Aula 01 - Tensão Corrente Resistência.pptx

Tensão e corrente

1. Revisão Qualificação Mecânico de Manutenção de Máquinas Pesadas – KINROSS

2. Revisão Tensão Corrente Resistência

3. Tensão Elétrica Podemos expressar a tensão elétrica (ou ddp (diferença de pontecial )) como: “Tensão elétrica é a força capaz de impulsionar os elétrons em um condutor em sentido orientado”.

4. Mas para que qualquer coisa se movimente, é necessário que exista uma força que estimule a movimentação. Essa força que impulsiona os elétrons é conhecida como  tensão elétrica .

5. Tensão Elétrica Unidade Em homenagem a Alexandre Volta a unidade de tensão elétrica é o Volt (V), representado pela letra U ou V. Grandeza: Tensão Representação: U ou V Unidade de Medida: Volt (V)

6. Tensão Elétrica Múltiplos e Submúltiplos Como toda grandeza, a unidade Volt possui vários múltiplos e submúltiplos.

7. Tensão Elétrica Conversão da unidade Sempre que temos um valor muito pequeno ou muito grande devemos converter a unidade para que se tenha uma leitura mais adequada. Em geral devemos sempre ter a unidade em um intervalo de 1,0 até 999,99. Isso porque fora deste range conseguimos usar um múltiplo ou submúltiplo. Mas, como converter?

8. Tensão Elétrica Conversão de unidade

9. Tensão Elétrica Conversão de unidade

10. Tensão Elétrica Conversão de unidade - Exemplo 1.1 - Converter para a melhor unidade possível a) 13800 V b) 0,87 V c) 3950 μV

11. Tensão Elétrica Conversão de unidade - Exemplo a) 13800 V 1 3 8 0 0 13,8kV 13800V = 13,8kV Posição da vírgula

12. Tensão Elétrica Conversão de unidade - Exemplo b) 0,87 V 0 8 7 870mV 0,87V = 870mV Posição da vírgula

13. Tensão Elétrica Conversão de unidade - Exemplo c) 3950 μV 3 9 5 0 3,95mV 3950μV = 3,95mV Posição da vírgula

14. Tensão elétrica Medição O instrumento utilizado para medir a grandeza elétrica de tensão é o voltímetro.

15. Tensão elétrica Como ele mede a diferença de potencial ( ddp ) entre os terminais de um componente, no exemplo uma pilha? Para medir a ddp de uma pilha, o instrumento deve ser conectado em paralelo com ele.

16. Corrente Elétrica Introdução

17. Corrente Elétrica Introdução Se fecharmos a chave, os condutores ficarão com a mesma ddp da bateria. Dentro do condutor isso irá gerar um campo elétrico.

18. Corrente Elétrica Introdução Nesse campo, cada elétron fica sujeito a uma força elétrica. Sob a ação dela, os elétrons alteram a sua velocidade, adquirindo um movimento ordenado.

19. Corrente Elétrica Definição Dizemos que “corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons”. Vale reforçar que isso somente ocorre quando há uma ddp entre dois pontos e que exista um circuito fechado para está circulação.

20. Corrente Elétrica Observação Podemos afirmar ainda que não existirá corrente sem tensão , mas pode haver tensão sem corrente .

21. Corrente Elétrica Sentido Qual é o sentido de circulação da corrente?

22. Corrente Elétrica Sentido

23. Corrente Elétrica Unidade A unidade de medida da corrente elétrica (I) é o Ampère (que é Coulomb/segundo) representado pela letra A. Grandeza: Corrente Representação: I Unidade de Medida: Ampère (A)

24. Corrente Elétrica Múltiplos e Submúltiplos Assim como a tensão, a corrente também é uma grandeza elétrica e, como toda grandeza, pode ter a sua intensidade medida por meio de instrumentos.

25. Corrente Elétrica Múltiplos e Submúltiplos Mesmo processo utilizado para tensão elétrica será utilizado para corrente elétrica, ou seja, devemos sempre ter a unidade em um intervalo de 1,0 até 999,99. Isso porque fora deste range conseguimos usar um múltiplo ou submúltiplo.

26. Corrente elétrica Medição O instrumento para medir a intensidade de corrente elétrica é o amperímetro (A).

27. Corrente elétrica Como a corrente elétrica é um fluxo, para sua medição ela deverá passar através do instrumento, que deve ser ligado em série ao corpo neutro.

