Conceitos Fundamentais da Eletricidade

Unidade 1 Conceitos Fundamentais Introdução da Unidade A eletricidade é uma forma de energia que pode ser gerada de diversas maneiras como pela ação química por indução magnética por aquecimento pela luz por atrito ou por cristais piezelétricos Além disso ela pode ser transportada com bastante facilidade usando apenas os condutores elétricos Da mesma forma pode ser transformada em outros tipos de energia como em energia luminosa lâmpadas energia mecânica motores elétricos energia calorífica chuveiros em som imagem entre outros Ao pensar em eletricidade vamos definir os principais conceitos referente as grandezas elétricas tensão corrente resistência e potência para posterior associação destas ao fornecimento de energia considerando a produção e distribuição de energia elétrica Compreender os conceitos fundamentais que serão apresentados nesta unidade lhe auxiliará durante sua vida pessoal e profissional pois compreendendo os conceitos de tensão corrente resistência e potência estamos a um passo de elaborar o correto dimensionamento de materiais para uma instalação elétrica evitando o superdimensionamento ou sub de circuitos disjuntores eou a falta de segurança nas instalações incêndios perda de equipamentos choques elétricos bem como executar uma instalação elétrica conforme as normas vigentes e em conformidade com a concessionária Objetivos Compreender as grandezas elétricas Distinguir os limites para fornecimento de energia elétrica Diferenciar os tipos de ligações para o padrão de entrada Conteúdo programático Aula 1 A eletricidade e suas grandezas Aula 2 Fornecimento de Energia Elétrica Referências ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR5410Instalações Elétricas em Baixa Tensão Rio de Janeiro ABNT 2004 CAVALIN G CERVELIN S Instalações Elétricas Prediais 20 ed São Paulo ÉRICA 2009 COTRIM Ademaro A M B Instalações elétricas 5ª ed São Paulo Pearson Prentice Hall 2009 Disponível em httpunifilbv3digitalpagescombruserspublications9788576052081pages1 Acesso em 02 jan 2018 Biblioteca Virtual Pearson Manual Prysmian de Instalações Elétricas 2010 Disponível em httpsbrprysmiangroupcomsitesdefaultfilesatomsfilesManualInstalacoesEle tricaspdf Acesso 2 jan 2018 SAMED Márcia M Altimari Fundamentos de instalações elétricas Curitiba Intersaberes 2017 Disponível em httpunifilbv3digitalpagescombruserspublications9788559722130pages2 Acesso em 02 jan 2018 Biblioteca Virtual Pearson Você poderá também assistir às videoaulas em seu celular Basta apontar a câmera para os QRCodes distribuídos neste conteúdo Pode ser necessário instalar um aplicativo de leitura QRcode no celular e efetuar login na sua conta Gmail Aula 1 A eletricidade e suas grandezas A energia elétrica é a modalidade de energia que se apresenta na forma mais cômoda de utilização Pode ser transportada a grandes distâncias ser subdividida acumulada caso de pilhas e baterias e o que é muito importante é renovável e não poluente Dispor de energia elétrica significa basicamente dispor de luz calor e movimento E para que isto ocorra precisamos nos recordar que todos os corpos são compostos de moléculas e estas são aglomerados de 1 ou mais átomos a menor porção da matéria Hoje compreendemos a constituição do átomo por partículas extremamente pequenas principalmente Prótons matéria agrupada no núcleo do átomo de maior concentração de massa cuja carga elétrica é elementar e positiva por convenção Nêutrons matéria também agrupada no núcleo do átomo cuja carga elétrica é nula Elétrons matéria de massa muito menor que a do próton distribuída ao redor do núcleo do átomo em movimento e cuja carga elétrica é por convenção elementar e negativa Videoaula Apresentação Utilize o QRcode para assistir Fonte httpswwwinfoescolacomquimicaatomo 1 Princípio Fundamental da eletrostática O princípio fundamental da eletroestática é chamado de princípio da atração e repulsão cujo enunciado é cargas elétricas de sinais contrários se atraem e de mesmos sinais se repelem Portanto entre cargas elétricas há sempre uma força agindo A força é uma grandeza vetorial ou seja é caracterizada por intensidade em Newton N direção horizontal vertical etc e sentido à esquerda à direita para cima para baixo etc Por ser uma grandeza vetorial o símbolo da força é acompanhado de uma seta sobre ele F ur A figura a seguir representa a atuação da