terça-feira, 3 de novembro de 2020

Leis de Kirchhoff

Leis de Kirchhoff

Lei de Kirchhoff das tensões (LKT):

Para a aplicação da Lei de Kirchhoff precisamos ter um circuito fechado e determinar um ponto de partida, que deve percorrer todo o circuito até retornarmos a este. A ideia principal do LKT apresenta que: a soma algébrica das tensões em um circuito fechado, deve ser igual a zero.

obs.: A lei de kirchhoff também pode ser representada igualando a soma dos elementos que representam queda ou elevação.

Veja o exemplo abaixo e acompanhe a explicação.

Para explicar a imagem escolhi percorrer o circuito em sentido horário, o sentido do circuito é definido por preferência individual ou indicação no enunciado (analisando em sentido horário ou anti-horário, o resultado final deve ser o mesmo ), após estabelecer isso indicamos quais elementos representam queda ou elevação no circuito. 


Vemos na imagem que há sinais de soma e subtração para cada um dos elementos e é através deles que definiremos as quedas e elevações. Observe que, se percorrermos o circuito em sentido horário, começando pela fonte de tensão, temos primeiro o sinal negativo e depois o positivo, sendo assim temos uma elevação. Já no segundo elemento ,que é a resistência ,temos uma queda, pois seguindo o sentido horário vamos do polo positivo ao negativo. Dessa forma devem ser analisados todos os elementos do circuito, e após identificá-los, substituímos os valores na equação. Veja:


BOYLESTAD,R.L. Introdução à Análise de Circuitos.12 ed. Pearson. 2012
ROSSETI, Gustavo.(2019).Análise de Circuitos CC [Notas de aula].Eletrotécnica Integrado, IF Sudeste MG



quarta-feira, 28 de outubro de 2020

Campo Magnético


O campo magnético é uma região de influência em torno de uma carga em movimento que pode aplicar força sobre qualquer outra carga em movimento presente nesta região.
Estarão presentes no campo magnético linhas de força que seguem a regra da mão direita. Essa regra funciona da seguinte forma, o polegar aponta para a direção e o sentido do deslocamento da carga e os outros dedos devem circundar o polegar. Os outros dedos mostram o sentido e a direção das linhas de força.

Força entre massas magnéticas puntiformes

As massas magnéticas irão produzir linhas de força que demonstração como elas irão interagir. Essa interação acontece da seguinte forma:

  • Massas que produzem linhas de campo de mesmo sentido irão se repelir;

  • Massas que produzem linhas de campo de sentido oposto irão se atrair.

Intensidade do campo magnético


A intensidade do campo magnético pode ser dada pela seguinte equação:



Onde:

m = massa magnética da carga;

R = distância entre as cargas;

0 = permeabilidade do vácuo.

Vale lembrar que, até então estamos usando apenas a permeabilidade do vácuo, mas, em determinado momento isso irá mudar e usaremos permeabilidade de diversos meios.

Campo Magnético de distribuição contínuos de cargas em movimento

Nessa parte da matéria iremos estudar o campo magnético em um conjunto de cargas puntiformes colocadas em um fio. Esse fio será dobrado formando uma espira, o conjunto de espiras dará origem a uma bobina.

Para chegarmos a equação das distribuições contínuas devemos usar duas leis:
  • Lei de Biot - Savart;
  • Lei Circuital de Ampère.

Lei de Biot - Savart

“O campo magnético total em uma região do espaço pode ser obtido a partir da soma dos campos magnéticos criados pelos vários trechos de um fio percorrido por corrente.”

A equação desta lei é a seguinte:


Onde:

Bs = campo magnético total gerado no centro da espira;
I = corrente que percorre a espira;
R = distância entre a massa magnética e a espira (em espiras circulares pode ser considerado o raio).

 Lei Circuital de Ampère

“A soma da multiplicação entre os campos magnéticos que incidem sobre cada pequeno trecho de uma linha fechada, imaginária, e o comprimento desse pequeno trecho, é proporcional à corrente que atravessa essa linha fechada.”

No caso desta lei nos consideramos apenas um ponto de um fio considerado infinito. Desta forma, chegamos a seguinte equação:



Onde:

I = corrente que percorre o fio;
R = distância do campo magnético ao fio.

Essa lei pode ser usada, também, para calcular o campo magnético no interior de um solenóide pela seguinte equação:


Onde:

N = número de espiras;
d = tamanho do solenóide.

Essa lei ainda pode nos ajudar a calcular o campo magnético em um toróide - solenóide dobrado em forma de círculo. Nessa configuração a única mudança é que o tamanho será de 2𝛑R (circunferência do círculo).

Fluxo magnético


O Fluxo magnético (Φ) é a quantidade de linhas de campo magnético que passa por uma determinada superfície.


Ele pode ser dado pela equação:

Φ=B. S [Wb]


Onde:

S = área da superfície.

