Eletrónica Fundamental – ELE Curso Profissional de Técnico de Gestão de Equipamentos...

Eletrónica Fundamental – ELE

Curso Profissional de Técnico de Gestão de Equipamentos Informáticos

Eixo 1 – Qualificação Inicial de JovensTipologia de Intervenção 1.2 – Cursos Profissionais

AGRUPAMENTO DE ESCOLAS À BEIRA DOURO ESCOLA BÁSICA E SECUNDÁRIA À BEIRA DOURO – MEDAS

Ano letivo 2014/2015

ELE 10º C Ano letivo 2014/2015 Prof. Joana Marques

MÓDULO 1 – Noções Básicas de Eletricidade

18 horas = 24 aulas

MÓDULO 1Noções Básicas de Eletricidade

18 horas = 24 aulas

Conteúdos programáticos:•Constituição da matéria•Eletrostática

• Átomo• Iões• Materiais condutores• Materiais isoladores

•Energia e eletricidade•Principio da conservação de energia•Carga elétrica•Circuito elétrico•Potencial absoluto e relativo; a descarga elétrica

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• Força eletromotriz; corrente elétrica; geradores

• Intensidade de corrente elétrica

• Resistência elétrica; resistividade

• Código de cores das resistências; noção de tolerância

• Variação da resistência com a temperatura

• Associação de resistências• Condensadores; código de

cores e código de letras• Associação de

condensadores• Constante de tempo num

circuito RC• Carga e descarga de

condensadores

MÓDULO 1

Noções Básicas de Eletricidade 18 horas = 24 aulas

Objetivos de aprendizagem:

•Conhecer a estrutura da matéria•Conhecer os fenómenos eletrostáticos•Distinguir materiais condutores e materiais isoladores•Conhecer diversas formas de energia•Estudar a força eletromotriz, diferença de potencial e corrente elétrica•Conhecer o conceito de resistência elétrica•Identificar um circuito elétrico e os seus constituintes•Conhecer e aplicar o conceito de associação de resistências•Estudar o condensador como elemento de armazenamento de carga elétrica

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MÓDULO 1

Noções Básicas de Eletricidade 18 horas = 24 aulas

Critérios de avaliação:

TESTE DE AVALIAÇÃO: TESTE DE AVALIAÇÃO: 08/10/201408/10/2014

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Atitudes e valores 10%

Conhecimentos 40%

Teste de avaliação 50%

Estrutura da matéria

Podemos definir a MATÉRIAMATÉRIA como tudo o que existe na natureza

Tem peso e ocupa um lugar no espaço A matéria pode encontrar-se no estado

sólido, liquido ou gasoso A Matéria é constituída por moléculas;

moléculas que podemos dividir até obter um elemento invisível a olho nu – o átomo

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1 molécula de água 2 átomos de hidrogénio 1 átomo de oxigénio

H2O = H2 + O


Estrutura da matéria O ÁTOMOÁTOMO é a mais pequena parte que

constitui da matéria, formada por três elementos: Neutrões, Protões e Eletrões

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Órbita electrónica

NEUTRÕESNEUTRÕES são partículas fixas sem carga elétrica, que se encontram no núcleo do átomo.

PROTÕESPROTÕES são partículas fixas com carga elétrica positiva, que se encontram no núcleo do átomo.

ELETRÕESELETRÕES são partículas móveis com carga elétrica negativa, que orbitam em torno do núcleo do átomo.


Carga Elétrica do ÁtomoCarga Elétrica do ÁtomoNeutro

Um átomo em equilíbrio é constituído por um número igual de protões e eletrões, isto é o átomo diz-se eletricamente neutro.

Carregado positivamente Quando o átomo é constituído

por mais protões do que eletrões.

Carregado negativamente Quando o átomo é constituído

por mais eletrões do que protões.

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Estrutura da matéria Eletrão de ValênciaEletrão de Valência

A órbita eletrónica ou camada mais afastada do núcleo é a camada de valência e os eletrões dessa camada são chamados de eletrões de valência

Num átomo, o número máximo de eletrões de valência é de oito. Quando um átomo tem oito eletrões de valência diz-se que o átomo tem estabilidade química ou molecular

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Electrão de valência

Potencial elétrico e diferença de potencial

Potencial elétricoPotencial elétrico Capacidade que um corpo tem de receber

ou fornecer eletrões de outro elemento Mede-se em Volt(V)

Diferença de PotencialDiferença de Potencial Diferença que existe entre dos corpos

com carga elétrica.

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A diferença de potencial é mais conhecida por tensão elétrica e mede-se também

em Volts.

Conceitos básicos Intensidade da CorrenteIntensidade da Corrente

Movimento orientado de eletrões do potencial negativo do potencial negativo para o positivopara o positivo.