força de repulsão entre cargas de mesmo sinal e a atuação de força de atração entre cargas de sinais contrários Fonte httpefisicaifuspbreletricidadebasicofenomenosprincipios As forças de interação entre as cargas sejam elas de atração ou de repulsão têm sempre as mesmas intensidades e direção mas seus sentidos são sempre contrários A força entre as cargas foi estudada pelo cientista francês Charles Coulomb 17361806 Coulomb determinou experimentalmente que a força entre duas cargas q1 e q2 é diretamente proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas Matematicamente a Lei de Coulomb é dada por 1 2 2 Q Q F k d F é a força em Newtons N k é uma constante q1 e q2 são cargas em Coulomb C d é a distância em metros m Se as cargas estiverem no ar ou no vácuo o valor de k é 9109 Nm2C2 Utilizando o princípio da superposição ou seja adicionando vetorialmente as forças que atuam separadamente entre dois corpos para se obter uma força resultante descrita por 1 12 1 n F F F Onde F12 é a força que q1 exerce sobre q2 e F1n é a força que q1 exerce sobre qn Curiosidades Assista ao vídeo e fique por dentro dos detalhes da Lei de Coulomb httpswwwyoutubecomwatchvG6FMSji5Eo Acesso 2 jan 2018 2 Grandezas Elétricas 21 Carga Elétrica A carga elétrica elementar é um valor simbolizado pela letra q e é associado a um próton ou a um elétron cuja unidade de medida é o coulomb C O seu módulo vale q16 x 1019 C 22 Campo Elétrico O campo elétrico é uma grandeza vetorial pois também é caracterizado por intensidade direção e sentido Uma carga cria ao seu redor um campo elétrico E ur representado por linhas de campo radiais orientadas convergentes ou divergentes Sua unidade de medida é newtoncoulomb NC Fonte httpwwwalfaconnectionprobrfisicaeletricidadecampoepotencialeletricoconceitosbasicos A intensidade do campo elétrico E criado por uma carga Q em um determinado ponto é diretamente proporcional à intensidade dessa carga e a constante dielétrica k do meio onde ela se encontra e é inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre a carga e o ponto considerado Por exemplo o vetor na posição 1 terá maior valor que o vetor na posição 2 Fonte httpwwwalfaconnectionprobrfisicaeletricidadecampoepotencialeletricoconceitosbasicos Matematicamente temos F E q Q E k d² Onde E é a Intensidade do campo elétrico de Q no ponto P onde a carga q é colocada F é a força que atua na carga de prova q colocada no ponto P k é a constante dielétrica do meio onde as cargas estão d é a distância da carga Q ao ponto P onde a carga de prova q é colocada Leitura obrigatória Leia o capítulo Conceitos Fundamentais do livro Fundamentos de instalações elétricas para aprofundar seus estudos neste tópico Página 17 httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao49391pdf0codeow4M084m 7qNAvZ8S5hq13y3GprfaunoJDPmfbEdVWlHZaQwDJHkrCsuQamq3yKy6VOcV1znZD2k 2C6plFFANQ Indicação de Vídeo Agora assista ao vídeo sobre campo elétrico httpswwwyoutubecomwatchvqRtq7b4OxkUt1s Acesso 2 jan 2018 23 Potencial Elétrico U V E Observe como vimos anteriormente ao redor de uma carga há um campo elétrico vetorial cuja intensidade reduz quadraticamente com o aumento da distância Além do campo elétrico cada ponto da região em torno da carga possui outra propriedade denominada potencial elétrico Esta propriedade é uma grandeza escalar caracterizandose apenas por sua intensidade Considerando essa carga elétrica Q fixa e abandonando uma outra carga q num ponto P do campo elétrico de Q a carga q será atraída ou repelida ganhando energia cinética Isso significa que ali no ponto P há uma energia potencial que possibilitará que essa carga q se movimente de um ponto a outro devido à ação de uma força F Fonte Autora 2018 Dizemos que num ponto P distante d da carga Q surge uma grandeza denominada potencial elétrico que corresponde à energia elétrica em potencial adquirida pela carga q A expressão matemática que define o potencial elétrico num campo elétrico é dada pela relação entre esta energia elétrica t e a unidade de carga q A B U U q F d U q Q U k d t D A unidade usada para medir potencial elétrico é o volt V em homenagem ao físico Alessandro Volta O potencial elétrico de 1 volt é igual a 1 joule J de energia por 1 coulomb C de carga Como o potencial elétrico é uma grandeza escalar associada ao campo elétrico cada ponto do campo elétrico tem um potencial elétrico diferente