Essa equação é mais genérica e não considera alterações em seu valor. Mas, para alterarmos o fluxo podemos alterar ou a área da superfície ou o ângulo entre a superfície e as linhas de campo.



Desta forma temos:

Φ=B. S. cos [Wb]


Onde o ângulo é o ângulo entre o centro da superfície e as linhas de campo.




DINIZ, André.(2006). Eletromagnetismo [Apostila de sala de aula].Eletrotécnica, IF Sudeste MG, Juiz de Fora, MG.















segunda-feira, 26 de outubro de 2020

Cálculos no circuito misto

Cálculos no circuito misto

O circuito misto é composto por elementos que podem estar ligados em série ou em paralelo, e para compreendê-lo e realizar os cálculos necessários, é preciso ter em mente todo o conhecimento sobre as montagens de circuitos série e paralelo. Vamos analisar o circuito abaixo:


Analisando atentamente as ligações podemos perceber que nenhum elemento no circuito está ligado em paralelo, e que há elementos em série como por exemplo R3 e R4 (estão conectados em série através do ponto c), e a fonte de tensão V e R1 (estão conectados através do ponto a).

Obs.: A fonte de tensão e o resistor R1, estão ligados em série mas não podem ser combinados, já que são elementos diferentes.

Cálculo da tensão e corrente no circuito misto:

A primeira coisa que devemos fazer antes de realizar os cálculos no circuito misto, é analisar o circuito cuidadosamente, definindo o que está em série e o que está em paralelo, para então substituir os elementos por uma resistência equivalente (ao fazer isso simplificamos o circuito, facilitando as contas e diminuindo os erros). Vamos analisar o exemplo abaixo:





Explicação passo a passo: 
Após a análise do circuito misto na primeira imagem, podemos identificar que há duas resistências em série R3 e R4, podendo reduzi-las a Ra, e realizando a nova montagem do circuito. Dando continuidade a análise, também podemos identificar que Ra e R2 estão ligadas em paralelo (e são componentes iguais) logo, também podem ser simplificadas, obtendo assim uma resistência equivalente Rb. Essa resistência Rb encontrada é substituída em um novo circuito, sendo colocada em série com R1. Na última imagem temos um circuito formado por duas resistências R1 e Rb, que estão conectadas em série sendo equivalentes a uma nova resistência, Rc. E no final, temos somente uma resistência total no circuito de 4Ω.

Após calcular as resistências equivalentes, e substituí-las em um novo circuito, os cálculos da tensão e corrente tornam-se mais práticos. Para calcular a tensão e a corrente no circuito misto, utilizaremos a Lei de Ohm, observe neste caso abaixo onde já possuíamos o valor da tensão total e calculamos a corrente:



BOYLESTAD,R.L. Introdução à Análise de Circuitos.12 ed. Pearson. 2012
ROSSETI, Gustavo.(2019).Análise de Circuitos CC [Notas de aula].Eletrotécnica Integrado, IF Sudeste MG



segunda-feira, 19 de outubro de 2020

Cálculos no circuito em Paralelo

Cálculos no circuito em paralelo 

No ultimo post de circuitos de corrente continua explicamos como realizar o calculo da tensão e corrente no circuito em paralelo, se você perdeu a postagem ou não se recorda, volte algumas publicações para dar uma conferida! Hoje nós vamos falar sobre como realizar o calculo da potência no circuito em paralelo!

Cálculo da Potência no circuito em paralelo

Nos circuitos compostos por elementos resistivos, a potência fornecida pela bateria é a mesma dissipada por estes. Uma análise que pode ser feita nos circuitos resistivos paralelo ,é que quanto maior o valor da resistência, menor será o valor da potência absorvida. 
E para calcularmos o valor da potência em cada elemento do circuito (ou potência total), podemos utilizar as seguintes equações: 
obs.: Uma outra alternativa de calcular a potência total, é realizar a soma dos valores de potência encontrados em cada elemento, logo: Pt=P1+P2+P3+...


Para compreender melhor as explicações acima, vamos resolver um exemplo passo passo:

Exemplo: Determine o valores das tensões, correntes e potências, nos resistores 1,2 e 3 (calcule também a corrente e a potência total).

Como nós sabemos, no circuito em paralelo a Vt (tensão total), é a mesma em todos os componentes do circuito, então temos que: 
Vt=V1=V2=V3= 60v 

No enunciado nos foi dado os valores da tensão e de cada resistência, logo com o auxílio da equação da Lei de ohm podemos descobrir os valores da corrente de forma individual:

I=V/R

I1=60/30= 2A

I2=60/20= 3A

I3=60/6= 10A

A corrente total do circuito pode ser encontrada somando os valores encontrados:

It=I1+I2+I3
It=2+3+10
It=15A

Agora que descobrimos a corrente em cada resistor e total, podemos realizar o cálculo da potência através de qualquer uma das equação demonstradas, neste caso irei utilizar a seguinte: 

P=V*I

P1=¨60*2= 120W

P2= 60*3= 180W

P3= 60*10= 600W 

Pt= 60*15=900W  ou  Pt= 120+180+600=900W



BOYLESTAD,R.L. Introdução à Análise de Circuitos.12 ed. Pearson. 2012
ROSSETI, Gustavo.(2019).Análise de Circuitos CC [Notas de aula].Eletrotécnica Integrado, IF Sudeste MG

quarta-feira, 14 de outubro de 2020

Capacitor

O que é um capacitor? 