28. Vimos até então: Tensão elétrica é a força capaz de impulsionar os elétrons em um condutor e sentido orientado. Corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons E resistência o que é?

29. Resistência Elétrica “Resistência elétrica é a oposição que um material apresenta a passagem de corrente elétrica.” Essa resistência tem origem na estrutura atômica do material. Todo dispositivo eletrônico possui.

30. Resistência Elétrica Duas situações podemos ocorrer: I) Quando os átomos de um material liberam elétrons livres com facilidade, a corrente elétrica flui facilmente por esse material. Nesse caso, a resistência elétrica desses materiais é pequena.

31. Resistência Elétrica Duas situações podemos ocorrer: II) Quando os átomos de um material apresentam dificuldade em liberar seus elétrons livres, a corrente elétrica não flui com facilidade por esse material. Nesse caso, a resistência elétrica desses materiais é elevada.

32. Resistência Elétrica Apenas para comparar visualmente ambos... Baixa Resistência Alta Resistência

33. Resistência Elétrica Portanto, a resistência elétrica depende da facilidade ou dificuldade com que esse material libera cargas para circulação.

34. Resistência Elétrica O efeito causado pela resistência elétrica tem diversas aplicações práticas.

35. Resistência Elétrica A unidade de medida da resistência elétrica é o Ohm, representado pela letra grega ômega (Ω). A sua grandeza é representada pela letra R.

36. Resistência Elétrica Para medir a resistência elétrica de um material utilizamos o ohmímetro .

37. Resistência Elétrica Como o ohmímetro utiliza um circuito eletrônico propriamente alimentado, não devemos conectar este instrumento a um material submetido a uma tensão elétrica, pois pode danificá-lo. Portanto, para medir resistência elétrica o circuito deve estar desenergizado .

38. Determinação da Resistência Elétrica Existem materiais que conduzem a corrente elétrica e são chamados de condutores, outros impedem a passagem de corrente elétrica e são chamados de isolantes. Dos materiais que dificultam a passagem de corrente elétrica dizemos que possuem alta resistência elétrica.

39. Determinação da Resistência Elétrica A resistência elétrica é função da força com que os elétrons são atraídos ao núcleo. Mesmo os materiais condutores, na prática, possuem resistência elétrica, e ela depende: resistência específica, seção do material, comprimento do material e temperatura do material.

40. Determinação da Resistência Elétrica Seção do material - Quanto maior a seção, mais elétrons podem passar ao mesmo tempo.

41. Determinação da Resistência Elétrica Comprimento do material - Quanto maior o comprimento, maior a resistência apresentada.

42. Determinação da Resistência Elétrica Resistência específica (ρ - letra grega que se lê “ rô ”) - É uma característica física da matéria e está estabelecida em uma tabela de referência. Permite a comparação da resistência de diferentes materiais de acordo com a natureza, independentemente de seus comprimentos ou áreas. Valores mais altos de ρ representam maior resistência.

43. Determinação da Resistência Elétrica Segunda lei de Ohm Em que: R = resistência do condutor [ Ω ]; L = comprimento do fio [m] A = área da seção reta do fio [m²] = resistividade do condutor [ Ω m]  

44. Determinação da Resistência Elétrica Exemplo 1.2 - Considere que há um cabo elétrico com 100 metros distribuídos em um automóvel. O cabo utilizado tem 1,5mm² de seção transversal e é composto de cobre. Qual a resistência elétrica deste condutor?

45. Observação A fórmula apresentada só é válida se a temperatura de estudo for à 20ºC. Isso porque a tabela de resistividade apresentada é baseada neste valor de temperatura.

46. Influência da Temperatura A temperatura influi diretamente na mobilidade das partículas. Na maioria dos materiais, quanto maior a temperatura maior a resistência elétrica. Isso porque o aumento da temperatura aumenta a agitação das partículas do material aumentando assim as colisões entre os elétrons livres e as partículas do material.

47. Influência da Temperatura Isso significa que em um condutor elétrico, a variação da resistência elétrica é diretamente relacionada com o aumento da temperatura. maior temperatura = maior resistência

48. Influência da Temperatura Matematicamente expressamos: Em que: ρf - resistividade do material na temperatura final [ Ωm ] - resistividade do material na temperatura de 20°C [ Ωm ] α - coeficiente de temperatura do material [ ] ΔT - variação de temperatura ( Tfinal – Tinicial ) [°C]  

49. Influência da Temperatura 1.3 - Determinar a resistividade do cobre na temperatura de 50°C, sabendo-se que à temperatura de 20°C, sua resistividade corresponde a 0,0173 Ωmm²/m.

