Primeira parte da primeira aula

ET 016 - Eletrotécnica
Apresentação da disciplina
São abordados tópicos fundamentais da teoria de circuitos de
corrente alternada com o principal objetivo de adquirir
conhecimentos básicos em:
Normas de segurança
Instrumentos de Medidas Elétricas
Lei de Ohm
Valor Eficaz
Análise de circuitos c.c. e c.a. com resistor, capacitor e indutor
Conceito de impedância
Fasores e Diagrama fasorial
Potências Aparente, Ativa e Reativa
Correção do Fator de Potência
Principais componentes em instalações elétricas residências e
industriais
Circuitos Trifásicos: Conexões em Estrela e Triângulo;
Relações entre Tensões e Correntes; Obtenção prática de
Potência Ativa e Reativa Trifásicas
Transformadores Monofásicos e Trifásicos
Máquinas de Corrente Alternada: Motores e Geradores
Motor de Corrente Contínua
Motor Universal
Acesso ao ambiente Ensino Aberto
Critério de avaliação
LIVRO TEXTO e Referências Bibliográficas
No Livro Texto têm muitos exemplos e exercícios
propostos, com respostas, de forma a auxiliar o aluno em seu
estudo.
Em cada capítulo há indicação de leitura complementar.
Diversos vídeos produzidos pelos autores, contendo
demonstrações
experimentais
de
diferentes
conceitos
apresentados nesta disciplina, podem ser encontrados na
internet (YouTube) através das palavras chaves:
FEEC VÍDEOS ET016.
Capítulo 1
Considerações Iniciais
De onde vem a energia elétrica que ilumina
esse ambiente?
Modelo Simplificado de Sistema de Geração e
Transmissão de Energia Elétrica
Modelo de Sistema de Geração e
Transmissão de Energia Elétrica
Integração Eletroenergética Brasileira
Set/2010
Fonte: Operador Nacional do Sistema Elétrico
ONS
O que são circuitos de corrente alternada?
PRIMEIRO:
A eficiência de um sistema de energia elétrica
depende da:
• Análise de grande quantidade de variáveis
• Obtenção de um modelo elétrico adequado
• Conhecimento
de
técnicas
de solução de
circuitos elétricos.
SEGUNDO:
Instalações
industriais
são
também
circuitos
elétricos a serem analisados visando alta eficiência
de operação.
Deve-se assegurar que a tensão esteja dentro de limites
pré-especificados, para garantir o bom funcionamento
dos motores, da iluminação e demais equipamentos.
Deve-se também otimizar a utilização de energia a fim
de minimizar os gastos, por exemplo, fazendo uma
correção adequada do fator de potência e minimizando
as perdas de potência no circuito.
Garantir um esquema de proteção adequado para
proteger o restante da indústria no caso de um
eventual defeito em algum de seus equipamentos.
TERCEIRO:
Tanto em instalações industriais como nas residenciais
é fundamental o correto dimensionamento da fiação e
dos dispositivos de proteção, tarefa esta que requer
conhecimento de cálculo de circuitos elétricos em
Corrente Alternada.
Assim, pode-se perceber a importância dos circuitos
de corrente alternada que é o tema fundamental a ser
desenvolvido nesta disciplina.
Como quantificar a eficiência ou
rendimento de um equipamento?
Rendimento e Potência em Equipamentos
O rendimento de um equipamento (compressor,
bomba, motor elétrico, motor de automóvel, etc.)
é a relação entre a energia que é consumida por
esse equipamento (energia de entrada) e o
trabalho que ele produz (energia de saída).
