Eletri letrici cidade dade Básica Caracteriza racterização ção Elétr Elétric ica a de Dis ispo posi sititivo voss Prof.ª Maria Izabel da Silva Guerra
[email protected] Sala 35 – Centro de Engenharias
Mossoró/RN
Lembre-se! Os slides não substituem os livros.
1. INTRODUÇÃO
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1. INTRODUÇÃO
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1. INTRODUÇÃO Elementos básicos do circuito Fonte de tensão Resistor Condutor Chave
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1. INTRODUÇÃO
CIRCUITO CIRCUITO ABERTO ABERTO CIRCUITO FECHADO CURTO-CIRCUITO
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1. INTRODUÇÃO •
Considere a seguinte relação:
= ÇÃ
Ç = Ê
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1. INTRODUÇÃO
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1. INTRODUÇÃO • Físico e matemático que descobriu, em 1827, uma das mais importantes leis relativas a circuitos elétricos: a lei de Ohm; • Georg Simon Ohm verificou que se fosse variada a f.e.m., a corrente elétrica também variava e o quociente entre a f.e.m. utilizada e a corrente medida era constante.
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2. PRIMEIRA LEI DE OHM • Para uma resistência fixa, quanto maior a tensão aplicada aos terminais de um resistor, maior a corrente.
• Para uma tensão fixa, quanto maior for a resistência, menor será a corrente.
• Logo, a corrente é proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à resistência.,
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2. PRIMEIRA LEI DE OHM
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2. PRIMEIRA LEI DE OHM • 2.1. Gráfico da lei de Ohm:
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2. PRIMEIRA LEI DE OHM • Exemplos: Utilize a 1ª Lei de Ohm para determinar o valor das incógnitas a)
b)
c)
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3. SEGUNDA LEI DE OHM • A resistência de qualquer material de seção reta uniforme é determinada por quatro fatores: Comprimento
Área de seção reta
Composição
Temperatura Resistência
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3. SEGUNDA LEI DE OHM • Ohm estabeleceu, na sua 2ª lei, uma relação entre a resistência de um material com a sua natureza e suas dimensões. “A resistência R de um material é diretamente proporcional à sua resistividade ρ e ao seu comprimento L, e inversamente proporcional à área de sua seção transversal A.”
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3. SEGUNDA LEI DE OHM •
3.1. QUANTO A NATUREZA: ✓
Os materiais se diferenciam por suas resistividades;
✓
Característica representada pela letra ρ (rô), cuja unidade de medida é [ Ω.m].
Para dois fios de dimensões idênticas e à mesma temperatura quanto maior a resistividade, maior a resistência
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3. SEGUNDA LEI DE OHM
3.2. QUANTO A TEMPERATURA Para dois fios de dimensões idênticas e à mesma resistividade, quanto mais alta a temperatura de um condutor, maior a sua resistência
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3. SEGUNDA LEI DE OHM
3.3. QUANTO AO COMPRIMENTO DO FIO Para dois fios de mesma bitola, resistividade e temperatura, quanto maior o comprimento de um condutor, maior a resistência
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3. SEGUNDA LEI DE OHM
3.4. QUANTO A ÁREA DE SEÇÃO TRANSVERSAL Para dois fios de mesmo comprimento, resistividade e temperatura, Quanto menor a área de seção transversal de um condutor, maior a resistência
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3. SEGUNDA LEI DE OHM • Exemplos: 1. Calcular a resistência de um fio de alumínio de 200m de comprimento e 2mm² de secção. 2. Um fio de cobre tem 2mm de diâmetro, aplicando-se uma tensão de 20V ao fio, resulta uma corrente de 2ª. Qual o comprimento do fio? 3. Aumentando-se duas vezes o comprimento de um fio, e dobrando-se o seu raio, qual será a relação entre as resistência nos dois casos?
