Apostila Módulo 01

MÓDULO I
ELETRO-TÉCNICA
INTRODUÇÃO
As atividades de um técnico em montagem e Manutenção envolvem conhecimentos próprios
da informática, mas também existe a necessidade de ter suporte na área de eletricidade e
eletrônica já que o computador é um equipamento que funciona com eletricidade e usa
dispositivos eletrônicos.
O presente módulo tem por objetivo entender e justificar fenômenos que acontecem no dia a
dia com os computadores.
GRANDEZAS ELÉTRICAS
ELETRICIDADE
Imagine uma árvore de natal com bolinhas penduradas nos extremos dos galhos. Se você
sacudir fortemente a árvore, as bolinhas irão cair. Isto é
exatamente o que acontece num material condutor. Os
materiais condutores têm uma grande quantidade de
elétrons nas últimas camadas de valência, quando uma força
for aplicada nesse material os elétrons irão deslocar-se. A
este fluxo de elétrons denomina-se corrente elétrica.
Tensão elétrica
É a diferença de potencial elétrico entre dois pontos.
Voltando ao nosso exemplo inicial, tensão elétrica é a força
que movimenta os elétrons. A unidade de medida desta grandeza é o Volt, em homenagem
ao físico italiano Alessandro Volta.
Para facilitar o entendimento poderíamos comparar a diferença de potencial com a pressão
elétrica. Quanto maior a pressão hidráulica, maior será o fluxo, da mesma forma quanto maior
a diferença de potencial, maior será o fluxo de elétrons (Corrente elétrica).
Existe um erro comum, na fala dos técnicos, é errado falar de voltagem, assim como é errado
falar metragem ou quilometragem. O certo é falar desta grandeza como diferença de
potencial ou tensão elétrica.
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Corrente elétrica
Definimos corrente elétrica ao deslocamento
ordenado dos elêtrons em um médio condutor. Para
que esse fluxo exista devem ser exitados através de
uma diferença de potencial ou tensão elétrica.
A unidade para esta grandeza é o Ampere, em
homenagem ao físico frances André Marie Ámpere.
Resistência elétrica
É a capacidade que um corpo tem para oferecer oposição à
passagem de corrente elétrica. Cabe destacar que toda a matéria
tem esta característica, por exemplo, o ser humano oferece pouca
resistência. Por tal motivo se ficarmos expostos podemos pegar o
que denominamos de choque elétrico. A unidade desta grandeza é
o ohm, em homenagem ao físico George Simon Ohm.
Materiais Condutores
Os materiais condutores são aqueles que têm na
última camada da estrutura atômica um número
alto de elêtrons livres. Eles são chamados de
condutores porque quando a tensão elétrica é
aplicada permitem a condução de corrente
elétrica. O exemplo mais claro de materiais
condutores são os metais por esse motivo são
usados nos fios elétricos.
Materiais Isolantes
Ao contrário do que se pensa os materiais isolantes tem
poucos elêtrons na última camada da estrutura atômica,
pelo contrário eles tem eletrons no núcleo, por esse
motivo na aplicação de tensão elétrica, esses elêtrons
tem dificuldade de se deslocar. O exemplo mais claro
deste tipo de material são os plásticos, utilizados para
equipamentos de protecção como luvas e botas.
TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA
CORRENTE CONTÍNUA
Também chamada de corrente galvânica possue fluxo de elêtrons contante e ordenado. Tem
como principal característica a permanência dos valores independente, da função do tempo,
ou seja, os valores são constntes. Este tipo de energia é encontrada em pilhas e baterias e
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apressenta polaridade, quer disser, um referencial positivo e um referencial de zero ou terra.
É comum encontrar equipamentos onde esta grandeza é representada por DC, que significa Direct Current ou corrente direta.
CORRENTE ALTERNADA
Neste caso, os valores da corrente mudam com o tempo, ao contrário da corrente contínua
onde os valores permanecem constantes aquí os valores irão mudar constantemente por isso
o nome de alternada porque os valores ficarão alternando entre positivo e negativo. A forma
característica da onda alternada é a senoidal. Este tipo de corrente é a que a fornecedora de
energia oferece e corresponde para nossa região ao valor de +/- 127 VAC. Esta denominação
indica o tipo de corrente onde AC, significa Altern Current, que traduzido seria. Corrente
Alternada.
FENÔMENOS ELÉTRICOS
São distúrbios que a corrente elétrica apresenta devido a fenômenos naturais, interferência
eletromagnética, ou equipamentos externos que fazem com que a corrente não seja um
senoidal perfeito.
Estes fenômenos são de fundamental importância, pois a maioria deles, podem ser a causa de
danos no computador e até colocar em risco o usuário.
Vamos conhecer quais são estes fenômenos e qual a forma de proteger o computador para
evitar danos indesejáveis.
