos-circuitos entre uma parte energizada e a carcaça da máquina. Para tanto, os geradores possuem locais específicos para aterramento através de terminais, localizados na área dos pés e/ou dentro da caixa de ligação principal. Tipo de regulação (V/f constante ou U constante); .. 21) Tipo de acoplamento (direto, polias e correias, flange, discos de embreagem);.
Os ensaios são agrupados em ensaios de rotina, ensaios de tipo e ensaios especiais, os quais são realizados de acordo com as normas VDE 530 e NBR 5052. Apostila para o próximo curso técnico em eletromecânica; Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba.