“Fluxo” de energia em equipamento
Energia saída
η=
⋅100%
Energia entrada
η → rendimento expresso em porcentagem
Motor Elétrico
Rendimento → relação entre potência de eixo ou
potência mecânica
( P s a í d a ) e potência de entrada
ou potência elétrica (P e n t r a d a )
Psaída
η=
⋅100%
Pentrada
A potência de entrada é constituída pela potência de
saída mais as perdas:
Pentrada = Psaída + Pperdas
Pperdas → potência perdida
(perda mecânica por atrito no eixo do motor e
perdas elétricas, como por exemplo, o calor gerado
pela corrente que circula nas bobinas do motor)
Detalhe:
A potência de eixo em um motor pode ser fornecida em
W (watts)
CV (cavalo-vapor) - 1 CV ≅ 736 W
HP (horse-power) - 1 HP ≅ 746 W
Exemplo
Considere
que
um
determinado
motor
tem
uma
potência de eixo de 2,0 CV e que durante 2 horas o
consumo de energia elétrica é de 3,68 kWh. Qual é o
rendimento deste motor?
Pentrada
3.680
=
= 1.840 W
2
2 ⋅ 736
η=
⋅100% = 80%
1.840
Normas de Segurança
Choque Elétrico
O choque elétrico, seja por contato direto ou indireto, é um
dos acidentes mais perigosos.
Uma corrente elétrica da ordem de 10 mA pode paralisar
uma pessoa, enquanto que uma corrente elétrica da
ordem de 100 mA pode ser fatal.
Desde que algumas medidas de
segurança sejam
adequadamente adotadas, a convivência diária com
diversos dispositivos elétricos e eletrônicos ocorrerá sem
riscos
de
acidentes
pessoais
(choques
elétricos,
traumatismos, entre outros) e danos materiais (queima,
explosões, entre outros).
Procedimentos Gerais
• Observe as instruções relativas a um equipamento ou
circuito elétrico, antes de colocá-lo em funcionamento.
• Certifique-se do valor das tensões nas tomadas onde você
irá conectar os diferentes equipamentos.
• Não opere equipamentos quando estiver cansado ou
tomando medicamentos que causem sonolência.
•
Use calçado adequado para proteger os pés e não
trabalhe com sapatos e roupas úmidas.
• Evite o uso de algo que possa enroscar (colares, anéis,
pulseiras, etc.) quando estiver trabalhando com circuitos
elétricos e/ou equipamentos.
• Evite brincadeiras. Controle suas ações para se proteger e
aos seus colegas. Mantenha sempre limpo e organizado o
seu ambiente de trabalho.
• Verifique sempre o estado geral dos instrumentos, fiação e
bornes de conexão.
• Antes de realizar modificações em um circuito elétrico,
verifique se o mesmo está desligado e descarregado (no
caso de capacitores, p.ex.) utilizando um voltímetro. Este
instrumento deve ser sempre conectado em paralelo aos
contatos elétricos dos componentes de um circuito nos
quais se deseja medir a magnitude da tensão.
Para conhecer e manter o controle sobre algumas
grandezas elétricas (tensões, correntes e potências),
tanto em instalações elétricas como em equipamentos,
utiliza-se um instrumento de medidas de grandezas
elétricas conhecido como multímetro que pode ser do
tipo:
Analógico
Digital
de Bancada (digital)
Alicate (digital)
Os multímetros contemplam algumas funções tais
como: voltímetro, amperímetro, ohmímetro, etc.
Portanto, ao utilizar um multímetro para medir:
Tensão → selecione a função voltímetro
Corrente → selecione como amperímetro
Resistência → selecione como ohmímetro
A escolha deve ser realizada conforme instruções
específicas do fabricante do multímetro.
Lembre-se de que um multímetro instalado em uma
condição de leitura errada não medirá o que você deseja,
podendo causar danos ao instrumento e ao circuito elétrico.
Portanto, ao se utilizar um multímetro, deve-se estar atento
ao tipo de medição a ser realizada (TENSÃO, CORRENTE ou
RESISTÊNCIA), à forma (ALTERNADA ou CONTÍNUA), à escala
adequada e à correta conexão do instrumento (SÉRIE ou
PARALELO).
LER NO LIVRO.................
Procedimentos para a utilização de:
Voltímetro → Medida de Tensão
Amperímetro → Medida de Corrente
Ohmímetro → Medida de Resistência