É importante destacar que O campo elétrico é conservativo Portanto o trabalho que a força elétrica realiza sobre a carga q quando está se deslocando de um ponto a outro independe da trajetória descrita por ela Se o deslocamento ocorrer numa superfície equipotencial são planos paralelos entre si e perpendiculares às linhas de força assim o potencial elétrico é o mesmo em todos os seus pontos o trabalho é nulo pois VAVB No limite do campo elétrico infinito do campo tanto o potencial elétrico como a energia potencial elétrica assumem valor nulo Da mesma forma que é preciso estabelecer um referencial para indicar a energia potencial gravitacional de uma massa costumase adotar uma referência ao lidar com o potencial elétrico e com a energia potencial elétrica Se a carga Q geradora do campo elétrico for positiva o potencial elétrico é positivo negativa o potencial elétrico é negativo Para ilustrar esta situação vamos considerar uma carga elétrica Q 3nC sendo abandonada entre os pontos A e B com os respectivos potenciais demonstrados na figura O elétron abandonado no meio dos pontos movimentarseá Diferença de potencial entre os pontos A e B Fonte httpredeetecmecgovbrimagesstoriespdfeixoinfratecedificinsteletr161012insteletrpdf Observe que nas duas situações a carga Q gera uma diferença de potencial entre A e B de 100V e espontaneamente o elétron recebe energia e vai de um ponto de menor potencial para outro de maior potencial Veja que é neste momento que temos a movimentação do elétron quando ocorre uma ddp diferença de potencial entre um ponto e outro tornando possível a movimentação dos elétrons Ao considerarmos a ocorrência de uma ddp podemos citar como exemplo um gerador uma bateria um alternador uma pilha Estes dispositivos são capazes de gerar carga elétrica entre dois pontos de forma contínua ou alternada ddp contínua a pilha comum não recarregável possui uma tensão nominal de 15V Associadas em série como na figura as suas tensões se somam como no caso da lanterna cuja bateria é formada por quatro pilhas de 15V resultando na tensão de 60V Podemos citar a bateria de uma moto que apresenta entre seus terminais polos positivo e negativo oferta 12 V Representação ddp contínua Fonte Autora 2018 ddp alternada os geradores rotativos de uma usina hidroelétrica produzem esta ddp Em uma instalação elétrica a ligação monofásica não é indicada por polos mas sim pelo fio fase e o fio neutro proporcionando uma ddp de 127V e entre dois fios fase 220V Em algumas regiões do Brasil as concessionárias utilizam 220V entre fase e neutro e 380V entre dois fios fase 24 Corrente Elétrica Quando estabelecemos entre os pontos A e B uma diferença de potencial VAVB VAVB o interior desse trecho passa a ser preenchido por um campo elétrico Esse campo elétrico é orientado do maior para o menor potencial Os elétrons livres do material ficam então sob a ação do campo que sobre eles exerce força capas de movimentálos no sentido do menor para o maior potencial sentido real da corrente elétrica portando sentido oposto ao do campo Com isso o movimento de elétrons dentro do fio por exemplo passa a ser relativamente ordenado Videoaula 1 Agora assista ao vídeo que aborda a tensão elétrica e suas características vídeo 1 Utilize o QRcode para assistir Sentido da corrente elétrica Fonte httpeletronicassimblogspotcombr201601correnteeletricaparte1html A relação entre a quantidade de carga de módulo Dq que atravessa a seção S de um fio em um intervalo de tempo t D define o que se chama intensidade de corrente elétrica q i A t D D Quando a corrente é de 1 Ampére passam pelo condutor 625 trilhões de elétrons em um segundo A corrente elétrica é medida por um aparelho conhecido como amperímetro O amperímetro é ligado em série com o gerador e o consumidor O sentido convencional da corrente elétrica é o sentido contrário ao sentido de deslocamento dos elétrons muito utilizado na análise de circuitos elétricos Videoaula 2 Agora assista ao vídeo que aborda a corrente elétrica a resistência elétrica e suas características vídeo 2 Utilize o QRcode para assistir 25 Resistência Elétrica Um condutor genérico submetido separadamente a diversas diferenças de potencial elétrico é percorrido por correntes de diferentes intensidades Este condutor pode oferecer uma dificuldade de movimentação dos elétrons livres a esta condição denominamos resistência