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Na seguinte figura vamos observar a onda ideal de corrente e voltagem alternada.
Surtos de Tensão
São transientes de alta energia, que muitas vezes
atingem a magnitude de kilovolts e aparecem na rede elétrica
com muita freqüência, principalmente no verão pela ação de
descargas atmosféricas (raios). De todos os fenômenos, os surtos
de tensão são os potencialmente mais perigosos e provocam
grandes estragos, queimando placas de computadores, placas de
rede, winchester, fontes de alimentação, hubs, fiação de rede,
etc. Os efeitos destes transientes na rede telefônica, por terem
uma impedância maior que a rede elétrica, é ainda mais danosa.
Aparelhos de fac-símiles, KS, PABX e outros equipamentos conectados diretamente à rede
telefônica sem a devida proteção, estão condenados a serem
seriamente danificados.
Ruídos de Linha (EMI/RFI)
São ruídos de alta-freqüência provocados pela conexão
de equipamentos como motores, ares-condicionados, fontes
chaveadas, etc., à rede elétrica. Dependendo da magnitude,
provocam, por exemplo, o efeito de chuvisca mento na tela de
televisores, monitores, etc.
Distorção Harmônica
Este fenômeno é uma deformação da onda senoidal
(formato da onda) e é provocado por cargas pesadas conectadas à
rede, do tipo motores de indução, solenóides, geradores, etc.,
principalmente aquelas cargas com baixo fator de potência. Este
distúrbio pode provocar uma desenergização momentânea da
fonte de alimentação do computador, travando-o.
Sub e Sobre tensão da Rede
Estes eventos ocorrem quando o nível da energia fornecido pela concessionária
ultrapassa os limites aceitáveis e suportáveis pelos equipamentos. Se a sub-tensão atingir
valores extrapolados, pode provocar perda de dados nos computadores, distorção na tela de
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monitores e televisores, etc. Ocorrendo sobre tensão, certamente haverá queima de
equipamentos
Pequenas Interrupções (efeito Flicker)
Interrupções muito curtas no fornecimento da energia
elétrica, com duração da ordem de milésimos de segundos e que
quase sempre são imperceptíveis ao usuário, provocam
freqüentemente perda de dados em arquivos de computadores
ou travamento de sistemas.
Grandes Interrupções (black-out)
Grandes interrupções de energia ou o que popularmente
chamamos de "black-out". São geralmente provocadas por
algum distúrbio grave nas subestações ou na rede de
distribuição, podem durar minutos ou horas. Este evento é o
maior causador de prejuízos em empresas. Quanto mais
informatizada a empresa, maior o investimento que deverá ser
realizado a fim de minimizar ou eliminar a atuação deste evento.
Variação da Freqüência
A freqüência da energia fornecida pelas concessionárias é 60 Hz para todo o território
nacional. A não variação desta freqüência, além de um limite não superior a +/- 0,5Hz é um
sério compromisso que as mesmas assumem com os consumidores. Ocorrendo uma variação
superior a este limite poderá provocar superaquecimento e até queima da carga que estiver
conectada à rede.
Os equipamentos de informática e entretenimento de um modo geral, embora sendo
menos sensíveis ao efeito deste evento, não se deve ligá-los a uma rede de 60Hz (ou viceversa) se forem projetados para atuar em rede de 50Hz (existentes em muitos países da
Europa e da América do Sul).
Estática ESD
A eletricidade estática é uma carga elétrica em repouso. Ela é gerada principalmente
por um desbalanceamento de elétrons localizado sob uma superfície ou no ar do ambiente.
O desbalanceamento de elétrons (em todos os casos, gerado pela falta ou excesso de
elétrons) gera assim um campo elétrico que é capaz de influenciar outros objetos que se
encontram a uma determinada distância. O nível de carga é afetado pelo tipo de material,
velocidade de contato, separação dos corpos, umidade e diversos outros fatores.
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Fontes de eletricidade estática.
Causa Primária: Carregamento tribo elétrico, que ocorre quando dois materiais são separados
após entrarem em contato um com o outro ou por meio de fricção entre eles. Assim, o
carregamento ocorre durante a transferência dos elétrons de um material ao outro. O
carregamento tribo elétrico pode acontecer entre quaisquer materiais tais como sólidos,
líquidos e partículas de ar.
Indução de campo
Sempre que um objeto é carregado eletrostaticamente, um campo elétrico associado a esta
carga é criado em torno dele. Uma vez que um dispositivo sensível (ESDS) não aterrado entra
neste campo elétrico, uma carga é induzida no dispositivo, causando uma transferência súbita
das cargas entre os dois corpos. Esta transferência de cargas resulta em falhas catastróficas
que reduzem a vida útil, prejudicam o funcionamento ou destroem o dispositivo
permanentemente.
