quarta-feira, 30 de setembro de 2020

Força Elétrica e Campo Elétrico

Lei de Coulomb


A Lei de Coulomb determina a força de interação (em Newton) entre duas cargas elétricas puntiformes.


Onde:

k = 8,987 (constante elétrica)

d = distância entre elas

  • Mas, o que são cargas puntiforme?
De acordo com o professor André Diniz, podemos definir cargas puntiformes como “são aquelas reclusas a corpos cuja dimensão física são muito menores perante o sistema em que elas fazem parte”.
Ou seja, são cargas extremamente pequenas comparadas ao resto do sistema.

Vale lembrar que a Força Elétrica é uma grandeza vetorial e por isso apresenta sentido.É possível compreender melhor essa definição nas imagens a seguir:

  • Fq e Fq’ tem valores iguais e sentidos vetoriais diferentes.O vetor representa a repulsão entre as cargas iguais.


  • Fq e Fq’ tem valores iguais e sentidos vetoriais diferentes.O vetor representa a atração entre as cargas diferentes.



Força elétrica produzida por mais de uma carga puntiforme

Para calcular a força, deve-se utilizar a mesma fórmula citada anteriormente. A diferença é que para o cálculo sair corretamente devemos considerar cada dupla de carga por vez.

Por exemplo, o desenho a seguir mostra uma área em que uma carga sofre influência da força elétrica de duas outras. Nesse caso, vamos calcular a força entre Q e Q1 e entre Q e Q2. Para finalizar esse processo iremos considerar a força de maior intensidade e subtrair desta a de menor intensidade. Teremos assim a força resultante.

No desenho, percebe-se que a FQ2 é maior, por isso o vetor resultante irá para direção desta.



Campo elétrico

O Campo Elétrico(E) é uma região de influência que surge ao redor de qualquer carga carregada e aplicará força sobre qualquer carga que estiver contida dele. Vale lembrar que, o campo elétrico é exatamente uma região onde as cargas não precisam se encostar para que haja interação.


Linhas de força

As linhas de força sempre saem das cargas positivas e entram nas cargas negativas.


DINIZ, André.(2006). Eletromagnetismo [Apostila de sala de aula].Eletrotécnica, IF Sudeste MG, Juiz de Fora, MG. p. 12 - 23

segunda-feira, 28 de setembro de 2020

Cálculos no circuito série

Para identificarmos um circuito série, precisamos saber que os dois terminais da fonte CC (Vt) precisam estar ligados em série com os resistores ,assim como os resistores. Analise o exemplo a seguir:

Cálculo da corrente e tensão

Cálculo da Corrente:

Sobre a corrente no circuito em série, devemos sempre lembrar que:
  1. A conexão da fonte determina a direção da corrente.
  2. A corrente sai do terminal positivo e entra no negativo da fonte.
  3. No circuito série a corrente é a mesma em todos os pontos.
  4. Para realizarmos o cálculo da corrente no circuito série, podemos usar a lei de ohm. 
I=V/R

Exemplo passo a passo: Para calcular a corrente com os valores do circuito acima, precisamos analisar os elementos que o constituí, neste caso temos uma fonte de 8,4v e três resistores com os  respectivos valores: R1= 10Ω, R2= 30Ω, e R3= 100Ω.

Substituindo na fórmula da corrente temos que:

I= V/Req
Req=R1+R2+R3
Req=
10+30+100= 140Ω
I= 8,4/140
I= 0,06 A ou 60mA

obs.: Neste exemplo, já que o circuito é em série, podemos realizar a soma dos valores das resistências, simplificando e deixando somente uma resistência equivalente (REQ).

Cálculo da tensão:

A polaridade da tensão no resistor é dada pela direção da corrente, e seu valor em cada resistor varia de acordo com os valores de cada resistência. O cálculo da tensão também pode ser realizado através da lei de ohm:

V=RxI

Resolução dos cálculos da tensão: Utilizando os valores do circuito apresentado acima, podemos realizar o calculo da tensão presente em cada resistor.

V1= I1xR1= 60mA x10Ω= 0,6v
V2= I2xR2= 60mA x30Ω= 1,8v
V3= I3xR3= 60mA x100Ω= 6V

Dica: Uma forma prática de lembrar das fórmulas da lei ohm é desenhar um triângulo com três divisões dentro, colocando o símbolo da tensão em cima ,resistência e corrente embaixo. No traço horizontal dividimos, no vertical multiplicamos.




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, Santos Dumont MG.


sexta-feira, 25 de setembro de 2020

Pontos de uma Instalação Elétrica

Ponto é um termo para designar elementos fixos de consumo, em uma instalação elétrica de baixa tensão há um ponto de comando e pontos ativos. No ponto de comando estão os disjuntores, botões e chaves, estes governam os pontos ativos, que podem ser: 


Ponto de Utilização

É destinado a conexão de um equipamento, normalmente são pontos previstos para ligações diretas.

