Eletricidade

Bsica

1 ENCONTRO

2

Tenso Tenso eltrica o trabalho que a fora eltrica realiza sobre as cargas eltri-cas fazendo-as se movimentar pelo condutor (fio).

Como medir Tenso?

Para medir tenso basta colocar as pon-

teiras do medidor de tenso entre os

terminais do componente que se quer

medir.

A tenso medida pela diferena de potencial entre dois pontos do fio condutor, e representada pela le-tra V, sendo sua unidade o volt.

Bateria

A bateria uma fonte de e-nergia que vem com sua tenso especifica de fabrica-o, a primeira bateria foi construda por Alessandro Volta, e o termo Volt em sua homenagem.

3

Corrente Se a tenso trabalho que a fora eltrica reali-za sobre as cargas eltricas fazendo-as movi-mentar por um condutor, corrente eltrica o nome dado ao movimento ordenado destes el-trons pelo condutor, sempre do maior potencial para o menor. A corrente eltrica representa-da pela letra I, sendo sua unidade o ampre.

Resistncia

4

Um cientista chamado George Ohm, atravs de diversas expe-rincias, concluiu que, assim como no caso da mangueira, exis-te uma relao entre tenso e corrente.

Lei de Ohm: A corrente eltrica (I) que pas-

sa por um material diretamente proporcio-

nal tenso [V] nele aplicado, e esta cons-

tante de proporcionalidade chama-se resis-

tncia eltrica.

Tringulo da Lei de Ohm A unidade da resistncia eltrica o volt/ampre, ou simplesmente Ohm [], em homenagem a este cientista. O tringulo ao lado ilustra a propriedade descrita da seguinte maneira:

V = R x I >>> V/R = I >>> R = V/I. Desta propriedade surgiu um dispositivo de grande importncia para a eletricidade e para a eletrnica, o resistor.

Com a resistncia eltrica possvel, ento, controlar a intensidade da corrente eltrica fornecida por uma fonte de alimentao. Isto : quanto maior a resistncia, menor a corren-te, e vice-versa.

5

O que uma resistncia varivel?

a mesma coisa que um resistor,

mas seu valor no fixo, podendo

ser alterado manualmente. Esta

variao provoca, tambm, uma

variao nos valores de tenso e

corrente ao circuito onde este e-

lemento est conectado.

Tipos de resistores variveis...

Termistor um componente que possui sua resis-tncia varivel em funo da temperatura. Utilizado muitas vezes como sensor de temperatura na indstria.

LDR um resistor que varia sua resistncia em fun-o da luminosidade do ambiente. A aplicao mais co-mum para esse componente pode ser encontrada em fo-toclulas, que so utilizadas para controlar a luminosi-dade de ambientes.

Potencimetro Este um outro exemplo de resistor varivel, neste caso sua resistncia alterada manual-mente, girando-se o eixo do componente. So inmeras as suas aplicaes desde controle de volumes em rdios at no controle de temperatura de chuveiros.

6

Efeito Joule O efeito Joule a emisso de calor do compo-nente causada pela passagem de corrente. A energia est sempre em transio, transfor-mando-se, neste caso, de eltrica para trmi-ca. Um exemplo de efeito

Joule a lmpada in-

candescente, que, medida que recebe corrente

eltrica, aquece-se, emitindo luz.

Circuito Eltrico Um circuito eltrico como uma pista de

corrida. A corrente eltrica, assim como os

carros, somente circula em um sentido. A

largada seria o polo positivo da bateria (+)

e a chegada o polo negativo (-).

Um circuito composto basicamente

de uma fonte de energia (bateria),

componentes eltricos que, como na

figura ao lado, sero conhecidos co-

mo carga (ex: lmpada) e fios que os

conectam.

7

Circuito Srie Circuito srie o circuito que contm um nico ca-minho para a corrente circular, passando com a mesma intensidade por todos os componentes, divi-dindo a tenso sobre cada um. Este tipo de circuito est exemplificado ao lado.

Circuito Paralelo Circuito paralelo o circuito que contm dois ou

mais caminhos para a corrente circular, passando

por todos os componentes com intensidade diferen-

te, mantendo igual a tenso sobre cada um.

Circuito Misto Circuito misto nada mais do que a combinao dos circuitos srie e paralelo.

8

Protoboard Protoboard uma matriz de contatos na qual possui diversos furos, onde

podemos encaixar componentes para montarmos um circuito. De acordo

com a fileira, os pontos so comuns, ou seja, so interligados.

Pontos Interligados

Po

r den

tro d

e um

a pro

tob

oard

Observa-se na figura ao lado que a matriz de contatos composta por dois tipos de blocos de contatos: horizontal e vertical. No bloco verti-cal cada 5 furos do acesso ao mesmo conector metlico, localizado internamente base plsti-ca, deste modo pode-se concluir que qualquer um dos 5 furos, na vertical, pode ser utilizado pa-ra acessar o sinal da mesma. No bloco horizontal, os furos esto organi-zados visualmente em grupos de 5, mas, s visu-almente, pois internamente, todos pontos de u-ma mesma linha esto interligados entre si. Nor-malmente as linhas do bloco horizontal so utili-zados como barramento de distribuio de ali-mentao. A figura abaixo expressa o sistema de ligaes superficialmente e o corte representati-vo de uma protoboard.