elétrica do condutor A resistência elétrica é uma característica do aparelho elétrico e dos condutores elétricos Quanto maior a ddp aplicada maior a intensidade de corrente que o atravessa A relação U i em um condutor é chamada resistência elétrica R desse condutor que é igual ao quociente da diferença de potencial aplicada pela corrente que percorre o circuito ou seja U ohm R i W Sua unidade é o ohm em homenagem aos experimentos realizados com diversos resistores pelo físico e matemático alemão Simon Ohm em 1827 Genericamente a relação U i é conhecida como 1ª Lei de Ohm sendo descrita como U Ri onde 1 ohm é a resistência elétrica de um condutor que submetido a uma ddp de 1 volt é percorrido por uma corrente elétrica de 1 ampère Experimentalmente Ohm observou que a relação entre U e i é diferente em resistores distintos Ela depende do material que constitui o resistor das dimensões comprimento e área e da sua temperatura Primeiramente Ohm fixou a temperatura e verificou que a resistência R do resistor é diretamente proporcional ao seu comprimento R µ l e inversamente proporcional à área de sua secção reunindo os resultados temos R S µ l Representação 2ª Lei de Ohm Fonte Autora 2018 A 2ª Lei de Ohm é escrita como R S r l em que letra graga que se pronuncia rô r é o coeficiente de proporcionalidade Esse coeficiente é denominado resistividade elétrica do material que constitui o resistor ou seja é uma característica do material Assim temos R é a resistência do resistor Ω ρ é a resistividade do material de que é feito o resistor Ωm l é o comprimento do resistor m S é a área da seção reta transversal do resistor m2 Assim concluímos que um fio de cobre curto e com grande área de secção transversal possui resistência menor do que um fio de cobre longo e fino Os fios de alta tensão que conduzem grandes correntes por longo percurso possuem diâmetros maiores a fim de oferecer menor resistência Curiosidades Simule a segunda lei de ohm Acesse httpsphetcoloradoedusimshtmlresistance inawirelatestresistanceinawireptBRhtml Acesso 2 jan 2018 Leitura obrigatória Leia o capítulo Conceitos Fundamentais do livro Fundamentos de instalações elétricas para aprofundar seus estudos neste tópico Página 21 httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao49391pdf0codeow4M084m 7qNAvZ8S5hq13y3GprfaunoJDPmfbEdVWlHZaQwDJHkrCsuQamq3yKy6VOcV1znZD2k 2C6plFFANQ 26 Potência Elétrica Nas etiquetas de aparelhos elétricos ou eletrônicos é possível verificar os valores indicados de potência em watts em cada um ou seja quantos joules de energia eles consomem por segundo Desta maneira considere um resistor de resistência R submetido a uma ddp U e percorrido por corrente de intensidade i Isso significa que certa quantidade de carga Dq percorre esse resistor num intervalo de tempo t D Assim houve a realização de um trabalho t DqU Para calcular a potência P ou seja o trabalho pela unidade de tempo vamos dividir ambos os membros pelo tempo t D gasto no deslocamento de carga entre os pontos ou polos positivo e negativo de análise q U t t t D D D Como a razão t t D equivale à potência P e a razão q t D D equivale à intensidade de corrente i temos que a potência é igual ao produto da diferença de potencial pela corrente elétrica P Ui Essa fórmula permite calcular a potência elétrica consumida ou dissipada por um resistor ou por qualquer dispositivo instalado no seu lugar como uma lâmpada incandescente o ferro de passar roupa a torradeira entre outros Esses dispositivos aquecem quando alimentados com potência elétrica É mais potente o equipamento que converte maior quantidade de energia mais rapidamente Combinando essa expressão geral da potência elétrica com a 1ª Lei de Ohm podemos obter outras duas fórmulas adicionais mas equivalentes para a potência elétrica consumida por um resistor Sua unidade é o Watt em homenagem a máquina de vapor muito mais rápida e econômica criada pelo escocês James Watt 3 Condutor e Isolante Os materiais como sabemos são formados por combinações de elementos químicos ou seja retornamos a ideia do átomo Quanto mais afastado do núcleo está um elétron maior é a sua energia porém mais fracamente ligado ao átomo ele está Essa característica da estrutura atômica dos materiais define seu comportamento elétrico como condutor ou isolante 31 Condutor Elétrico Estes têm a função de conduzir bem a eletricidade oferecendo