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DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERAL SEM: 2008/2 TURMAS A/B. GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA CIRCUITOS TRIFÁSICOS INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS 1ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA 1º TRABALHO EM GRUPO. - PowerPoint PPT Presentation
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DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERALSEM: 2008/2 TURMAS A/B
1) GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
2) PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA 3) CIRCUITOS TRIFÁSICOS
4) INSTRUMENTOS DE MEDIDAS ELÉTRICAS1ª AVALIAÇÃO-PROVA TEÓRICA1º TRABALHO EM GRUPO
DISCIPLINA: ELG - ELETROTÉCNICA GERALSEM: 2008/2 TURMAS A/B
PRINCÍPIOS DE CORRENTE E TENSÃO ALTERNADA
CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE
ENERGIA POTENCIAL
ACUMULADA
ENERGIA CINÉTICA (movimento)
CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE
• Quando há o movimento de rotação de umalternador (gerador de tensão alternada) , transforma este movimento em Energia Elétrica.
CORRENTE ELÉTRICA
O que é corrente elétrica? Definição: É o deslocamento de cargas dentro de um
condutor quando existe diferença de potencial elétrico entre suas extremidades.
CORRENTE ELÉTRICA
É o fluxo de cargas que atravessa a seção reta de um condutor, na unidade de tempo.
Se o fluxo for constante, denominou-se ampère a relação:
1 ampère = 1 coulomb segundo ou generalizando: i = dq/dt
TENSÃO ELÉTRICA
• A diferença de potencial de 1 volt (V) entre dois pontos ocorre quando ocorre um trabalho de 1 joule (J) para deslocar uma carga de 1 coulomb (C) entre estes dois pontos.
• Para se formar 1 coulomb são necessários 6,28 x 1018 elétrons. 1 volt = 1 joule coulomb
TENSÃO ELÉTRICA
• Para haver corrente elétrica, é preciso que haja diferença de potencial (d.d.p.)e um condutor em circuito fechado .
• Se o circuito estiver aberto, teremos d.d.p. mas não corrente.
• Analogamente, numa instalação hidráulica para haver circulação de água, deve haver uma diferença de pressão, tubulação, um interruptor e um caminho de retorno.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
• Chama-se resistência ôhmica a oposição interna à circulação das cargas devido às forças que mantém os elétrons livres, agregados ao núcleo do material.
• Corpos bons condutores => menor resistência.• Ex.: platina, prata, cobre e alumínio.
• Corpos maus condutores => maior resistência.• Ex.: porcelana, vidro, madeira.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
• A resistência R (ôhmica), medida em ohm (Ω), depende:
Tipo de material - resistividade(ρ); Comprimento (l); Seção (A); Temperatura.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
• Onde:
R = Resistência em ohms (Ω);
ρ = Resistividade do material em Ω.mm2/m;
l = Comprimento em metros;
A = Área da seção reta em mm2
R = ρ x l / A
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
• A resistência varia com a temperatura de acordo com a expressão:
• Onde:
Rt = Resistência na temperatura t em Ω;
R0 = Resistência a zero graus em Ω;
α = Coeficiente de temperatura em 1/ºC;t2 e t1 = Temperaturas final e inicial em ºC.
Rt = R0 [1 + α (t2 – t1)]
CONDUTÂNCIA (G)
• Onde:
G = Condutância (siemens);
R = Resistência em ohms (Ω);
G = 1 / R
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
• DADOS IMPORTANTES:
• Resistividade: Cobre => ρ = 0,0178Ω x mm2 /m a 15 ºC Alumínio => ρ = 0,0280Ω x mm2 /m a 15 ºC
• Coeficiente de temperatura: Cobre => α = 0,0039/ºC a 0ºC 0,0040/ºC a 20ºC
EXERCÍCIOS
1) A Resistência de um condutor de cobre a 0ºC é de 30Ω. Qual a sua resistência a 20ºC?