A descarga eletrostática pode mudar, degradar ou destruir as características elétricas
de dispositivos eletrônicos tais como circuitos integrados e componentes. Conseqüentemente
o controle de estática eficaz é crucial, a fim de proteger nossos produtos de danos
indesejáveis.
Controle Antiestético
Na grande maioria das vezes as pessoas são as principais fontes geradoras de carga
eletrostática. O simples ato de andar ou de reparar uma PCI é suficiente para gerar milhares de
volts sobre o corpo. É óbvio que o aterramento pessoal é a primeira etapa para um controle
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anti-estático eficaz.
Embalagens
Os materiais para embalagens tais como os sacos com blindagem eletrostática,
embalagens condutivas, recipientes e caixas ESD fornecem proteção direta dos dispositivos
contra uma potencial descarga eletrostática. O objetivo principal destes materiais para
embalagem é o de proteger o produto quando ele sai da área protegida contra ESD (APESD). A
função principal contra ESD destes materiais de embalagem é a de eliminar ou minimizar o
impacto possível da descarga eletrostática, criada por efeito tribo elétrico, pela descarga
direta, e por campos eletrostáticos induzidos.
Equipamentos de proteção aos fenômenos elétricos
Aprenderemos neste modulo o funcionamento básico de cada elemento de correção elétrica
existente e sua aplicabilidade quanto à relação custo x beneficio.
Faremos um paralelo com cada evento crítico e a melhor alternativa de segurança para corrigir
ou evitar tal surto.
Prevenção contra os surtos de tensão e ruído EMI/RFI
O equipamento que permite prevenção contra este tipo de equipamento é o Filtro de Linha. O
filtro de linha é um equipamento que condiciona a rede elétrica, eliminando ou reduzindo
ruídos, picos rápidos de tensão ou interferências eletromagnéticas.
Além de fornecer proteção contra sobrecarga e curto circuito (fusível) e sobre tensão
(varistor), oferece também múltiplas tomadas permitindo a ligação de múltiplos equipamentos
desde que seja respeitada a potência máxima dele. Existem também modelos que oferecem
filtragem para aparelhos telefônicos, faxes ou modems, ampliando a funcionalidade dele.
A seguir mostraremos um diagrama de blocos de um filtro de linha.
O circuito começa com a proteção do fusível, o fusível é um dispositivo de proteção elétrica
básico, ele está constituído de um fio de cobre calculado para a passagem de certa quantidade
de corrente, exemplo: 2, 3, 4, 5, 6 amperes. Quando uma corrente maior passa pelo fusível
este fio de cobre abre-se impedindo a passagem de corrente. Com isto mediante um possível
curto circuito o fusível estoura e os equipamentos a ele ligados irão desligar, ficando isolados
do curto. A seguir temos a chave de liga e desliga que permite a ativação ou desativação do
circuito.
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O Varistor ou diodo varistor, é um tipo de diodo que se caracteriza por trabalhar em curvas de
voltagem muito altas, quer dizer, quando aplicada uma voltagem alta, a resistência interna do
diodo diminui encaminhando esta
voltagem para o aterramento da
rede, desta maneira a rede ficará
protegida de voltagem indesejada.
O filtro LC, as iniciais LC,
representam indutivo-capacitivo,
este arranjo de componentes
permite que qualquer tipo de
ruído que esteja afetando a rede,
como, por exemplo, ruído
eletromagnético gerado por um
liquidificador, seja absorvido por
este filtro. O filtro irá encaminhar
estes sinais impuros para o aterramento do sistema.
Tomadas, fornecem um sinal limpo e protegido deste fenômeno.
Prevenção para pequenas Interrupções e grandes interrupções
O no-break é um equipamento que fornece energia elétrica sem interrupção a uma
determinada carga, durante a falta de rede elétrica, usando outra fonte de energia, às
baterias.
O termo no-break é muito usado no Brasil,mas o verdadeiro nome deste equipamento é UPS
(Uninteruptible Power Supply, ou seja, fonte de energia sem interrupção.
A função básica do No Break é impedir o desligamento do micro ou periférico em caso de
queda de energia. Isto vale não só para os casos de black-out total, mas é especialmente
importante para proteger os equipamentos contra os efeitos "flicker" (micro-desligamentos,
que acontecem em frações de segundos e podem causar danos à máquina). Quando a energia
se interrompe, o No Break aciona suas baterias e garante um tempo de funcionamento extra.
Esse tempo deve ser suficiente para que o usuário feche os arquivos com segurança e o
desligamento correto do microcomputador.
Se houver falta de energia, sub-tensão, sobre-tensão, transientes, o nobreak passará a
fornecer energia a partir das baterias (modo inversor). Para isto, ele transforma os 12VDC,
24VDC ou 48VDC das baterias em 115 VAC ou 220 VAC, transferindo-a para a saída.
