Eletricidade básica

Eletricidade básica

(Parte 1 de 10)

2 - COMISSÃO TRIPARTITE PERMANENTE DE NEGOCIAÇÃO DO SETOR ELETRICO NO ESTADO DE SP

Manual de treinamento curso básico segurança em instalações e serviços com eletricidade - NR 10

COORDENAÇÃO CPN - GESTÃO 2004/ 2005 Luiz Carlos de Miranda Junior – CPFL Energia

COORDENAÇÃO DO PROJETO Dhébora de Abreu Alves Poloto – AES Eletropaulo

Cláudio Sergio Denipotti – ELEKTRO Eletricidade e Serviços S.A. Daniel Calesco – AES Tietê Dhébora de Abreu Alves Poloto – AES Eletropaulo Edson Muniz de Carvalho – AES Eletropaulo Fabio Lellis Polezzi – CTEEP Companhia de Transmissão Energia Elétrica Paulista Frederico Prestupa Neto – CPFL Energia Jorge Santos Reis - Fundacentro Luiz Roberto Xisto – Bandeirante Energia Maria Cândida de Sousa – CTEEP Companhia de Transmissão Energia Elétrica Paulista

Carlos Alberto Ruzzon – AES Tietê Helenice Ticianelli – AES Tietê Ivan Gomes Cortez – AES Eletropaulo José Carlos Porto Zitto – CPFL Energia Marcelo Serra Lacerda da Silva - SABESP Nicola Francelli – CPFL Energia Paulo Roberto Coelho - SABESP Robert Werner Dallmann - SABESP Valdir Lopes da Silva – AES Eletropaulo

Comitê de segurança e saúde do trabalho – Fundação COGE

Michel Lucas de Oliveira – AES Eletropaulo Rodolfo Dala Justino – AES Eletropaulo Daniel Di Prinzio – AES Eletropaulo

COMISSÃO TRIPARTITE PERMANENTE DE NEGOCIAÇÃO DO SETOR ELETRICO NO ESTADO DE SP - 3

INTRODUÇÃO5
INTRODUÇÃO À ELETRICIDADE5
CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA5
NATUREZA DA ELETRICIDADE6
CORRENTE ELÉTRICA9
INTRODUÇÃO9
DEFINIÇÃO10
CORRENTE ELÉTRICA1
UNIDADE DE MEDIDA DA CORRENTE ELÉTRICA1
INTENSIDADE DA CORRENTE ELÉTRICA12
CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO DO AMPERÍMETRO13
TENSÃO ELÉTRICA14
INTRODUÇÃO14
DEFINIÇÃO14
TENSÃO ELÉTRICA14
FONTE DE TENSÃO ALTERNADA / CONTINUA16
RESISTIVIDADE DOS MATERIAIS17
UNIDADE DE MEDIDA DA TENSÃO ELÉTRICA17
CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO DO VOLTÍMETRO18
RESISTÊNCIA ELÉTRICA18
DEFINIÇÃO18
Resistência elétrica19
Unidade de medida de resistência elétrica20
Cuidados na utilização do ohmímetro20
LEI DE OHM21
DEFINIÇÃO21
FÓRMULA DA LEI DE OHM2
REPRESENTAÇÃO SIMBÓLICA DE UM CIRCUITO ELÉTRICO23
ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIAS24
ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE DE RESISTÊNCIA24
COMPORTAMENTO DA TENSÃO E CORRENTE25
RESISTÊNCIA EQUIVALENTE25
ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIAS25
CÁLCULO DA RESISTÊNCIA EQUIVALENTE25
CIRCUITO EM SÉRIE26
RESISTÊNCIA EQUIVALENTE27
CONCLUSÃO27
ASSOCIAÇÃO EM PARALELO DE RESISTÊNCIAS27
COMPORTAMENTO DA TENSÃO E CORRENTE28
CÁLCULO DA RESISTÊNCIA EQUIVALENTE28
CIRCUITO PARALELO29
CONCLUSÃO30
CIRCUITO MISTO30
POTÊNCIA ELÉTRICA31
INTRODUÇÃO31
POTENCIA ELÉTRICA32
Unidade de medida da potência elétrica32
Múltiplos e submúltiplos32
Constituição do wattímetro3
EFEITO JOULE3
LEI DE JOULE3
MAGNETISMO36
INTRODUÇÃO:36
DEFINIÇÃO:36
Imãs Naturais e Artificiais36
Pólos Magnéticos:37
Atração e Repulsão dos Pólos Magnéticos:37
Determinação dos Pólos Magnéticos:38
Materiais Magnéticos:38
Materiais Ferromagnéticos:38
Materiais Não-Ferromagnéticos:38
ELETROMAGNETISMO39
DEFINIÇÃO39
CORRENTE ALTERNADA42

SUMÁRIO FREQÜÊNCIA....................................................................................................................................................................43