pequena resistência ao deslocamento dos elétrons Todos os metais e carvões assim como os ácidos e soluções salinas são condutores elétricos Deslocamento dos elétrons em um condutor Fonte httpwwwalfaconnectionprobrfisicaeletricidadecorrenteeresistenciaeletricacorrenteeletrica 32 Isolante Elétrico Estes são materiais que oferecem elevada resistência à passagem de corrente elétrica Suas características resistividade rigidez dielétrica estabilidade perante descargas e constante elétrica devem estar de acordo com as normas técnicas vigentes Veja que não podemos afirmar que os materiais isolantes nunca funcionariam como condutores pois tudo depende da diferença de potencial a que for submetido o material Leitura obrigatória Leia o capítulo 5 do livro Instalações Elétricas item 52 para aprofundar seus estudos neste tópico Página 139 httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao450pdf0codep2gJk39zJmkX W0eQawe4xQTRryLuyp7JRhAF5XBSmg5ifVYez5qIQbu66JoZaMYL30eVnMJQStuZ mxEOw Indicação de Leitura Leia o assunto Conceitos Básicos para conhecer mais sobre indução eletrostática e como ela ocorre Acesse httpwwwalfaconnectionprobrfisicaeletricidadeinducao eletrostaticaconceitosbasicos Acesso 2 jan 2018 Videoaula 3 Agora assista ao vídeo que aborda o conceito dos materiais condutores e isolantes vídeo 3 Utilize o QRcode para assistir Aula 2 Fornecimento de Energia Elétrica Observe que ao estudarmos a eletricidade além de compreender as grandezas elétricas como tensão corrente resistência e potência elétrica temos que nos habituar com os tipos de ligações e a disposição dos equipamentos em um circuito elétrico bem como o tipo de alimentação ddp disponibilizada para o circuito elétrico Mas o que é um circuito elétrico Quais os elementos associados Como realizar medições em um circuito elétrico eou uma instalação elétrica E o fornecimento de energia elétrica em uma instalação Nesta aula iremos responder estas questões e compreender conceitos relacionados a prática de uma instalação elétrica bem como na leitura de projetos elétricos 1 Elementos de circuitos elétricos Você sabe que para produzir energia elétrica e assim pôr em funcionamento um lanterna por exemplo é necessário colocar corretamente as pilhas e fechar o interruptor O que está acontecendo nesta situação A corrente elétrica sai de um polo da pilha percorre o filamento da lâmpada e retorna ao outro polo da pilha ou seja percorre um caminho fechado um circuito elétrico Lembrese que as pilhas nesta situação estão associadas em série e conseguimos uma ddp maior a partir da associação de mais pilhas caso seja necessário para o circuito Representação de um circuito elétrico simples Fonte httpwwwaulasfisicaquimicacom9e03html Leitura obrigatória Leia o capítulo 3 do livro Fundamentos de instalações elétricas para aprofundar seus estudos neste tópico Página 51 httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao49391pdf0codeow4M084m 7qNAvZ8S5hq13y3GprfaunoJDPmfbEdVWlHZaQwDJHkrCsuQamq3yKy6VOcV1znZD2k 2C6plFFANQ De maneira geral denominamos de circuito elétrico o conjunto de caminhos que permitem a passagem da corrente elétrica no qual aparecem dispositivos elétricos ligados a um gerador Quando o caminho a seguir pela corrente é único como no caso da lanterna ele é chamado de circuito simples Veja a seguir alguns dos componentes presentes num circuito elétrico Gerador elétrico é um dispositivo capaz de transformar em energia elétrica outra modalidade de energia O gerador não cria cargas elétricas Sua função é fornecer energia às cargas elétricas que o atravessam Os geradores mais comuns são os químicos e os mecânicos Os geradores químicos transformam energia química em energia elétrica Por exemplo pilha e bateria Os geradores mecânicos transformam energia mecânica em energia elétrica São exemplos o dínamo e o alternador operando em conjunto com o motor dos veículos Conjunto de geradores eólico e solar A energia eólica acima e a energia solar abaixo são fontes alternativas para a obtenção da energia elétrica Fonte httpciclovivocombrplanetadesenvolvimentocustosglobaisdeenergiaeolicaesolarcairaocadavezmaisrapido afirmabloomberg Os geradores são representados no circuito por dois traços paralelos entre si de tamanhos diferentes Representação do gerador e corrente elétrica Fonte Autora 2018 Receptor elétrico é um dispositivo que transforma energia elétrica