Tipos de No break
•
Interativo – Quando há rede elétrica ele a transfere para a saída. Caso haja falha de
rede, o inversor passa a fornecer energia a partir das baterias. O equipamento
apresenta tempo de transferência de 1 ~ 5 ms e possui estabilizador interno.
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•
Os nobreak on-line reconstroem a forma de onda a partir das baterias ou da rede. Para
isto, seu circuito inversor fica funcionando durante todo o tempo. Á principal
característica deste equipamento é que o tempo de transferência é nulo.
A unidade de medida utilizada para determinar a capacidade dos No Breaks é o VoltAmpère (VA). Como os equipamentos, em geral, têm seu consumo medido em Watts, a
maioria dos usuários tem dificuldade em dimensionar o No Break adequado para seu micro e
periféricos. Para resolver esta dúvida, há uma regra muito simples. Consulte no manual de
seus equipamentos o consumo em Watts de cada um deles. Some todos esses valores e
acrescente 20% sobre o total para chegar à capacidade do No Break adequada.
Verifique se existe um Estabilizador e um Filtro de Linha embutidos.
Qualquer que seja o modelo escolhido, o usuário deve verificar se o equipamento é
estabilizado e filtrado, isto é, se existem um estabilizador e um filtro de Linha embutidos, ou se
é do tipo Line Interactive. Só com o Estabilizador, o micro fica livre de problemas, como
oscilações e picos de energia e, só com o Filtro de Linha pode eliminar ruídos provenientes de
radio-interferência e interferências eletromagnéticas. Com Estabilizador e Filtro de Linha, é
garantida ao usuário uma energia pura, estabilizada e isenta de ruídos.
Além da falta de energia, existem outras causas que podem travar o sistema, como
pequenas oscilações e distúrbios na corrente elétrica, que
podem ser interferências ou ausências, não sendo
percebidas, na maioria dos casos. Esses distúrbios elétricos
são responsáveis por danos irreparáveis como paradas de
processamento, troca de dados, desaparecimento de
arquivos e até Winchester danificado.
Nobreaks inteligentes são ideais para redes.
Os No Breaks podem ser convencionais ( só com
dispositivos eletrônicos) ou inteligentes, isto é, com um
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processador embutido (chip). Os convencionais resolvem perfeitamente o problema dos
usuários de micros isolados, mas para usuários de rede, o ideal é um No Break com
processador. Além de cumprir todas as funções normais de um No Break, os equipamentos
microprocessador, trabalhando em conjunto com um software, realizam o fechamento
automático de todas as tarefas em andamento no servidor da rede antes do esgotamento total
da carga das baterias. Com isto, só eles podem garantir segurança máxima para o chamado
processamento compartilhado.
Os mais indicados são os Nobreaks Bivolt.
Os equipamentos bivoltagem são os mais indicados, pois, podem trabalhar
indistintamente, com voltagens de 110, 127 e 220 V. No caso do Brasil isto é muito importante,
pois essas diferentes tensões nominais convivem, muitas vezes, num mesmo bairro e até num
mesmo prédio.
Alguns No Breaks podem receber a adição de baterias externas. Esta é uma grande vantagem,
pois com isto, o usuário consegue aumentar o tempo de autonomia.
É prudente utilizar apenas um
padrão de amperagem de bateria.
O aumento da autonomia implica no
aumento do tempo de recarga.
Prevenção para sob e sub tensão
Em linhas gerais eles funcionam
como um funil de tensão. Eles
admitem variações de tensões em
sua entrada (boca maior do funil) e
transforma estas grandes variações
em tensões apropriadas à alimentação de equipamentos eletrônicos (boca menor do funil).
Basicamente são compostos por um transformador responsável pela potência do mesmo e
circuitos eletrônicos que monitoram a tensão de entrada e corrigem a tensão de saída.
Possuem também circuitos de filtragem e proteção das linhas elétricas e telefônicas.
Entre os benefícios da utilização de um bom estabilizador estão o aumento da vida útil do
aparelho, a redução na queima dos equipamentos, a estabilização da distribuição elétrica, a
diminuição nos ruídos e interferências na rede, a proteção contra sobtensão e sobre tensão,
além de atuar em casos de sobrecarga e sobreaquecimento, sinalizando sobre eventos da rede
elétrica.
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Aplicação: Aparelhos como informática, eletrodomésticos, áudio & vídeo, entre outros, por
terem características técnicas distintas, requerem estabilizadores de tipos diferentes. Confirme
na embalagem a aplicação destinada ao Estabilizador.
Potência: Na embalagem é informada a potência que o Estabilizador suporta. Confirme se esta
atende à necessidade. Para isso, faça a soma das potências dos equipamentos a serem ligados
ao Estabilizador. Lembre-se, a potência do Estabilizador deve ser superior ao valor dessa
somatória.