POTÊNCIA EM CORRENTE ALTERNADA4
Fator da Potência45
Potência Reativa45
Baixo fator de potência (cos) significa:45
Alto fator de potência (cos.) significa:46
POTÊNCIA DE UM CAPACITOR46
Constituição do capacitor:46
CIRCUITO TRIFÁSICO48
TENSÃO SIMPLES E TENSÃO COMPOSTA49
CIRCUITO ESTRELA (Y)50
CIRCUITO ESTRELA EQUILIBRADO51
CIRCUITO ESTRELA DESEQUILIBRADO51
CIRCUITO TRIÂNGULO ()52
TRANSFORMADORES52
TRANSFORMADOR MONOFÁSICO54
TRANSFORMADOR TRIFÁSICO5
TRANSFORMADOR DE POTENCIAL (TP)56

4 - COMISSÃO TRIPARTITE PERMANENTE DE NEGOCIAÇÃO DO SETOR ELETRICO NO ESTADO DE SP TRANSFORMADOR DE CORRENTE (TC) ...........................................................................................................................57

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INTRODUÇÃO Esta apostila tem por objetivo fornecer informações básicas sobre eletrotécnica.

Constituição da matéria Matéria é tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço.

A matéria é constituída de moléculas que, por sua vez, são formadas de átomos.

O átomo é constituído de um núcleo e eletrosfera, onde encontramos os:

• Elétrons • Prótons

• Nêutrons

Portanto, o átomo é formado por:

Elétron: É a menor partícula encontrada na natureza, com carga negativa. Os elétrons estão sempre em movimento em suas órbitas ao redor do núcleo.

Próton: É a menor partícula encontrada na natureza, com carga positiva. Situa-se no núcleo do átomo.

Nêutron: São partículas eletricamente neutras, ficando também situadas no núcleo do átomo, juntamente com os prótons.

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Natureza da eletricidade Eletricidade é o fluxo de elétrons de átomo para átomo em um condutor.

Figura 1 - Toda matéria é constituída de átomos.

Para entendê-la, deve-se pensar na menor parte da matéria, o átomo (figura 1). Todos os átomos tem partículas chamadas elétrons, que descrevem uma órbita ao redor de um núcleo com prótons.

O elemento mais simples é o hidrogênio. Como se pode ver na Figura 1, seu átomo tem um único elétron em órbita ao redor do núcleo, com um próton.

Um dos mais complexos elementos é o urânio, que tem 92 elétrons em órbita ao redor de um núcleo com 92 prótons.

Cada elemento tem sua própria estrutura atômica, porém cada átomo de um mesmo elemento tem igual número de prótons e elétrons.

Figura 2 - Estrutura de um átomo de cobre.

O elemento cobre é muito empregado em sistemas elétricos, porque é um bom condutor de eletricidade.

Essa conclusão pode ser facilmente verificada observando-se a figura 2. O átomo de cobre contém 29 prótons e 29 elétrons. Os elétrons estão distribuídos em quatro camadas ou anéis. Deve-se notar, porém, que existe apenas um elétron na última camada (anel exterior).

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Esse é o segredo de um bom condutor de eletricidade.

Elementos cujos átomos tem menos de quatro elétrons em seus respectivos anéis exteriores são geralmente denominados ”bons condutores”.

Elementos cujos átomos têm mais de quatro elétrons em seus respectivos anéis exteriores são maus condutores. São, por isso, chamados de isolantes.

Poucos elétrons no anel exterior de condutores são mais facilmente desalojados de suas órbitas por uma baixa voltagem, para criar um fluxo de corrente de átomo para átomo.

Em síntese:

• átomos têm elétrons em órbita ao redor de um núcleo com prótons; • cada átomo contém igual número de elétrons e prótons;

• os elétrons ocupam camadas ou anéis, nos quais orbitam em volta do núcleo; • átomos que possuem menos de quatro elétrons no seu anel exterior são bons condutores de eletricidade (exemplo: cobre).

Já se determinou que os átomos possuem partículas chamadas prótons e elétrons.

Essas partículas tem determinadas cargas: Prótons - cargas positivas (+) Elétrons - cargas negativas (-)

Os prótons, no núcleo, atraem os elétrons, mantendo-os em órbita. Desde que a carga positiva dos prótons seja igual a carga negativa dos elétrons, o átomo é eletricamente neutro.

Entretanto, essa igualdade de cargas pode ser alterada; se elétrons são retirados do átomo, este se torna carregado positivamente(+).

Assim sendo:

• átomos carregados negativamente - maior número de elétrons; • átomos carregados positivamente - menor número de elétrons;

As figuras abaixo exemplificam as afirmações acima.

SUPORTESUPORTE SUPORTE
BORRACHA
BORRACHA

BASTÃO DE Figura 3 - Cargas de mesmo sinal se repelem.

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A experiência da figura 3 demonstra essa transferência de elétrons.

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