Exemplo: ponto para aparelho de ar condicionado.


Ponto de  Tomada

Ponto de alimentação através de tomada de corrente, nestes pontos não há previsão de um equipamento, entretanto, os pontos de tomada são classificados pela corrente estabelecida.

Exemplo: ponto de conexão para uma televisão.


Ponto de Iluminação

Em cada cômodo é necessário um ponto de iluminação e seu respectivo interruptor.

Exemplo: ponto para uma lâmpada.



NISKIER, Julio; MACINTYRE, A. J. Instalações Elétricas. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.

quarta-feira, 23 de setembro de 2020

Eletrostática

O que é eletrostática?

A eletrostática nada mais é que o estudo dos fenômenos causados pelas cargas elétricas.Vale lembrar que, as cargas podem ser positivas ou negativas.


Princípios da Eletrostática:


  • Princípio da atração e da repulsão: esse princípio é bastante simples e diz que cargas iguais se repelem e opostas se atraem.

  • Princípio da conservação de cargas elétricas: como o nome sugere esse princípio trata da conservação de cargas, ou seja, cargas positivas e negativas não podem ser alteradas em um sistema isolado.

A partir do princípio da conservação de cargas elétricas explicado anteriormente, pode-se concluir que um corpo isolado estará sempre equilibrado.Ou seja, um corpo sempre terá a mesma quantidade de cargas positivas e cargas negativas.

Mas, é possível desequilibrar esse corpo, para isso basta eletrizá-lo. Antes de explicar os processos de eletrização vamos entender o conceito de corpos positivos e negativos.


  • Corpos positivos: existe mais cargas positivas que negativas, não existe apenas cargas positivas e sim uma maior quantidade delas.


  • Corpos negativos: existe mais cargas negativas que positivas, não existe apenas cargas negativas e sim uma maior quantidade delas.


Eletrização por atrito

Essa eletrização é bem simples, irá se friccionar dois corpos de materiais diferentes. Desta forma, um dos corpos perderá elétrons para o outro, se tornando carregado positivamente. O corpo que receber esses elétrons ficará carregado negativamente.

Para entender qual ficará positivo e qual ficará negativo basta seguir a série triboelétrica. A série triboelétrica mostra os elementos que tendem a ficar positivos (seta para cima), e os que tendem a ficar negativos (seta para baixo)


Série triboelétrica:


Eletrização por contato

Outra eletrização simples de entender é a por contato, como diz o nome basta colocar dois corpos com qualidade de cargas diferentes (um positivo e o outro negativo) em contato.Neste caso o corpo com excesso de cargas negativas irá passar elas para o corpo positivo. Neste processo de eletrização os dois corpos acabarão com a mesma qualidade de carga.

Este processo não é tão simples quanto os outros, então, para facilitar a compreensão vamos o dividir em alguns passos:


1º Coloca-se o corpo indutor do corpo induzido. O corpo indutor irá atrair as cargas opostas do corpo induzido.

2º As cargas negativas ficarão de um lado e as positivas do outro(lembre-se que cargas positivas é a ausência de cargas negativas).

3º O corpo induzido será ligado em um aterramento, onde receberá elétrons da Terra.

4º Corta-se o aterramento.Pronto, o corpo induzido já está carregado.



Resumindo...


Eletrização por....

Qualidade das corpos no início

Qualidade das corpos no final

Atrito

Nula

Cargas diferentes

Contato

Cargas diferentes

Cargas iguais

Indução 

Positiva/negativa e a outra nula

Cargas diferentes



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


segunda-feira, 21 de setembro de 2020

Múltiplos e submúltiplos de grandezas elétricas

Os prefixos dos múltiplos e submúltiplos de grandezas elétricas mais utilizados são quilo, mega, giga (para múltiplos), miliamper, microamper e picoamper (para submúltiplos). Existem outros prefixos além destes citados, e para aprender a usá-los de forma correta, é necessário entender alguns conceitos que apresentaremos por aqui.

Potência de dez e notação científica

Potência de dez:

Em primeiro lugar, precisamos entender a potenciação de base dez, que nos traz mais praticidade para realizar contas e simplificar respostas. Analise a imagem abaixo:



Para compreender a potenciação, faça a associação de que, números maiores que 1 apresentaram potências positivas ,e os números menores que 1 potências negativas

Dica: Rabisque uma marquinha à direita do número (ex: 1*) e conte as casas decimais, analisando que: a direita da marca teremos potências positivas e a esquerda potências negativas. Veja:




Notação científica:

Na notação científica a potência de dez é utilizada para que os resultados sejam simplificados. Para utilizar a potência de dez na notação científica a vírgula deve ser escrita após o primeiro número apresentado, sendo este maior ou igual a 1 e menor que 10. 