A força “intensidade” de uma corrente elétrica está relacionada com o nº de cargas que passam numa dada secção transversal de um condutor num certo espaço de tempo e mede-se em Ampére (A)

I = Q / tI = Q / t

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Só existe corrente elétrica se existir

diferença de potencial

Só existe corrente elétrica se existir

diferença de potencial


i≠0

Tipos de corrente elétricaTipos de corrente elétrica Corrente unidirecional

(quando a corrente se movimenta do VA para VB)

Noções Básicas de Eletricidade

Corrente unidirecional (quando a corrente se movimenta do VA para VB e de VB para VA)

Corrente Continua Corrente Alternada


Efeitos da corrente elétricaEfeitos da corrente elétrica

Térmico LuminosoQuímico Magnético



Resistência elétricaResistência elétrica

Resistência elétrica de um corpo é a oposição que este faz à passagem da corrente elétrica, ou seja, maior ou menor facilidade com que se deixa atravessar pelas cargas elétricas – eletrões



Resistência elétricaResistência elétrica

Tipos:

Resistências de carvão são constituídos basicamente de grafite (carvão) comprimida, revestida por uma camada isolante de cerâmica

Resistências bobinadas constituídas por um fio metálico enrolado sobre um suporte isolante




R - Resistência eléctrica - ( Ω )Ρ - Resistividade do material ( lê-se “ ró ” ) - ( Ωm )L - Comprimento - ( m ) S - Área de secção - ( m2)

R=ρL/S



R2=R1[1+α(t2-t1)]

R2 – resistência finalR1 – resistência inicialΑ – Coeficiente de temperaturat2 – temperatura finalt1 – temperatura inicial


ResistênciaResistência Código de Cores

O seu valor nominal de uma resistência é apresentado por faixas coloridas (código de cores)

Noções Básica de Eletricidade


ResistênciaResistência●Código de Cores



A maneira de identificar é simples:

1. Começam a partir da extremidade que não contenha as cores: prata e dourado;

2. As duas primeiras cores formam um número com 2 algarismos;

3. A 3ª cor representa o expoente da potência de 10 que multiplica pelo número anterior (número de zeros).

4. A 4ª cor indica a tolerância da resistência, em percentagem.



CondensadorCondensador

Componente elétrico capaz de armazenar temporariamente energia elétrica. É um componente passivo constituído por duas superfícies condutoras e separada por uma substancia isolante chamada dielétrico.




Características: C – Capacidade de carga

(F – Farads)

Q – Carga elétrica armazenada (C – coulombs)

U – Tensão aplicada (V – volts)

C = Q/U Tempo de carga do

condensador

ζ = RC




Associação de condensadores


Série Paralelo


Energia ElétricaEnergia Elétrica

Lei da conservação de energiaLei da conservação de energia Num sistema enérgico, não há criação nem destruição de

energia, mas apenas transformação e transferência de energia

Energia inicial = Energia final + perdas

Efeito de JouleEfeito de Joule

É o efeito de transformação de energia elétrica em calorífica

Lei de JouleLei de Joule

A energia elétrica que se transforma em energia calorífica num recetor é diretamente proporcional à resistência deste, ao quadrado da intensidade de corrente e ao tempo de passagem da corrente

W - energia elétrica transformada em calorífica (J)I - intensidade de corrente(A)R - resistência elétrica (Ω)t - tempo de passagem da corrente (s)



W = RI2t

GeradorGeradorAparelho que transformam energia de forma a mantém constante a diferença de potencial aos seu terminais.

Tipos de Geradores Eletrodinâmicos: transforma energia mecânica em energia elétrica Eletroquímicos: transforma energia química em energia elétrica. É um gerador estático



GeradorGeradorForça Eletromotriz (E) é a força que permite ao gerador manter a diferença de potencial. Identifica-se pela letra E e é medida em Volt(V).



Energia ElétricaEnergia ElétricaCapacidade de um corpo de produzir trabalho.

Transformações enérgica:

Elétrica em mecânica

Mecânica em elétrica

Química em elétrica

Elétrica e química

Elétrica em Calorífica

Elétrica em Magnética

Etc…



Energia e PotênciaEnergia e PotênciaDefinição de Potência:A potência é a energia absorvida ou fornecida na unidade de tempo

P = W/t

Unidades utilizadas:Watt-hora é a energia fornecida por um gerador ou absorvida por um gerador durante uma hora

W = Pt <=> 1Wh = 1Wx1h <=> 1Wx3600s = 3600Jcavalo-vapor = 735,5watts

P - potência (W ou J/s)W - energia elétrica transformada em calorífica (J)t - tempo de passagem da corrente (s)



Potência e Energia ElétricaPotência e Energia ElétricaDefinição de Potência elétrica útil:A potência elétrica de um gerador em carga é definida como o produto da tensão pela intensidade de corrente.

P = U*I

A potência elétrica absorvida por um recetor térmico

P = RI2

Energia absorvidaEnergia absorvida

W = Pt = RI2t



Potência e Energia ElétricaPotência e Energia Elétrica

Perdas:É toda a energia que se perde na transformação de um tipo de energia noutro

Wp = Wa – Wu

RendimentoRendimento

Rendimento de um recetor ou de um gerador é o quociente entre a energia útil(fornecida) e a energia absorvida

μ = Wu/Wa

Wp- energia de perda(j)

Wa- energia absorvida(j)

Wu- energia útil(j)



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