ATPS 2014 1 Eng Eletrica 5 Materiais Eletroeletronicos

ATIVIDADES PRTICAS SUPERVISIONADAS

Engenharia Eltrica

5 Srie Materiais Eletroeletrnicos

A atividade prtica supervisionada (ATPS) um procedimento metodolgico de

ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas

programadas e supervisionadas e que tem por objetivos:

Favorecer a aprendizagem.

Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e

eficaz.

Promover o estudo, a convivncia e o trabalho em grupo.

Desenvolver os estudos independentes, sistemticos e o autoaprendizado.

Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem.

Auxiliar no desenvolvimento das competncias requeridas pelas Diretrizes

Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduao.

Promover a aplicao da teoria e conceitos para a soluo de problemas

prticos relativos profisso.

Direcionar o estudante para a busca do raciocnio crtico e a emancipao

intelectual.

Para atingir estes objetivos a ATPS prope um desafio e indica os passos a

serem percorridos ao longo do semestre para a sua soluo.

A sua participao nesta proposta essencial para que adquira as

competncias e habilidades requeridas na sua atuao profissional.

Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida

profissional.

AUTORIA:

Emanuel Benedito de Melo

Engenharia Eltrica - 5 Srie - Materiais Eletroeletrnicos


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COMPETNCIAS E HABILIDADES

Ao concluir as etapas propostas neste desafio, voc ter desenvolvido as competncias e habilidades que constam nas Diretrizes Curriculares Nacionais descritas a seguir.

Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e grfica. Atuar em equipes multidisciplinares. Avaliar o impacto das atividades da Engenharia no contexto social e ambiental. Avaliar a viabilidade econmica de projetos de Engenharia.

Produo Acadmica Relatrio 1 e Relatrio 2 que devero ser entregues ao professor ao final do

primeiro bimestre e segundo bimestre, respectivamente. Alm da apresentao do transformador construdo, que dever ser demonstrado ao final do segundo bimestre.

Participao Para a elaborao desta atividade, os alunos devero previamente organizar-se em

equipes de 6 a 8 participantes e entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina. Essas equipes sero mantidas durante todas as etapas.

Padronizao O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as

normas da ABNT1, com o seguinte padro: em papel branco, formato A4; com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; espaamento de 1,5 entre linhas; se houver citaes com mais de trs linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com

um recuo de 4cm da margem esquerda e espaamento simples entre linhas; com capa, contendo:

nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; nome e RA de cada participante; ttulo da atividade; nome do professor da disciplina; cidade e data da entrega, apresentao ou publicao.

DESAFIO

Voc e sua equipe devero construir um transformador eltrico, a partir dos conhecimentos adquiridos pelos conceitos de materiais eltricos abordados durante as aulas- temas articuladas ao PEA.

1 Consulte o Manual para Elaborao de Trabalhos Acadmicos. Unianhanguera. Disponvel em:

< http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/index.html>.



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Objetivo do desafio

Organizar conceitos que levem construo dos conhecimentos inerentes ao PEA e que consolidem a produo de um transformador eltrico. No transformador eltrico, podero ser observados os fenmenos dos materiais isolantes, condutores e magnticos que so os temas mais relevantes abordados na ementa da disciplina.

ETAPA 1 (tempo para realizao: 5 horas)

Aula-tema: Materiais Condutores: caractersticas gerais e Materiais Condutores: estudos especficos (ligas metlicas).

Esta atividade importante para que voc e sua equipe possam compreender sobre os materiais condutores utilizados na transmisso eltrica nos transformadores de tenso.

Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Representar por um desenho manuscrito os principais itens de um transformador eltrico, indicando suas diversas funes e propriedades.

Passo 2 (Equipe)

Pesquisar sobre as principais ligas metlicas utilizadas em transformadores eltricos, indicando as formas de obteno e preos mdios encontrados.

Passo 3 (Equipe)

Elencar valores de resistividade para a temperatura ambiente para cada liga pesquisada do item anterior.

Passo 4 (Equipe)

Organizar as informaes num fluxograma indicando qual seria a melhor liga para ser utilizada em transformadores eltricos (em termos de resistividade), e indicar qual seria de menor custo, e qual delas pondera-se melhor em custo benefcio, observando fatores como preo, reatividade, dissipao de energia, etc.


Aula-tema: Materiais Condutores: caractersticas gerais.

Esta atividade importante para que voc possa calcular a resistividade dos materiais eltricos a partir da Segunda lei de Ohm, em especfico o material condutor (fio esmaltado de cobre) que ser utilizado na Etapa a seguir (Etapa 03) para a confeco do transformador.




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PASSOS

Passo 1(Equipe)

Selecionar e reservar os materiais para fazer as anlises metrolgicas: 1. fio que far parte da bobina (fio de cobre esmaltado), uma trena para medir seu

comprimento (ter melhores resultados com fio de extenso acima de 2 metros); 2. um multmetro para a medio da correntes pequenas; 3. termmetro para a medio da temperatura ambiente; 4. uma fonte de baixa tenso contnua (controlvel) 12 V; 5. um micrmetro para medir o dimetro da seo transversal.

Passo 2 (Equipe)

Pesquisar sobre a Segunda Lei de Ohm e a equao que relaciona a resistividade com o aumento de temperatura. Explicar as causas dessa variao, em termos de expanso trmica e o aumento de vibrao na rede cristalina da liga.