em outra modalidade de energia não exclusivamente térmica O principal receptor é o motor elétrico que transforma energia elétrica em mecânica além da parcela de energia dissipada sob a forma de calor Compressor acionado por motor elétrico Fonte httpwwwairlungcombral7002html A representação do receptor elétrico é igual à do gerador É possível distinguilos pelo sentido da corrente elétrica convencional Nos receptores a corrente entra pelo polo positivo traço maior e sai do negativo Representação do receptor elétrico Fonte Autora 2018 Resistor tratase de dispositivo destinado a limitar a intensidade da corrente elétrica Há resistores que transformam grande parte da energia elétrica que recebem em calor Por isso são muito usados na fabricação de aquecedores ferros de passar chuveiros elétricos entre outros Os símbolos convencionados para representar um resistor são Representação do resistor Fonte Autora 2018 A foto mostra diversos tipos de resistores como os de carbono com faixas coloridas muito utilizados em circuitos eletroeletrônicos incluindo os de resistência variável como o potenciômetro e o trimpot Nos chuveiros em geral o resistor é um fio de níquelcromo enrolado em espiral Diversos tipos de resistores e sua simbologia Fonte httpssitesgooglecomsitemetaeletronicaprojetoscursorapidodeeletronicabasicacomponentes passivostmpl2Fsystem2Fapp2Ftemplates2Fprint2FshowPrintDialog1 Dispositivos de manobra são elementos que servem para acionar ou desligar um circuito elétrico Por exemplo as chaves faca fim de curso os interruptores e as botoeiras Chave faca unipolar bipolar e tripolar à esquerda chave blindada à direita Fonte httpwwwdistribuidorapampulhacombrprodutoschavefacaeblindada36 Interruptores Fonte httpocortexblogspotcombr201207indicadordeligadesligaparahtml Símbolo do interruptor ou chave aberta Fonte Autora 2018 Dispositivos de segurança são aqueles que ao serem atravessados por uma corrente de intensidade maior que certo limite interrompem a passagem de corrente elétrica preservando os demais elementos do circuito de possíveis danos ou mesmo destruição total Os mais comuns são os fusíveis e os disjuntores Os fusíveis ao se fundirem por efeito Joule precisam ser trocados Os disjuntores são chaves que se desligam automaticamente por ação magnética Símbolo convencionado para os dispositivos de segurança Fonte Autora 2018 Fusíveis e Disjuntores Fonte Mundo da Elétrica Videoaula 1 Agora assista ao vídeo que aborda alguns dos dispositivos de manobra vídeo 1 Utilize o QRcode para assistir Dispositivos de controle são utilizados nos circuitos para medir a intensidade da corrente elétrica e a ddp existente entre dois pontos ou simplesmente para detectálas Os mais comuns são o amperímetro o voltímetro e o galvanômetro Representação de medição utilizando um amperímetro e um voltímetro Fonte Autora 2018 O amperímetro é um aparelho que serve para medir a intensidade da corrente elétrica O voltímetro é um aparelho utilizado para medir a ddp entre dois pontos de um circuito elétrico O galvanômetro é um instrumento utilizado na construção do voltímetro e amperímetro Isoladamente pode ser usado para indicar a presença de corrente ou a existência de diferença de potencial Representação do galvanômetro no circuito Fonte Autora 2018 2 Instrumentos de Medição São vários instrumentos utilizados em laboratórios e oficinas para a medida de grandezas elétricas Vamos aprender sobre os principais sendo o multímetro o voltímetro o amperímetro ohmímetro e o wattímetro 21 Multímetro O multímetro é um instrumento multifuncional pois incorpora em um único equipamento dos medidores de tensão voltímetro corrente amperímetro e resistência ohmímetro além de ter outras funções mais específicas Pode ser encontrado na forma analógica ou digital com dois terminais nos quais são ligadas as pontas de prova ou pontas de teste A ponta de prova vermelha deve ser ligada ao terminal positivo do multímetro borne vermelho ou marcado com o sinal e a ponta de prova preta deve ser ligada ao terminal negativo do multímetro borne preto ou marcado com o sinal ou COMUM Multímetro analógico e digital em teste de lâmpada Fonte httpwwwprofelectroinfotestedelampadasincandescentescommultimetro 22 Voltímetro O voltímetro é o instrumento utilizado para medir a tensão elétrica diferença de potencial entre dois pontos de um circuito elétrico Agora