9

Experimentos Na lio de Eletricidade onde estudamos lmpadas e potencimetros, vimos ape-

nas como estes componentes funcionam na teoria. No entanto, para entender melhor

como estes dispositivos eletrnicos funcionam deve-se fazer algumas montagens sim-

ples que os utilize.

Para melhor entendimento foram selecionados trs projetos:

(1) Montagem de lmpadas em srie;

(2) Montagem de lmpadas em paralelo;

(3) Montagem de lmpada em srie com potencimetro.

(1) Montagem de lmpadas em srie;

Material: Fios isolados;

Duas lmpadas;

Fios de alimentao;

Fonte de energia.

Procedimento: Unem-se os dois fios de alimentao nos bornes de alimentao da protoboard.

- Positivo corresponde ao fio vermelho;

- Terra (negativo) corresponde ao fio preto.

Liga-se ento um fio no borne positivo e alimenta-se um dos barramentos de

alimentao da protoboard correspondente a sua escolha.

Faa o mesmo com o a alimentao negativa.

Ligue um dos terminais da lmpada na alimentao positiva e o outro terminal

em qualquer ponto da rea de trabalho.

Em srie a esse segundo terminal (de acordo com o procedimento da lio de

Eletricidade Bsica) ligue um dos terminais da segunda lmpada.

10

O terminal restante da segunda lmpada deve ser ligado na alimentao negati-

va da protoboard.

Revise suas ligaes verificando ponto a ponto.

Ligue a fonte de alimentao e verifique o experimento.

Pode-se, a partir desta experincia, verificar que se for retirada uma das lmpa-

das do circuito, a outra lmpada apaga-se instantaneamente. Esse fato uma conse-

quncia direta do circuito em srie onde todos os componentes dependem um do

outro para que haja o funcionamento correto.

Por qu? Ao retirar uma das lmpadas do suporte, a corrente que passa atravs do fio el-

trico impedida.

Isso pode ser equiparado ao trfego de automveis nas estradas. Imagine que em

uma determinada estrada entre as cidades A e B encerrada por um determinado

perodo de tempo e que s existia essa via de ligao entre as duas cidades. O encer-

ramento da via iria implicar um trfego nulo de automveis entre as duas cidades

porque s existe um percurso possvel.

Da mesma forma, na presente experincia, os eltrons no circuito em srie s

tm uma via para se deslocarem. Se essa via for interrompida, a corrente eltrica

passa a ser nula. Ou seja, as lmpadas apagam-se.

Nos circuitos em srie existem vrias regras para analise.

No nosso caso:

(1) As intensidades de corrente para este tipo de circuito igual nas duas lmpadas;

(2) A resistncia total igual soma da resistncia de cada uma das lmpadas;

(3) A tenso total igual soma das tenses aplicadas a cada lmpada.

11

(2) Montagem de lmpadas em paralelo

Material: Fios isolados;

Duas lmpadas;

Fios de alimentao;

Fonte de energia.

Procedimento: Unem-se os dois fios de alimentao nos bornes de alimentao da protoboard.

- Positivo corresponde ao fio vermelho;

- Terra (negativo) corresponde ao fio preto .

Liga-se ento um fio no borne positivo e alimenta-se um dos barramentos de

alimentao da protoboard correspondente a sua escolha.

Faa o mesmo com o a alimentao negativa.

Ligue um dos terminais da lmpada em um ponto da rea de trabalho da proto-

board e o outro terminal em qualquer outro ponto que no esteja em srie com

o primeiro.

Faa o mesmo com a segunda lmpada sem colocar qualquer um de seus termi-

nais em srie entre si ou em srie com os da primeira lmpada.

Ligue um dos terminais da primeira lmpada na alimentao positiva e o outro

terminal na alimentao negativa da protoboard.

Repita o mesmo com a segunda lmpada.

Revise suas ligaes verificando ponto a ponto.

Ligue a fonte de alimentao e verifique o experimento.

12

Verificando o experimento ocorrido percebe-se que retirando qual quer uma das

lmpadas a outra continua acesa, isso acontece por conta dos componentes do cir-

cuito paralelo no serem dependentes entre si.

Por qu? Retirando uma das lmpadas do suporte, a corrente que passa pelo circuito no

impedida. Isso ocorre porque temos outra lmpada em paralelo.

Fazendo a mesma comparao com o trfico de automveis na estrada, neste ca-

so a ligao que temos entre as cidades A e B so duas estradas. Ento quando h

uma interrupo de uma das estradas, os carros passam automaticamente a condu-

zirem-se apenas pela estrada que no foi interrompida.