EXERCÍCIOS
1) A Resistência de um condutor de cobre a 0ºC é de 30Ω. Qual a sua resistência a 20ºC?
solução:
R20 = R0 [1 + α (t2 – t1)]
R20 = 30 [1 + 0,004 x 20) = 32,4Ω
EXERCÍCIOS
1) Qual a resistência de um fio de alumínio de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?
solução:
CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE => EXERCÍCIOS
1) Qual a resistência de um fio de alumínio de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?
solução:
R = ρ x l / A
R = 0,028 ohms.mm2/m x 1000m/2,5mm2
R = 11,2Ω
CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE => EXERCÍCIOS
1) Qual a resistência de um fio de cobre de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?
solução:
CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE => EXERCÍCIOS
1) Qual a resistência de um fio de cobre de 1 km de extensão e de seção de 2,5 mm2 a 15 ºC ?
solução:
R = ρ x l / A
R = 0,0178Ω.mm2/m x 1000m/2,5mm2
R = 7,12Ω
CONCEITOS BÁSICOS DOS FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE => LEI DE OHM
1) Georg Simeon Ohm (1789 – 1854) estabeleceu uma relação entre as grandezas d.d.p., corrente e resistência:
onde:
V = d.d.p. em Volts (V)R = resistência em ohms (Ω)
I = intensidade de corrente em ampères (A)
V = R x I
LEI DE OHM
CIRCUITO SÉRIE
RS = R1 + R2 + R3 + .... etc.
CIRCUITO SÉRIE
EX.: CALCULAR A CORRENTE DO CIRCUITO E A QUEDA DE TENSÃO EM CADA RESISTOR
CIRCUITO SÉRIE
I = Vs/Rs = 12/7,5kΩ = 0.0016AA corrente 1,6mA está em TODOS os resistores.
CIRCUITO SÉRIE
CIRCUITO ABERTO
• CIRCUITO ABERTO• O resistor torna-se um circuito aberto devido a
construção defeituosa ou ao superaquecimento do resistor. Nos casos graves, ele pode queimar e abrir, e esse defeito pode ser localizado com o voltímetro em um multímetro, porque o valor será a fonte de voltagem de 12 volts.
CIRCUITO ABERTO
R = ∞
CIRCUITO ABERTO
• CIRCUITO ABERTO• Outro circuito aberto típico é o fio partido ou
dessoldado. O voltímetro indicará também aqui o valor da fonte de voltagem quando conectado através de circuito aberto.
CIRCUITO ABERTO
CURTO CIRCUITO
• CURTO CIRCUITO• Um resistor também pode entrar em curto
circuito, ou ter um curto à sua volta. A lei• de Ohm indica que a queda de voltagem em
curto circuito com 0Ω de resistência é de 0• volt.• V = I x R = I x 0 = 0 V
CURTO CIRCUITO
R = 0
LEI DA VOLTAGEM DE KIRCHHOFF
Aumento da Voltagem = Soma das Quedas de Voltagem (gerador) (resistor)
LEI DA VOLTAGEM DE KIRCHHOFF
Vs fonte = V1 + V2 + V3 + V4Vs = 12V; V1 = 1,6V; V2 = 2,4V; V3 = 3,2V; V4 = 4,8V12 = 1,6 + 2,4 + 3,2 + 4,812V = 12V
LEI DA VOLTAGEM DE KIRCHHOFF
A soma das quedas de voltagem em qualquer circuito fechado é igual a zero.
LEI DA VOLTAGEM DE KIRCHHOFF
As polaridades de voltagem nos resistores de acordo com a direção da corrente convencional:
Os valores de voltagem são positivos o sinal de polaridade (+) é encontrado primeiro, e negativo se o sinal (-) vier primeiro.
LEI DA VOLTAGEM DE KIRCHHOFF
LEI DA VOLTAGEM DE KIRCHHOFF
A soma das quedas de voltagem em qualquer circuito fechado é igual a zero.-Vs fonte + V1 + V2 + V3 + V4 = 0-12 +1,6 + 2,4 + 3,2 + 4,8 = 0 0V = 0V
DIVISORES DE VOLTAGEM
I = Vin/Rs I = V1/R1 I = V2/R2 I = V3/R3 Vin/Rs = V1/R1
DIVISORES DE VOLTAGEM
• Se Vin = V1 => V1 = R1 Vin Rs R1 Rs
Vout
DIVISORES DE VOLTAGEM
Ex.: Calcular a tensão Vout
Vout
DIVISORES DE VOLTAGEM
Vout = R3/Rs x VinVout = 2k/6k x 12V = 4V
Vout
MÚLTIPLAS VOLTAGEM DE TENSÃO
Convenção: a corrente se desloca da esquerda para a direita. Se essa direção estiver errada, o valor da corrente obtido pela LVK terá valor NEGATIVO.