Múltiplos e Submúltiplos de grandezas elétricas:

Agora que aprendemos sobre potência de dez e notação científica, veremos como os dois conceitos juntos nos ajudam com os prefixos das grandezas elétricas. Observe a tabela:


Como descobrir quanto equivale 1.000.000 ohms?
 Fazendo uma marca a partir do número 1, e contando as casas a direita temos 1x10^6, que equivale a 1MΩ como apresentado na tabela de unidades S.I. Então, temos que: 1.000.000= 1x10^6 = 1MΩ.



 BOYLESTAD,R.L. Introdução à Análise de Circuitos.12 ed. Pearson. 2012

sexta-feira, 18 de setembro de 2020

Projetos e Instalações Elétricas

Um projeto elétrico é a previsão da instalação no papel, nele há o detalhamento das localizações e trajetos dos circuitos. Para a realização dos projetos é necessário considerar alguns aspectos:

  • Capacidade de admitir mudanças;
  • Facilidade de acesso;
  • Confiabilidade;
  • Continuidade.

Além disso, o projetista também precisa conhecer a planta baixa de arquitetura e o ambiente exterior à obra, para que possa criar e dimensionar os circuitos elétricos; definir a quantidade necessária de tomadas e lâmpadas e suas localizações; definir os dispositivos de proteção e os demais acessórios.

As diferenças nos projetos de instalações elétricas

A diferença entre uma instalação elétrica residencial e industrial inicia no projeto elétrico. As instalações prediais são de baixa tensão e não apresentam tanta complexidade quanto as instalações industriais, como uma indústria impacta uma grande região, no início do projeto é necessário saber, por exemplo a condição de suprimento de energia elétrica. 

Ademais, em um projeto elétrico industrial os sistemas de controle e proteção são bem mais aplicados do que os componentes de um projeto de uma residência.

Planta baixa: desenho técnico que mostra as estruturas como se fossem vistas de cima.
Instalações elétricas prediais: o mesmo que instalações elétricas residenciais.



quarta-feira, 16 de setembro de 2020

Introdução - Eletromagnetismo

O eletromagnetismo, em um contexto amplo, é o estudo de interações entre fenômenos elétricos e magnéticos. Ao longo do aprendizado veremos que essas duas faces possuem diversas semelhanças e 
juntas produzem eventos incríveis, que tiveram e tem alta relevância para o desenvolvimento humano.

Para aprender sobre essa matéria será necessário entender primeiro profundamente sobre a eletricidade em geral. Dentre essa vertente iremos conhecer desde conceitos básicos ao funcionamento e importância de capacitores.

Quando a eletricidade for finalizada, a parte mais divertida virá, o magnetismo! Vamos estudar também pontos básicos e iniciais até chegar finalmente na interação elétrica e magnética. Este vasto contato entre os dois trás para nós leis e fenômenos bastante interessantes, como o fenômeno de Oersted e a indução magnética. Por fim, irá ser abordado como o eletromagnetismo é aplicado no nosso dia a dia, a partir do funcionamento das máquinas elétricas.





segunda-feira, 14 de setembro de 2020

Introdução - Circuito de Corrente Contínua

De forma simplificada, um circuito é composto por resistores, indutores, capacitores e diversos outros elementos, na maioria das vezes estes elementos são conectados por fios, formando um circuito em série, paralelo ou série-paralelo (circuito misto). Na corrente contínua, a movimentação dos elétrons ocorre no mesmo sentido, assim sendo, este não possui alteração permanecendo somente positivo ou somente negativo. Os Circuitos de corrente contínua (CC) podem ser encontrados em diversos meios eletrônicos que utilizamos, um exemplo presente em nosso cotidiano são as pilhas e baterias. 

Assim sendo, nos próximos posts abordaremos não só o passo a passo da analise dos prefixos e  identificação realizados para cada tipo de circuito, mas também os cálculos necessários para estes. 






sexta-feira, 11 de setembro de 2020

Introdução - Instalações Elétricas

Em uma visão geral, a instalação elétrica é a união de fios, cabos e outros acessórios essenciais para o funcionamento de um sistema elétrico. Todas as instalações são definidas em um projeto elétrico na planta baixa. Os projetos de instalações elétricas trazem muitos benefícios, o principal é a segurança, já que seguem todos os parâmetros necessários. 

Portanto, o conteúdo abordado nas próximas postagens serão sobre as normas técnicas que precisam ser seguidas ao elaborar um projeto, como também sua respectiva representação e os cálculos necessários.