Ao ver da eletrnica, o mesmo que ocorre com os eltrons, eles tm duas vias

simultneas para passarem, quando uma para de funcionar no circuito, os eltrons

passam a conduzir apenas pela lmpada que ainda est ligada, ou seja, que est fe-

chando o circuito.

Nos circuitos em paralelo existem vrias regras para analise.

No nosso caso:

(1) Existem diferentes caminhos para corrente, e a soma das duas correntes das

lmpadas o total de corrente fornecida pela fonte;

(2) A resistncia total igual metade da resistncia de uma das lmpadas;

(3) A tenso total igual a tenso sobre qualquer uma das lmpadas.

13

(3) Montagem de lmpadas em srie com potencimetro

Material: Fios isolados;

Uma lmpada;

Fios de alimentao;

Fonte de energia;

Um potencimetro.

Procedimentos: Unem-se os dois fios de alimentao nos bornes de alimentao da protoboard.

Positivo corresponde ao fio vermelho;

Terra (negativo) corresponde ao fio preto.

Liga-se ento um fio no borne positivo e alimenta-se um dos barramentos de

alimentao da protoboard correspondente a sua escolha.

Faa o mesmo com a alimentao negativa.

Insira o potencimetro na rea de trabalho da protoboard sem deixar qualquer

ponto em srie.

Ligue um dos terminais da lmpada no terminal do centro do potencimetro.

Ligue o terminal restante da lmpada em qualquer ponto da rea de trabalho,

sem ser em srie com o potencimetro ou com seu outro terminal.

Ligue o terminal da esquerda do potencimetro na alimentao positiva.

Ligue o terminal da lmpada que est sozinho na alimentao negativa.

Revise suas ligaes verificando ponto a ponto.

Ligue a fonte de alimentao e verifique o experimento.

14

Verificando o experimento, pode-se perceber a variao da intensidade do brilho

com a variao no potencimetro. Recriando assim, as experincias de Ohm.

Por qu?

Pense em uma torneira, abrindo-se pouco a torneira ter pouca gua saindo.

Quando abrimos a torneira no mximo, toda a gua que a torneira suporta vazar

passar por ela.

o mesmo que acontece com o circuito desta experincia, o potencimetro ser a

torneira que regular o fluxo de corrente.

Quando o potencimetro est rotacionado para a esquerda como se a torneira

estivesse toda aberta, ou seja, a luminosidade da lmpada mxima porque o fluxo

de corrente e queda de tenso sobre a lmpada mximo.

Quando o potencimetro est rotacionado para a direita como se a torneira

estivesse toda, ou quase toda, fechada, ou seja, a luminosidade da lmpada zero

porque o fluxo de corrente e queda de tenso sobre a lmpada nula.

Nos circuitos em srie com potencimetro existem vrias regras para anlise.

No nosso caso:

(1) A corrente que passa pelo circuito depende proporcionalmente da resistncia

total (potencimetro + lmpada);

(2) A tenso total da fonte soma das tenses do potencimetro e da lmpada;

(3) A corrente a mesma para o potencimetro e a lmpada (circuito srie);

(4) Quanto menor o potencimetro, maior a corrente, maior a tenso sobre a lmpa-

da e maior o seu brilho;

(5) Quanto maior o potencimetro, menor a corrente, menor a tenso sobre a lm-

pada e menor o seu brilho.

15

Anotaes

16

Quer mais informaes!?

Para um maior aprofundamento nos conceitos bsicos apresentados, procu-

re por sites ou livros sobre eletricidade bsica, isso ir contribuir muito pa-

ra a formao de novos conhecimentos com aplicaes prticas!

Dvidas podero ser encaminhadas aos tutores de vocs!

Lista de Sites interessantes

(1) Aulas virtuais do professor Jos Gilberto de Arruda, professor

do Colgio Tcnico Industrial de GuaratinguetUNESP.

(2) Circuitos em Corrente Contnua, do autor Rmulo O. Albu-

querque, professor de eletrnica na ETE Lauro Gomes (CEETSP de

So Paulo ) e na Faculdade de Tecnologia do Centro Universitrio UNI

A de Santo Andr - SP.

(3) Site do Instituto Newton C. Braga, com conceitos diversos sobre

eletricidade, eletrnica, automao, meio ambiente, entre outros.

17

Oficinas Tecnolgicas para

alunos do Ensino Mdio

Prof. Dr. Leonardo Mesquita

mesquita@feg.unesp.br

Coordenador do Projeto

Prof. Dr. Galeno Jos de Sena

gsena@feg.unesp.br

Prof. Dr. Marco Aurlio Alvarenga Monteiro

marco.aurelio@feg.unesp.br

Prof. Jos Marcelo de A. Wendling Jr.

jmarcelo@feg.unesp.br

Felipe Barbosa da Silva

Ismael de Almeida Jnior

Letcia Miranda de Frana Mota

Renan Moura Santana

Samuel Jos de Carvalho