MÚLTIPLAS VOLTAGEM DE TENSÃO
O valor de voltagem é positivo se o sinal de polaridade (+) é encontrado primeiro, e negativo se o sinal (-) vier primeiro.
MÚLTIPLAS VOLTAGEM DE TENSÃO
VA + V1 + V2 – VB + V3 = 024 + 150 I + 68 I – 6 + 330 I = 0 => 18 = - 548 I => I = - 0,0328AI = - 32,8 A
MÚLTIPLAS VOLTAGEM DE TENSÃO
- VA + V3 + VB + V2 + V1 = 0-24 + 330I + 6 + 68I + 150I = 0 => -18 = - 548 I => I = + 0,0328AI = + 32,8 A
CIRCUITO PARALELO
Os dois resistores conectados em paralelo equivalem a um único resistor que está conectado no CIRCUITO EQUIVALENTE .
CIRCUITO PARALELO
Esse resistor equivalente, chamado Rp é calculado com a seguinte fórmula: 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 Rp = R1 x R2 / (R1 + R2)
CIRCUITO PARALELO
Ex.: Calcular o valor de Rp:
CIRCUITO PARALELO
Rp = R1 x R2 / (R1 + R2)Rp = (2.200 x 3.300) / 2.200 + 3.300 = 1320 ou 1,32ΩO valor de Rp é SEMPRE menor do que o menor resistor no circuito paralelo.
LEI DA CORRENTE DE KIRCHHOFF (LCK)
Corrente para dentro do nodo = Corrente PARA FORA DO NÓA corrente para dentro do nodo é POSITIVA e as correntes para fora do nodo são NEGATIVAS.
LEI DA CORRENTE DE KIRCHHOFF (LCK)
Corrente para dentro do nodo = Corrente PARA FORA DO NÓ ouCorrente para dentro do nó - Corrente PARA FORA DO NÓ = 0 It - I1 - I2 - I3 = 0 It – 0,21 – 0,63 – 0,58 = 0 It = 1,42A
LEI DA CORRENTE DE KIRCHHOFF (LCK)
Ex.: Comprove a lei da Corrente de Kirchhoff do circuito acima:
LEI DA CORRENTE DE KIRCHHOFF (LCK)
IA - I1 - I2 - I3 + IB = 0200mA – 100mA – 450mA – 150mA + 500mA = 00 = 0
DIVISORES DE CORRENTE
VAB = R1 x I1 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
Iin = VAB Iin = R1 x I1 I1 = Rp x Iin Rp Rp R1
DIVISORES DE CORRENTE
I1 = Rp x Iin Rp = 1 R1 = 1 R1 Gp R1
I1 = 1/Gp x Iin I1 = G1 x Iin 1/G1 Gp
DIVISORES DE CORRENTE
I saida = Condutância onde o I de saída é medido x Iin Condutância Total em paralelo
DIVISORES DE CORRENTE
Ex.: Calcular a corrente de saída Iout:
DIVISORES DE CORRENTE
Iout = G3/Gp x IinIout = 1/R3 x Iin Gp = G1 + G2 + G3 Gp Gp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
DIVISORES DE CORRENTE
G3 = 1/R3 = 1/5k = 0,2kGp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/2k + 1/4k + 1/5k Gp = 0,95k
DIVISORES DE CORRENTE
Iout = G3/Gp x IinIout = 0,2 x 4A = 0,842A 0,95
CIRCUITO SÉRIE E PARALELO
EX.: CALCULAR A RESISTÊNCIA EQUIVALENTE
CIRCUITO SÉRIE E PARALELO
EX.: CALCULAR A RESISTÊNCIA EQUIVALENTE