PAINEL ELÉTRICO

FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA
Projeto de Pesquisa da Primeira Série
Série: Primeira
Curso: Eletrotécnica
Turma: 2123
Sala: 234
Início: 02 de junho de 2009
Entrega: 26 de agosto de 2009
Aluno: Josane da Silva (16)
Aluno: Keli Lopes (18)
Aluno: Júlia Salazar Iense (17)
Aluno: Yuri L. R. Stelmach (32)
Orientador: Prof. Marco A. Weschenfelder
Co-orientador: Prof (a). Nára Terezinha De Medeiros Morais
PAINEL ELÉTRICO
1
INTRODUÇÃO
A proposta da criação de um projeto neste ano letivo se dá pela importância de se
pesquisar. Nosso grupo realizará a construção de um painel elétrico, fazendo uso e explicação
do que são associações em série e paralelo.
Para a visão de um profissional neste assunto, a complexidade do trabalho não será
grande, mas, para nós será um bom desafio. Temos em mente um objetivo maior, que será
apresentada no decorrer do trabalho, maior para a utilização deste projeto que será importante
para alunos recém-ingressados no curso de Eletrotécnica.
1.1
Tema
Temos como tema a montagem de um circuito elétrico utilizando as associações em
série e paralelo. Nas associações em série ocorre à passagem da corrente por apenas um
percurso. Já na associação em paralelo, todos os componentes estão ligados a mesma fonte de
tensão, havendo um caminho por componente para a corrente elétrica passar.
1.2
Justificativa(s)
Para haver um bom entendimento de circuitos elétricos é fundamental que se aprenda
primeiramente a associação em série e paralelo. Estudando estes dois circuitos um aluno de
Eletrotécnica aprende conceitos que serão muito utilizados, com mais complexidade, na
carreira profissional.
Destacamos a importância de que o aluno aprenda, pois esperamos que os próprios
estudantes utilizem o projeto para fins didáticos em sala de aula, justificando assim, a
construção deste painel elétrico.
1.3
Delineamento
O tema do projeto será explorado para compreender o problema, depois formularemos
hipóteses e usaremos fórmulas e cálculos adequados para a construção do protótipo.
A pesquisa bibliográfica é indispensável no desenvolvimento deste projeto, pois,
vamos necessitar de definições já elaboradas sobre determinados assuntos, cálculos de tensão,
corrente elétrica, potência e outros mais que não surgiram ao acaso.
A etapa experimental consiste na construção do painel elétrico. Já foram selecionadas
as variáveis que o influenciam, portanto agora se requer um estudo mais focado nestas
variáveis e não em alguma coisa mais ampla.
1.4
Problema
É possível construir um circuito elétrico utilizando as associações série e paralelo, que
possa ser utilizado como material didático nas aulas de Eletricidade 1?
1.5
Hipótese(s)
A construção será possível, podendo servir para as aulas de Eletricidade 1 e as aulas de
Física.
1.6
Objetivo(s)
Construir um circuito de quatro lâmpadas, utilizando as noções de circuitos em série e
circuitos em paralelo, para futuramente servir de auxílio no estudo em sala de aula.
1.6.1
Critérios do projeto
- A fonte de tensão deve ter potência suficiente para alimentar o circuito na condição
de máxima corrente.
- As lâmpadas devem ser do tipo incandescente.
- Depois de pronto, temos a visão de que os alunos das primeiras séries do curso de
Eletrotécnica e das aulas de física utilizem o projeto para interagir e entender os fundamentos
de circuitos elétricos.
2
CONTEXTUALIZAÇÃO DA PESQUISA
Realizamos pesquisas em livros de Eletricidade e em alguns livros de Física, mas essas
pesquisas são feitas em cima de teorias já elaboradas, servindo para explicar o projeto.
O que diferencia o nosso trabalho dos demais é a sua finalidade de ser usado em sala
de aula, servindo como instrumento de apoio, não só para alunos de Eletrotécnica, mas
também para todas as disciplinas que necessitarem.
2.1
Contextualização histórica
Um fato foi crucial para o surgimento da corrente elétrica e dos circuitos elétricos.
Esse fato se deve a Alessandro Volta (1745-1825) que, no final do século XVIII, inventou a
primeira bateria capaz de produzir corrente elétrica. Depois disto surgiu a lâmpada
incandescente, criada por Thomas Alva Edison (1847-1931), proporcionando a primeira
aplicação dos circuitos elétricos: a iluminação elétrica que conhecemos e utilizamos até este
momento no século XXI.
2.2
Contextualização teórica
Além das descobertas feitas, por Alessandro Volta e Thomas Edson, muitos outros
Físicos contribuíram para aperfeiçoar o ramo da Eletricidade. George Simon Ohm
desenvolveu a primeira teoria matemática da condução elétrica, que hoje é conhecida como
Lei de Ohm. Gustav Kirchhoff (1824-1887) desenvolveu duas leis relacionadas com circuitos
elétricos: a Lei das Correntes e a Lei dos Nós. Estas leis são baseadas no principio da
conservação de energia.