utilizando um multímetro como um voltímetro é necessário selecionar uma das escalas para medida de tensão contínua CC ou tensão alternada CA Para medir tensão as pontas de prova do voltímetro ou multímetro devem ser ligadas em paralelo com os dois pontos do circuito em que se deseja conhecer a diferença de potencial seja em um dispositivo seja em um trecho de circuito Videoaula 2 Agora assista ao vídeo que aborda o uso de alguns instrumentos de medição vídeo 2 Utilize o QRcode para assistir Ligação do Voltímetro em um circuito elétrico Fonte Autora 2018 23 Amperímetro O amperímetro é o instrumento utilizado para medir a corrente elétrica que atravessa um condutor ou dispositivo de um circuito elétrico Para que o multímetro funcione como amperímetro basta selecionar uma das escalar para medida de corrente contínua CC ou corrente alternada CA Para medir corrente o circuito deve ser aberto no ponto desejado ligando o amperímetro em série para que ela o atravesse A corrente que passa por um dispositivo pode ser medida antes ou depois dele já que a corrente que entra num bipolo é a mesma que sai Representação de um circuito simples com medição de corrente elétrica Fonte Autora 2018 Amperímetro de alicate Um amperímetro CA muito comum para aplicação em instalações elétricas residenciais e industriais é o amperímetro de alicate Nele a corrente é medida de forma indireta a partir do campo magnético que surge em torno do condutor A vantagem desse amperímetro é que além de não necessitar abrir o condutor para realizar a medida ele oferece maior proteção para o operador principalmente quando se trata de instalação de alta tensão Alicate amperímetro Fonte httpacessoperconcombrperconalicateamperimetroblog 24 Ohmímetro Ohmímetro é a denominação do instrumento que mede resistência elétrica Os multímetros analógicos e digitais possuem escalar apropriadas para atuarem como ohmímetro Para medir a resistência elétrica de uma resistência fixa ou variável ou ainda de um conjunto de resistores interligados é preciso que eles não estejam submetidos a nenhuma tensão pois isso poderia acarretar erro de medida ou até danificar o instrumento Assim é necessário desconectar o dispositivo do circuito para a medida de sua resistência Atenção nunca segure os dois terminais do dispositivo a ser medido com as mãos pois a resistência do corpo humano interfere na medida causando erro 25 Wattímetro O wattímetro é o instrumento utilizado para a medida de potência Internamente ele é composto de um amperímetro e de um voltímetro apresentando no display o resultado do produto entre a tensão e a corrente medidas Os terminais do amperímetro devem ser conectados em série e os do voltímetro em paralelo com o dispositivo O alicate wattímetro atualmente é muito utilizado pela vantagem de não precisar abrir o circuito para conectar os terminais do amperímetro Wattímetro à esquerda e alicate wattímetro á direita Fonte Politerm 3 Fornecimento de Energia Elétrica Antes de iniciar uma obra é importante conhecer as regras que devem ser seguidas durante o projeto e execução as diretrizes estabelecidas pela concessionária para o cálculo de demanda dimensionamento de equipamentos bem como fixar as condições térmicas mínimas e uniformizar as condutas para o fornecimento de energia elétrica O construtor deve entrar em contato com a concessionária fornecedora de energia elétrica para verificar os detalhes pertinentes para sua obra bem como o tipo de ligação Recomendase que as instalações internas após a medição atendam à Norma NBR 5410 Instalações Elétricas de Baixa Tensão Procedimentos da ABNT A disponibilização da tensão elétrica pode ser classificada como Provisórias ligações que serão substituídas posteriormente por ligações definitivas São ligações para obras que estão em fase inicial de construção Definitivas ligações de caráter permanente Podem ser em tensão secundária residencial ou tensão primária industrialresidencial predial comercial O fornecimento é feito pelo ponto de entrega até o qual a concessionária se obriga a fornecer energia elétrica com participação nos investimentos e responsabilizandose pela execução dos serviços sua operação e manutenção Para a rede de distribuição aérea a localização física do ponto de entrega é o ponto de ancoragem no ramal de ligação aéreo na estrutura do cliente poste particular pontalete fachada do prédio etc