Capacitores são elementos passivos formados por duas placas feitas de material condutor separadas por um material isolante - ar, mica, cerâmica, papel. Ele funciona armazenando energia elétrica a partir de um campo elétrico. O material têm comportamentos opostos em relação a corrente e a tensão, tanto durante seu carregamento quando descarregamento, conforme podemos observar pelos gráficos abaixos: 

Processo de carregamento do capacitor:     

   

  Processo de descarregamento do capacitor:

 

Capacitância

Capacitância é a capacidade do capacitor em armazenar cargas em seu interior.

Onde: 

E = diferença de potencial (V)

Q = cargas armazenada (C)

Propriedade físicas do capacitor

A única forma de alterar a capacitância de um capacitor é alterando suas propriedades físicas, como área de suas placas (S), a distância entre as placas ou o material isolante (dielétrico). Vale lembrar que, cada dielétrico tem uma permissividade específica (E) e esta é o que faz com que sua altere sua capacitância. Essa é a fórmula que nos possibilita achar a capacitância por meio das suas propriedades físicas:


Energia no capacitor

Quando aumentamos a tensão aplicada no capacitor aumenta-se, consequentemente, as cargas armazenadas (de acordo com a sua capacitância). Ou seja, a tensão aplicada é diretamente proporcional às cargas armazenadas.



DINIZ, André.(2006). Eletromagnetismo [Apostila de sala de aula].Eletrotécnica, IF Sudeste MG, Juiz de Fora, MG. p. 45 - 55







terça-feira, 13 de outubro de 2020

Cálculos no circuito paralelo

Cálculos no circuito em paralelo

Em geral, podemos dizer que um circuito é paralelo quando os elementos que o compõem possuem dois pontos em comum. Como na imagem abaixo por exemplo: onde R1 e R2 estão conectados em paralelo, pois possuem 2 pontos em comum (a e b), mas não estão em paralelo ao resistor R3.

Cálculo da tensão e corrente 

Agora que temos uma ideia do circuito paralelo em mente, vamos tentar entender os cálculos realizados neste tipo de montagem. Assim como no circuito em série, em paralelo às resistências também podem ser somadas e substituídas por outra equivalente, esse procedimento pode ser realizado através da seguinte equação: 

 1/Rt = 1/R1 +1/R2…


Cálculo da tensão: 

Sobre a tensão no circuito em paralelo, devemos lembrar que, ela é sempre a mesma nos elementos. Logo temos que: 

Vt= V1 = V2=

Cálculo da corrente:

Para determinar o valor da corrente em cada elemento, no circuito em paralelo podemos usar a Lei de ohm. O cálculo da corrente total no circuito em paralelo pode ser feito de duas formas: 

It=Vt/Rt       ou        It= I1+ I2 +... 



BOYLESTAD,R.L. Introdução à Análise de Circuitos.12 ed. Pearson. 2012
ROSSETI, Gustavo.(2019).Análise de Circuitos CC [Notas de aula].Eletrotécnica Integrado, IF Sudeste MG.

sexta-feira, 9 de outubro de 2020

Normas Técnicas

Continuando a apresentação de normas necessárias nas instalações elétrica, na postagem de hoje iremos aprender sobre a NR 10, uma norma que preza garantir a saúde e segurança dos trabalhadores que desempenham funções relacionadas à eletricidade.

NR10

A Norma Regulamentadora 10 pode ser explicada em 11 partes:

  1. Medidas preventivas de controle do risco elétrico e de riscos adicionais;
  2. Medidas de proteção coletiva de acordo com as atividades a serem desenvolvidas;
  3. Medidas de proteção individual nos trabalhos de instalações elétricas;
  4. A segurança em projetos, com o uso de dispositivos para desligamento de circuitos;
  5. As instalações elétricas devem ser inspecionadas e reparadas, desde sua construção, montagem, operação e até manutenção;
  6. Segurança em instalações elétricas desenergizadas e energizadas;
  7. Em um trabalho envolvendo alta tensão, os trabalhadores só poderão trabalhar dentro de limites, como: zonas controladas e de risco;
  8. Os trabalhadores precisam ser qualificados, habilitados e capacitados;
  9. Todas as áreas devem contar com proteções específicas de incêndios e explosões;
  10. Sinalizações de segurança deverão ser instaladas;
  11. Todo trabalho deve ser padronizado e descritos detalhadamente.

Escrito tendo como base a Portaria Nº598 de 7 de dezembro de 2004 do Ministério do Trabalho e Emprego.