2.3
Contextualização tecnológica
Os circuitos elétricos estão presentes diariamente em nossas vidas, sendo utilizados em
residências, prédios comercias, etc. A desvantagem desta tecnologia utilizada há anos, sem
sombra de duvidas, é o impacto ambiental que causa. O desperdício de energia elétrica causa
queima excessiva de combustíveis fósseis como carvão, gás natural e petróleo. O século XXI
se destaca pela criação de energias alternativas e que causam menos impacto ambiental,
prometendo assim, ser a geração de energia do futuro.
3
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Apresentaremos as teorias que vamos necessitar para a construção do protótipo.
3.1
Lei de Ohm
A Lei de Ohm foi formulada por Georg Simon Ohm em 1826, sendo dita como lei
fundamental do circuito elétrico. A lei de Ohm pode ser enunciada da seguinte forma: em um
circuito DC, a corrente é diretamente proporcional à tensão, e inversamente proporcional à
resistência.
Considerando a corrente em ampères, a tensão em volts e a resistência em ohms, a lei
de ohm é expressa por três equações:
I=
E
R
R=
E
I
Onde (E) é tensão, (I) é corrente e (R) é resistência.
E = R× I
3.2
Circuito Série
O circuito em série permite somente um caminho para o fluxo da corrente, do pólo
negativo ao pólo positivo da fonte, atravessando todo o circuito.
A corrente é exatamente a mesma em todos os dispositivos ligados ao circuito. O
ponto negativo é o fato de que se um componente queimar, consequentemente os outros
componentes vão parar de funcionar.
3.3
Circuito Paralelo
O circuito paralelo caracteriza-se pelo fato de dois ou mais componentes estarem
ligados à mesma fonte de tensão, havendo um ou mais pontos onde a corrente divide-se e
segue caminhos diferentes. Neste circuito, a corrente não é a mesma em todos os pontos.
3.4
Circuito Misto
O circuito misto é constituído de circuitos série e paralelo. Eles podem ser simples,
com poucos componentes, ou complicados, como a instalação elétrica de uma residência.
3.5
Bateria
Uma bateria serve para armazenar energia química e tornar essa energia disponível em
forma de eletricidade. A capacidade de uma bateria em armazenar carga é expressa na forma
de ampère-hora.
4
4.1
METODOLOGIA
Proposta de solução
A idéia que temos é que o circuito seja construído sobre MDF sendo um tipo de
madeira macia, não complicando no momento em que precisarmos parafusar materiais sobre
ela.
Os materiais que se fará uso sobre o MDF são os soquetes para fixar as lâmpadas e
barras de alumínio, sendo este último item usado para deixar uma estética melhor no trabalho.
Podemos dizer isto, pois os fios que vão conduzir a corrente elétrica estarão na parte debaixo
da madeira.
Figura 1- Montagem do protótipo
Figura 2- Protótipo
Figura 3- Esquema elétrico
4.2
Orçamento
Tabela 1.Orçamento de materiais para execução do projeto.
Orçamentos
Melhor
Material
Loja A
Loja B
Loja C
Preço
Quatro interruptores
R$ 3,00
R$ 2,90
R$ 3,50
Loja B
Quatro soquetes p/ lâmpadas
R$ 4,50
Dois metros de fio elétrico
R$ 0,80 p/ R$ 1,00 p/ R$ 0,80 p/ Loja A
metro
metro
metro
Total
4.3
R$ 3,90
R$ 4,00
Loja B
Custo
R$
11,60
R$
15,60
R$ 1,20
R$
28,40
Cronograma
Tabela 2.Previsão de prazos para execução das atividades do projeto.
Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez.
16 a 31
01 a 15
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01 a 15
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01 a 15
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01 a 15
16 a 31
01 a 15
16 a 30
01 a 15
Atividade
Visita ao MCT-PUC
Escolha do Co-orientador
Escolha do Orientador
Escolha do Projeto
Inicio do Projeto de Pesquisa
Compra de materiais
Entrega do Projeto de Pesquisa
Construção do Protótipo
Apresentação de Slides
Entrega do Protótipo
Entrega do Relatório
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BIBLIOGRAFIA
ARNOLD, Robert. Fundamentos de Eletrotécnica. 1ed. São Paulo: Editora Pedagógica
e Universitária. Pg. 54-55.
GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica. 2ed. São Paulo: Makron Books, 1996. Pg.
65-118.
JUNIOR, Francisco Ramalho at all. Os Fundamentos da Física. 8ed. São Paulo:
Moderna, 2003. Pg. 31-32.
MAGALDI, Miguel. Noções de Eletrotécnica. 3ed. Rio de Janeiro: Reper. Pg. 43-45.
MILEAF, Harry. Eletricidade 2. 1ed. São Paulo: Martins Fontes, 1982. Pg. 44-83.