Tensão (Voltagem) de entrada/saída: Verifique se a tensão (entrada/saída) do Estabilizador é
compatível à tensão da rede elétrica local e do aparelho a ser ligado. Os Estabilizadores são
fabricados com várias opções de tensão de entrada e saída.
Nova norma do INMETRO
Desde 1° de janeiro de 2008, todos os fabricantes de estabilizadores de tensão, com potência
até 3kVA/3kW, com tensão até 250V, estão obrigados a comercializar equipamentos de acordo
com a norma NBR 14373:2006, em atendimento à Portaria 262 do IMETRO. Com esta nova
geração de estabilizadores de tensão, a indústria oferecerá maiores benefícios aos seus
usuários.
A norma NBR 14373:2006 exige obrigatoriamente que os estabilizadores tenham recursos
técnicos que antes eram opcionais, como:
a) Filtro de linha – reduz os ruídos provenientes da rede elétrica;
b) Protetor contra surtos da rede elétrica – proteção contra descargas elétricas;
c) Desligamento automático – desliga a saída do estabilizador quando a rede elétrica estiver
fora das condições de operação;
d) Protetor térmico – proteção adicional contra sobrecarga;
e) Aumento da faixa de tensão de entrada – 45% em redes 110V, 115V, 120V e 127V e 40% em
220V;
f) True-RMS – permite o funcionamento correto do estabilizador em redes elétricas
distorcidas;
g) Sensor de potência – desliga o estabilizador quando o usuário utilizar equipamentos que
excedam a potência do estabilizador.
Melhor Proteção
Por mais que aparelhos como estabilizadores e filtros de linha ajudem na prevenção de riscos,
durante uma chuva forte, a melhor forma de proteger o seu equipamento é desligando-o da
tomada e desconectando as ligações de rede como cabos utp e cabos telefônicos. É possível
inutilizar um computador somente através de uma descarga via cabo de rede.
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Os estabilizadores são equipamentos eletrônicos responsáveis por corrigir a tensão da rede
elétrica para fornecer aos equipamentos uma alimentação estável e segura. Eles protegem os
equipamentos contra sobretensão, subtensão e transientes. A grande maioria dos
estabilizadores também possuem um filtro de linha interno.
A principal função de um Estabilizador é tornar a tensão da rede elétrica que alimenta o
computador igual à rede que é suportada pelo equipamento em questão. Isso quer dizer que
com o uso de um Estabilizador é mais fácil assegurar que as oscilações na voltagem da
corrente elétrica não sejam sentidas pelo computador e, dessa forma, evitem maior danos no
equipamento
Este equipamento está provisto de um sistema de comparação de voltagem na entrada,
fazendo com que seja possível determinar os valores corretos de entrada de voltagem. Após
esta comparação o circuito comuta a saída para um transformador de multiplos espirais,
compensando a elevação ou queda de voltagem, quer disser se faltar o transformador elevará
a voltagem e se for em grande quantidade ele reduz a voltagem de saída.
Existem dois tipos de estabilizadores: os mecânicos e os de estado sólido. A grande diferença
esta no relé que é a peça responsável pelo chaveamento do transformador, hoje em dia a
maioria deles é de estado sólido.
O uso do Estabilizador é altamente recomendado, afinal com esse aparelho é possível evitar
uma série de danos graves que poderiam ocorrer no computador em sua ausência. Os
principais perigos dos quais o Estabilizador protege o computador são as variações bruscas da
tensão elétrica. Um exemplo de situação cotidiana na qual é possível perceber claramente a
necessidade de um estabilizador é quando um raio atinge os arredores da residência onde se
encontra o computador. Afinal, os raios provocam descargas elétricas de altíssimas voltagens,
podem causar danos graves aos computadores se estes não estiverem conectados a
equipamentos projetados para protegê-los.
Outro fator importante na hora da escolha é a potência do estabilizador, para isto deve ser
dimesionada a carga que suportará o estabilizador. O fator de potência na maioria dos
estabilizadores é de 0,65 assim, por exemplo, um estabilizador que tem uma potência de 1000
VA, vai alimentar corretamente um total de 650 Watts, então a soma total de carga conectada
a este estabilizador não poderá sobrepassar esta carga. Para saber a carga total bastará só
somar o valor da fonte e calcular o valor do monitor.
Para poder calcular a potência de qualquer aparelho só precisamos saber a voltagem com que
é alimentado e a corrente máxima que este suporta. Tudo isso pode ser encontrado bem na
parte posterior do aparelho. Valor da potência.