Passo 3 (Equipe)

Observar o esquema a seguir e montar conforme as especificaes expostas, e associar em srie, o fio de cobre esmaltado fonte de tenso contnua ao multmetro (regulado para medir corrente de tenso contnua). Verificar a corrente eltrica observada e introduzir na primeira Lei de Ohm, encontrando o valor da resistncia em Ohms, assim esse valor dever ser utilizado na Segunda Lei de Ohm, na qual ser possvel encontrar o clculo do valor da resistividade. Comparar com os valores de resistividade para o cobre j indicados na Etapa anterior.

Figura 1- Esquema de associao de elementos para a verificao do valor da resistividade

do fio de cobre esmaltado. Fonte: Autor



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Passo 4 (Equipe)

Organizar um Relatrio (Relatrio 1) que dever ser entregue para o professor com as concluses consolidadas e obtidas nas Etapas 1 e 2. Neste relatrio introduza fotos do experimento realizado, e as demais solicitaes feitas em cada Passo. Este relatrio dever ser entregue pelo professor no final do primeiro bimestre na data estipulada por ele.


Aula-tema: Materiais Isolantes: caractersticas gerais.

Esta atividade importante para que voc conhea as aplicaes dos materiais isolantes e suas pertinncias num projeto de transformadores eltricos, principalmente na construo do transformador eltrico.


PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Pesquisar em sites sobre a montagem de transformadores e quais so os materiais isolantes empregados na fabricao, alm de indicar suas devidas importncias nas propriedades dieltricas.

Figura 2- Representao esquemtica de um transformador de baixa potncia.

Fonte: Ederson Zanchet

Passo 2 (Equipe)

Ler o artigo do Caderno Catarinense do Ensino da Fsica de Santos Diez Arribas



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Depto de Fsica UPF de Passo Fundo RS. Neste artigo h todas as etapas necessrias para a confeco de um transformador. Disponvel em: . Acesso em: 05 nov. 2013.

Passo 3 (Equipe)

Confeccionar um prottipo de transformador eltrico para que possa ser apresentado ao professor na Etapa 04. Para isso sero necessrios os seguintes materiais

- Transformador queimado;

- Fio de cobre esmaltado (0,65mm) ou (AWG n 23)*;

- Fio de cobre esmaltado (1,73mm) ou (AWG n 13)*;

- 4 fichas areas (fmeas) para extenso (, ficha de 110V);

- 1,5m de fio flexvel, duplo (1mm);

- 6 pedaos de fio flexvel de 15cm (2mm);

- 1 soldador manual;

- Folhas de papel;

- 2 pedaos de placa fina de madeira;

- 2 chapas de alumnio ou similar (1,5 x 4) cm;

- Fita isolante;

- Tbua base;

- 2 parafusos para madeira.

Passo 4 (Equipe)

Fazer um relatrio sobre o desempenho do transformador confeccionado pelo grupo e a indicao dos materiais utilizados, bem como as leis que regem os fenmenos ocorrentes. Lembrar que o transformador ser apresentado turma em forma de seminrio na Etapa posterior, Etapa 4.


Aula-tema: Materiais Magnticos: caractersticas gerais.

Esta atividade importante para que voc conhea as aplicaes dos materiais magnticos, principalmente o comportamento e diferenciao entre materiais magnticos moles (macios) e duros, e seus devidos comportamentos a partir de seus laos histricos e a relao observada na aplicao de materiais ferromagnticos empregados em transformadores eltricos.




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PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Pesquisar sobre os diversos materiais magnticos existentes, explicando sobre os laos de histereses que os caracterizam, e fazer uma relao sobre qual o melhor lao histrico pertinente a receber a induo eletromagntica para um transformador eltrico.

Passo 2 (Equipe)

Indicar as ligas que poderiam fazer parte dos materiais magnticos empregados em transformadores eltricos, justificando pelos comportamentos dos laos de histereses.

Passo 3 (Equipe)

Apresentar um seminrio com o prottipo confeccionado na Etapa 3, explicando os fenmenos observados, podendo utilizar banners, projetores, etc., explicando as etapas da confeco.

Passo 4 (Equipe)

Realizar o Relatrio 2 com as concluses obtidas nos passos das Etapas 3 e 4, e as concluses pertinentes aos itens solicitados, argumentando a importncia dos temas abordados nesta ATPS na sua formao de Engenheiro de Controle e Automao. Entregar para o professor na data especificada, no final do segundo Bimestre.

Livros-Texto da disciplina: SCHIMIDT, Walfredo. Materiais Eltricos. 2 ed. So Paulo: Edgard Blcher, 1998, v.1.

CALLISTER JR., William D.. Fundamentos da Cincia e Engenharia de Materiais. 1 ed. Rio

de Janeiro: LTC Livros Tcnicos e Cientficos, 2009SCHIMIDT, Walfredo. Materiais

Eltricos. 3 ed. So Paulo: Edgard Blcher, 2010 v.2.

VAN VLACK, Lawrence Hall. Princpios de Cincia e Tecnologia dos Materiais. 4 ed. Rio

de Janeiro: Campus - Elsevier, 2003.

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EduardoMquina de escreverhttp://www.youtube.com/watch?v=-GgB03vlNzU

EduardoMquina de escreverBibliografia Complementar:

EduardoMquina de escreverhttp://doradioamad.dominiotemporario.com/doc/transformadores_teori_pratica_dicas.pdf

EduardoMquina de escreverhttp://www.saladaeletrica.com.br/como-montar-um-transformador-monofasico/

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