Para encontrar maiores informações é importante realizar a leitura da Norma Técnica de Fornecimento em Tensão Secundária de Distribuição no caso do estado do Paraná a norma é fornecida pela Copel NTC 901100 Entrada de energia elétrica ponto de captação e de entrega Fonte Prysmian 31 Limites para fornecimento As edificações são enquadradas em função da carga instalada Watts e demanda calculada Voltampère As concessionárias atendem a seus consumidores residenciais fornecendo energia elétrica na classe de tensão mono bi ou trifásica de acordo com suas necessidades em função da carga total instalada na edificação A carga total instalada é a soma das potências nominais em watts de todos os aparelhos a serem ligados na edificação Com o cálculo da carga instalada teremos o tipo de atendimento que a concessionária irá oferecer ao consumidor Curiosidades No site da Copel você encontra mais informações sobre o fornecimento de tensão e os grupos de consumidores Acesse httpwwwcopelcomhpcopelrootnivel2jspendereco2Fhpcopel2Froot2Fpa gcopel2nsf2F5d546c6fdeabc9a1032571000064b22e2Fb2f4a2f0687eb6cf03257488 005939b9 311 Ligação Monofásica A ligação monofásica consiste de dois fios fase e neutro Deve ser realizada para carga total instalada até 12 kW para tensão de fornecimento 127220 V e até 15kW para tensão de fornecimento 220380V Não é permitida nesse tipo de atendimento a instalação de aparelhos de raio X ou máquinas de solda a transformador Para redes de distribuição nas quais o neutro não está disponível situação esta não padronizada a carga instalada máxima é de 25kW e o fornecimento será feito por sistema monofásico a dois fios fasefase Ligação Monofásica Fonte Prysmian 312 Ligação Bifásica A ligação bifásica consiste de três fios duas fases e um neutro Deve ser realizada para carga total instalada acima de 12kW até 25kW para tensão de fornecimento 127220V e acima de 15kW até 25kW para tensão de fornecimento 220380V Ligação Bifásica Fonte Prysmian 313 Ligação Trifásica A ligação trifásica consiste de quatro fios três fases e um neutro Deve ser realizada para carga total instalada acima de 25 até 75kW para tensão de fornecimento 127220V e também acima de 25 até 75kW para tensão de fornecimento 220380V Caso existam aparelhos como máquinas de solda ou de raio X devem ser efetuados estudos específicos para sua ligação Ligação Trifásica Fonte Prysmian Quando o cliente se enquadrar no atendimento monofásico e desejar por exemplo atendimento bifásico ou trifásico a concessionária fornecedora de energia poderá atendêlo mediante cálculos de demanda e ART do engenheiro responsável Do cliente será cobrada taxa adicional Ligação de Cargas Especiais A ligação de aparelhos com carga de flutuação brusca como solda elétrica motores com partidas frequentes aparelhos de raio X ou outros equipamentos que causam distúrbio de tensão ou corrente é tratada como ligação de cargas especiais O consumidor deverá contatar a concessionária antes da execução de suas instalações a fim de fornecer detalhes e dados técnicos para análise e orientações Encerramento Saber diferenciar as grandezas elétricas como tensão resistência corrente e potência elétrica é essencial durante os trabalhos a serem desenvolvidos como engenheiro e principalmente compreender o que ocorre a estas grandezas quando priorizadas em um circuito elétrico Lembrese que o circuito é uma construção física e para a passagem da corrente deve encontrarse fechado Podemos pensar em um circuito eletrônico ou mesmo em uma instalação elétrica onde teremos elementos participando do circuito desempenhando seu trabalho dissipando potência ou mesmo servindo como um caminho de passagem para ligar outro elemento Pensando nas instalações elétricas o circuito precisa seguir uma padronização principalmente quanto ao fornecimento de energia elétrica priorizando a demanda de carga instalada Recordese que a demanda é a soma das potências dos equipamentos previstos na instalação sendo muito importante realizar adequadamente este levantamento a fim de garantir o fornecimento de energia elétrica Videoaula 3 Agora assista ao vídeo sobre os tipos de ligação demonstrar os tipos de ligação de acordo com a potência Utilize o QRcode para assistir Videoaula Oficina Utilize o QRcode para assistir Videoaula Resolução de Exercícios Utilize o QRcode para 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