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POTÊNCIA ELÉTRICA
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4. INTRODUÇÃO
Nos condutores existem elétrons livres que estão em constante movimento desordenado:
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4. INTRODUÇÃO
Para haver o movimento ordenado, é necessário ter uma força que o empurre:
Tensão elétrica (V)
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4. INTRODUÇÃO
Esse movimento ordenado dos elétrons livres nos condutores forma uma corrente de elétrons:
Corrente elétrica (A)
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4. INTRODUÇÃO
Com a existência da corrente elétrica, a lâmpada acende e se aquece com uma certa intensidade:
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4. INTRODUÇÃO
Essa intensidade de luz e calor que é percebida é a potência elétrica que foi transformada em potência luminosa (luz) e potência térmica (calor):
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5. POTÊNCIA ELÉTRICA Grandeza que mede quanto trabalho (conversão de uma energia em outra forma) pode ser realizado em um certo intervalo de tempo, ou seja, a rapidez com que um trabalho é executado.
Em um mesmo intervalo de tempo, uma brilha mais do que a outra, ou seja, “trabalha mais do que a outra”.
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5. POTÊNCIA ELÉTRICA • Unidade de medida: ê =
çã ℎ = = =
Outras unidades: • HP → 1HP = 746W • CV → 1CV = 735,5W
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5. POTÊNCIA ELÉTRICA • Equação: • Em um circuito elétrico, a potência elétrica pode ser calcula em termos de corrente que o atravessa e tensão aplicada: ê = ã × = ×
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5. POTÊNCIA ELÉTRICA • Equação (Outras relações):
1ª lei de Ohm: = × , logo:
IMPORTANTE! A fórmula adequada para ser utilizada depende das informações disponíveis
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5. POTÊNCIA ELÉTRICA • Observações: • Em elementos puramente resistivos, toda a potência cedida é dissipada na forma de calor, independente do sentido da corrente.
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5. POTÊNCIA ELÉTRICA • Exemplo 1: • Qual a potência consumida pelo motor de corrente contínua da figura abaixo;
• Exemplo 2: • Em um chuveiro elétrico, lê-se a inscrição 2.200W-220V. o o
a) Qual a resistência elétrica do chuveiro quando em funcionamento? b) Quando ligado corretamente, qual a intensidade de corrente elétrica que o atravessa?
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5. POTÊNCIA ELÉTRICA • Exemplo 3: • Um estudante resolveu acampar durante as férias de verão. Em sua bagagem levou uma lâmpada com as especificações: 220 V - 60 W. No camping escolhido, a rede elétrica é de 110 V. Se o estudante utilizar a sua lâmpada na voltagem do camping:
• • • •
(a) Não terá luz, pois a lâmpada "queimará". (b) Ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 15 W. (c) Ela brilhará menos, porque a potência dissipada será de 30 W. (d) Ela brilhará normalmente, dissipando a potência de 60 W.
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ENERGIA ELÉTRICA
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6. INTRODUÇÃO
A potência de um sistema depende de suas características internas.
Entretanto, para que seja realizado algum trabalho, o sistema deve ser utilizado em um certo intervalo de tempo .
Tempo de utilização do sistema Trabalho realizado
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7. ENERGIA ELÉTRICA
7.1. Equação
Utilizando a definição de potência, pode-se afirmar que a energia consumida ou cedida por um sistema é:
=×
7.2. Unidade: ℎ = ê × [ℎ]
ℎ
ê × ℎ
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8. CURIOSIDADE
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8. CURIOSIDADE
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8. CURIOSIDADE
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9. EXERCÍCIOS • Exemplos: • 1. Uma televisão portátil em preto e branco alimentada por uma bateria de 9V consome 0,455A. o a) Qual a potência da TV? o b) Qual a resistência interna da TV? o c) Qual a quantidade de energia consumida durante 6 horas de operação? • 2. Um resistor de 10Ω está ligado a uma bateria de 15V. o a) Quanta energia, em Joule, ele dissipa em 1 min? o b) Se o intervalo de tempo considerado for de 2min, a energia dissipada aumentará?
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9. EXERCÍCIOS
Exemplos:
3. A tabela abaixo apresenta os dados de consumo de energia elétrica em um escritório. Aparelho
Potênc ia (W)
1 Ar condicionado 1 Computador + monitor 1 Impressora laser 1 Lâmpada incandescente
3500 300 200 100
Tempo médio de uso diário (horas) 8 8 3 10
Dias de uso no mês 30 22 22 30
Calcule: a) o consumo mensal (total) de energia elétrica (em kWh); b) o custo mensal (total), se o kWh vale R$0,347 c) Substitua a lâmpada incandescente por uma fluorescente (20W) e a impressora a laser por uma jato de tinta (50W). Qual o valor (em R$)