P=IxV
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Quadro: Fenômeno e solução
Distúrbio
NOBREAK
NOBREAK
Estabilizadores
Filtros
"Standy-by"com "line
com
filtro
filtro de linha interactive"
de linha
incorporado
incorporado
NOBREAK
"on line
senoidal"
1. Surto de tensão
Sim
sim
sim
sim
sim
2. Ruídos de linha
Sim
sim
sim
sim
sim
3. Distorção harmônica
Não
não
não
parcialmente sim
Não
sim
não
sim
sim
6. Pequenas interrupções
Não
(efeito Flicker)
não
parcialmente
sim
sim
7. Grandes interrupções
Não
(black-out)
não
sim
sim
sim
8. Variação de freqüência Não
não
não
parcialmente sim
4
e
5.
Sub
sobretensão de rede
e
Aterramento
A palavra aterramento refere-se à terra propriamente dita. O aterramento é o fio ou a barra de
cobre enterrado, onde passa a corrente elétrica para o solo. Quando se diz que algum aparelho
está aterrado (ou eletricamente aterrado) significa que um dos fios de seu cabo de ligação está
propositalmente ligado à terra. Ao fio que faz essa ligação denominamos "fio terra".
Falar sobre aterramento e rede Elétrica pode parecer algo fora do comum na área de
informática, mas se a rede elétrica que for ligada ao computador não estiver bem preparada
podem ocorrer choques ao usuário ou danos ao equipamento.
A vida útil dos seus equipamentos de informática depende da qualidade da sua instalação
elétrica; levando-se em consideração o aterramento e os equipamentos de energia:
estabilizador, nobreak e filtro de linha
Acontece que o fio neutro pode ficar "sujo" devido as fugas apresentadas pelos equipamentos
elétricos presentes na sua casa ou trabalho, pois ele é o retorno natural de corrente. Então, o
fio terra é o referencial de zero ideal para os equipamentos de informática em geral, além de
receber descargas elétricas para evitar choques aos usuários, nas carcaças dos equipamentos.
Tem equipamentos que simplesmente não funcionam sem aterramento.
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Outro ponto de dúvida é o valor da resistência de aterramento. Ela mede a capacidade do
aterramento de descarregar a energia para a terra. Quanto menor essa resistência, melhor
para a instalação, pois mais rápida será a atuação das proteções. Embora alguns fornecedores
cheguem a exigir 1 ohm (Unidade de Resistência), a norma de instalações elétricas (NBR
5410/97) não define diretamente nenhum valor, enquanto a norma americana de instalação
elétrica exige um valor máximo de 25 ohms. A norma brasileira de proteção contra descargas
atmosféricas (NBR 5419/93) recomenda um valor máximo de 10 ohms.
Confecção
•
A confecção de aterramento é uma atribuição de engenharia.
•
Nós podemos e devemos nos certificar se este esta dentro do padrão NBR 5410/97 e
NBR 5419/93.
•
O aterramento deve ser de ponto único e não deve ser curto - circuitado ao neutro.
•
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INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
É importante para o técnico poder lidar com situações problema fazendo leituras das
grandezas elétricas, por exemplo, em uma vistoria técnica onde o problema está em um
equipamento que desligou intempestivamente, é interessante fazer medições da voltagem da
tomada. Para fazer isto uma simples chave teste não é suficiente, pois ela somente nos
indicará se tem energia ou não. Para resolver esta situação o material mais eficaz é o uso do
multímetro.
Vamos iniciar o nosso estudo sobre este instrumento de medição mencionando que a palavra
multímetro é uma palavra composta: Multi = vários e metro = medida, então podemos afirmar
que o multímetro é um instrumento de medição que têm mais de um instrumento em um, ele
é Voltímetro, Amperímetro e Ohmímetro.
Voltímetro: O voltímetro é um instrumento que realiza medições de tensão elétrica em um
circuito e exibe essas medições, geralmente, por meio de um ponteiro móvel ou um mostrador
digital, de cristal líquido (LCD). A unidade apresentada geralmente é o Volt.
Amperímetro: O amperímetro é um instrumento utilizado para fazer a medida da intensidade
no fluxo da corrente elétrica que passa através da sessão transversal de um condutor. A
unidade usada é o Ampere.
Ohmímetro: O Ohmímetro é um instrumento de medida elétrica que mede a resistência
elétrica, ou seja, a oposição à passagem da corrente elétrica.
Multímetros modernos adicionaram outros instrumentos como o capacímetro, testador de
diodos e transistores, e até termómetros.
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Uso do Voltímetro
Todo o voltímetro vem subdividido em duas categorias: Voltagem Contínua e Voltagem
Alternada, uma das primeiras coisas que deve ser levadas em consideração é o tipo de
voltagem e em segundo lugar a amplitude da grandeza. Por exemplo, para medir o valor da
voltagem de uma tomada devo levar em consideração que vou medir voltagem alternada e
que o valor que eu espero medir é aproximadamente 127 Volts. Isto é importante para fazer
uma escolha certa da escala do voltímetro.