50. Resistor Elétrico O componente que tem a característica de se opor à passagem de corrente elétrica é chamado de resistor.

51. Resistor Elétrico Função Mas qual ou quais são as funções de um resistor no circuito elétrico? Limitar a corrente elétrica e, consequentemente, reduzir ou dividir tensões.

52. Resistor Elétrico Tipos Existem 3 tipos de resistores baseado em sua forma construtiva: Ajustável Variável Fixo

53. Resistor Ajustável Resistência: ajustável dentro de uma faixa de valores Aplicação: calibração de circuitos elétricos e eletrônicos Exemplo: trimpot

54. Resistor Variável Resistência: ajustável dentro de uma faixa de valores Aplicação: Controle de parâmetros elétricos e eletrônicos externamente Exemplo: potenciômetro e reostato

55. Resistor Variável Dependente de luz (LDR) Resistência: variável em função da luz incidente. Quanto mais luz incidente, menor sua resistência. Aplicação: Sensor de presença luminosa ou sensor fotoelétrico

56. Resistor Variável Dependente de tensão – Varistor (VDR) Resistência: sua resistência diminui quando a tensão nos seus terminais excede seu limite, entrando em curto e levando a queima do fusível do aparelho. Aplicação: Entrada de força de aparelhos, sobretudo eletrônicos.

57. Resistor Variável Dependente de temperatura – Termistor (NTC e PTC) Resistência: variável em função da temperatura. Existem termistores positivos (PTC) que aumentam a resistência quando esquentam e os negativos (NTC) que diminuem a resistência quando esquentam. Aplicação: Circuitos que requerem estabilidade mesmo que a temperatura de operação aumente.

58. Resistor Fixo Resistência: fixa, com tolerância pré-determinada Aplicação: geral sem necessidade de alta precisão

59. Resistor Características Todo resistor fixo tem algumas características técnicas que o definem: Resistência nominal Percentual de tolerância Potência nominal

60. Resistor Resistência Nominal Valor da resistência especificada pelo fabricante. Valor expresso em Ω e padronizados pelos IEC-63

61. Resistor Resistência Nominal

62. Resistor Percentual de Tolerância Existe em função do processo de fabricação ser sujeito à imprecisões. Indica a variação do valor nominal. Pode ser positiva ou negativa em relação ao valor nominal.

63. Resistor Potência Nominal Parâmetro relacionado com o limite de dissipação térmica pelo resistor. Influência direta da corrente que circula pelo componente. Quando temos uma corrente circulante em um condutor ou resistor, o mesmo sofrerá aquecimento. Temos nesse instante a conversão de energia elétrica em térmica. Na maioria das vezes essa energia é transferida para o ambiente em forma de calor pelo corpo do resistor. É necessário, portanto, limitar esse aquecimento afim de não danificar o componente.

64. Resistor Potência Nominal Tamanho físico do resistor influencia diretamente a dissipação de potência Componente maior = maior a área de dissipação para o ambiente

65. Resistor Especificação Para comprar sempre devemos descrever a especificação técnica completa de um componente. No caso do resistor devemos sempre citar: Tipo Resistência nominal Percentual de Tolerância Dissipação nominal de potência

66. Resistor Especificação - Exemplos Resistor de filme carbono 820 Ω ±5% 0,33 W (1/3W) Resistor de filme metálico 150 Ω ±1% 0,25 W (1⁄4W) Resistor de fio 4R7 Ω ±5% 10 W Resistor SMR 1k Ω ±5% 1⁄4 W

67. Codificação dos Resistores Nos resistores de filme carbono ou metálico as características elétricas estão codificadas na forma de anéis coloridos impressos no próprio corpo do componente. Os anéis coloridos são padronizados por meio da norma IEC-62 sendo a codificação da resistência nominal e do percentual de tolerância.

68. Codificação dos Resistores A cor e posição de cada anel em relação aos demais fornecem o valor da resistência nominal e o percentual de tolerância. Os primeiros resistores possuíam apenas 3 anéis sendo suprimida a tolerância do componente nos anéis. Nestes componentes, por terem sido construídos de forma arcaica, a tolerância era de ±20%. Hoje o mínimo são 4 anéis podendo chegar até a 6 anéis.

69. Resistor Elétrico Exemplo 1.4 - Qual é a resistência deste resistor?