Os voltímetros têm uma escala que pode variar de acordo com as marcas, mas os mais comuns
têm a escala de: 0,1 V, 0,5 V, 2,5V, 10V, 50V, 250V e 1000V. Veja a figura
Existe também no mercado uma ampla aceitação pelos multímetros digitais, eles convertem a
leitura da grandeza ao formato digital que será decodificado e mostrado em uma tela de cristal
líquido.
Existem divergências entre qual dos multímetros é o melhor. Na verdade ambos têm
vantagens e desvantagens, por exemplo, quando se fala em multímetros analógicos uma das
principais desvantagens passa pelo fato da interpretação da deflexão da agulha, muitas
pessoas têm dificuldades para efetuar a leitura. Já os multímetros digitais não têm esse
problema porque eles oferecem o valor medido em formato numérico.
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Procedimento de leitura
O procedimento para medir voltagem é colocar as pontas em paralelo com a fonte de
voltagem. Se a fonte de voltagem for contínua, deve ser levada em consideração a polaridade,
isto é, identificar o pólo positivo e colocar a ponta vermelha do voltímetro. Em seguida,
colocar a ponta preta no pólo negativo do voltímetro. Quando se trata da voltagem alternada
não existe polaridade e as pontas podem ser colocadas aleatoriamente.
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Uso do Amperímetro
O amperímetro é um instrumento de medição que no dia a dia não é muito utilizado, já em
contra partida é um instrumento muito utilizado pelos eletricistas. Este instrumento permite
medir a o fluxo de corrente que passa por um determinado condutor. Um dos motivos pelos
quais o amperímetro não é muito utilizado no computador é o fato de que sua leitura deve ser
efetuada em série, o que significa ter que abrir o circuito para poder realizar a medida.
Observe as figuras.
Na primeira figura observamos a posição certa para a utilização do amperímetro. Em seguida,
observamos a ligação do circuito em série com o circuito aberto, o que se torna difícil e vemos
já que não poderia abrir circuitos em uma placa de circuito impresso. Na segunda figura,
vemos como se efetuam as medições feitas pelos eletricistas.
Uso do Ohmímetro
O ohmímetro é um instrumento de medição utilizado para medir impedância. A grandeza física
oferece oposição à passagem da corrente elétrica. Esta grandeza pode ser de três tipos:
Resistiva, Indutiva e capacitiva.
A pergunta é: quando usar este instrumento? O ohmímetro é utilizado em bancada de
eletrônica para testes de continuidade, testes de diodos, transistores e dispositivos eletrônicos
de fontes de alimentação e placas mães. É de suma importância o aluno aprender a usar este
instrumento, ele se transforma nas mãos do técnico, especialmente, quando se trata de
detectar curtos circuitos.
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A figura mostra as escalas de seleção do
ohmímetro. Neste caso o valor medido será
multiplicado pelo valor da escala.
No exemplo a agulha marca o número 20,
se a escala escolhida é 2k, a medida da
resistência será de 20 x 2k = 40KΩ.
Medindo Resistores de carbono
Resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição à passagem de
corrente elétrica, através de seu material. A essa oposição damos o nome de resistência
elétrica, que possui como unidade o Ohm Ω.
Um resistor ideal é um componente com uma resistência elétrica que permanece constante
independentemente da tensão ou corrente elétrica que circular pelo dispositivo.
Pelo geral os resistores são construídos tendo como base o carbono ou em alguns casos o
silício. No caso dos resistores de carbono, eles utilizam um código de cores para poder
determinar o seu valor resistivo, código que passaremos a detalhar em seguida.
O código de cores é a convenção utilizada para identificação de resistores de uso geral.
Compreendem as séries E6, E12 e E24 da norma internacional IEC.
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Tabela do código de cores
Procedimentos para encontrar o valor da resistência.
a) Identificar a cor do primeiro anel, e verificar através da tabela de cores o algarismo
correspondente à cor. Este algarismo será o primeiro dígito do valor do resistor.
b) Identificar a cor do segundo anel. Determinar o algarismo correspondente ao segundo
dígito do valor da resistência.
c) Identificar a cor do terceiro anel. Determinar o valor para multiplicar o número
formado pelos itens 1 e 2. Efetuar a operação e obter o valor da resistência.
d) Identificar a cor do quarto anel e verificar a porcentagem de tolerância do valor
nominal da resistência do resistor. Obs.: A primeira faixa será a faixa que estiver mais
perto de qualquer um dos terminais do resistor.
Exemplo
1º Faixa Vermelha = 2
2º Faixa Violeta = 7
3º Faixa Marrom = x 10
4º Faixa Ouro = 5%
Então o valor será 270 Ω com 5% de tolerância. Ou seja, o valor exato da resistência para
qualquer elemento com esta especificação estará entre 256,5Ω e 283,5Ω.
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Entenda o multiplicador. Ele é o número de zeros que você coloca na frente do número. No
exemplo é o 10, e você coloca apenas um zero, se fosse o 100 você colocaria 2 zeros e se
fosse apenas o 1 você não colocaria nenhum zero.
Outro elemento que talvez necessite explicação é a tolerância. O processo de fabricação em
massa de resistores não consegue garantir para estes componentes um valor exato de
resistência. Assim, pode haver variação dentro do valor especificado de tolerância. É
importante notar que quanto menor a tolerância, mais caro o resistor, pois o processo de
fabricação deve ser mais refinado para reduzir a variação em torno do valor nominal.
Múltiplos:
Constantemente em eletrônica usam-se valores de grandezas maiores ou menores que a
grandeza original assim, por exemplo, quando falamos em resistência vamos ter valores
resistivos como 2.200Ω, ou 4.700.000Ω. Isto dificulta o trabalho de medição e até de
escrita, podendo levar os técnicos ao erro. Por tal motivo para estes valores relativamente
grandes utilizam-se múltiplos para simplificar a escrita e facilitar a medição
Equivalências
1000
Ω = 1 KΩ
1.000.000 = 1 MΩ
Exemplos:
O valor resistivo do resistor pode ser
escrito de diversas formas:
560.000Ω, ou
560 kΩ, ou
0,56 MΩ
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Aula prática nº 1
Uso do multímetro
Objetivo: Ganhar habilidade para fazer leituras de voltímetro e ohmímetro
O instrutor fornecerá aproximadamente uns 10 resistores de diversos valores. Usando o
código de cores você deverá determinar os valores nominais de cada um dos resistores.
O seguinte passo será determinar os valores máximos e mínimos de cada resistor usar para
isto o valor de Tolerância do resistor.
Veja o exemplo:
O resistor da figura mostra na primeira faixa a cor amarela, isto representa o primeiro
algarismo do valor resistivo equivalente a 4, na segunda faixa temos a cor violeta, que me
representa o segundo algarismo de valor 7, a terceira faixa é a vermelha, isto quer dizer
que aos algarismos formados pelas duas primeiras faixas 47 devemos acrescentar dois
zeros, formando o valor resistivo de 4700 Ω.
Em segundo lugar devemos calcular os valores máximos e valores mínimos de resistência,
para isto usaremos a última faixa que mostra a cor dourada. Segundo a tabela o dourado
representa +/- 5% de tolerância.
Para calcular o valor máximo multiplicaremos o valor resistivo pelo coeficiente 1,05
obtendo assim o valor de 4935 Ω.
Para o calculo do valor mínimo multiplicaremos o valor resistivo pelo coeficiente 0,95,
obtendo assim o valor de 4465Ω.
Veja a tabela a seguir:
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Cores
Valor
Nominal
Valor
Máximo
Valor
mínimo
4700Ω
4935Ω
4465
Amarelo
Violeta
vermelho
ouro
Valor
medido
Erro
Porcentual
VM-VN x100
VN
Legenda:
VM- Valor Medido
VN- Valor Nominal
A fórmula na tabela me mostra o erro porcentual que existirá entre a leitura do
instrumento e o valor nominal.
Exercícios sobre resistores
Qual o valor do resistor a ser lido de acordo com as cores em seu corpo?
1 º faixa
2º faixa
3º faixa
4º faixa
Resultado
Vermelho
Vermelho
Vermelho
Ouro
2200Ω +/- 5%
Amarelo
Violeta
Preto
Prata
470 Ω +/- 5%
Verde
Vermelho
Laranja
Ouro
52000Ω +/- 5%
Azul
Marrom
Prata
6100 +/- 5%
Vermelho
Amarelo
Preto
Vermelho
24 +/- 2%
Branco
Azul
Preto
Ouro
96 +/- 5%
Vermelho
Associação de resistores
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A maioria das vezes os resistores encontram-se agrupados, quer dizer conectados entre
eles, e as medidas deles podem ser afetadas por causa deste agrupamento, é por este
motivo que é importante estudar este tipo de agrupamentos.
Existem duas formas de agrupar resistores, o agrupamento série e o agrupamento em
paralelo.
Associação em série
Neste tipo, os resistores estão ligados por um único pino, veja a figura
Para calcular a resistência equivalente entre os pontos A e B, devemos somar os valores
resistivos. Assim se os valores dos resistores R1, R2 e R3 da figura fossem respectivamente
1k, 2,2 k e 3,3 k, o circuito equivalente será a soma destes valores 1k+2,2k+3,3k=6,5k
Associação em paralelo
Neste exemplo, os resistores estão ligados por dois pinos, veja a figura:
Neste caso a inversa da resistência equivalente entre os pontos A e B da figura é calculado
somando as inversas dos resistores R1, R2 e R3
1 = 1 + 1 + 1
RT
R1
R2
R3
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Exercícios propostos
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