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ELETRICISTA DE AUTOM VEIS
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SRIE AUTOMOTIVA
FUNDAMENTOSDOS SISTEMAS
ELTRICOS
AUTOMOTIVOS
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Lista de ilustraes
Figura 1 - Eletrosfera e ncleo de um tomo ............................................. .................................................... ........14Figura 2 - Princpio da atrao ............................................... .................................................... ..................................15
Figura 3 - Princpio de repulso .................................................... ..................................................... .........................15
Figura 4 - Fora de atrao e fora centrfuga ................................................... ...................................................16
Figura 5 - Polo negativo e polo positivo de uma pilha ............................................. ..........................................17
Figura 6 - Circuito com uma lmpada apagada chave aberta .....................................................................18
Figura 7 - Circuito com uma lmpada acesa chave fechada ................................................ .........................19
Figura 8 - Lmpada (resistncia) ................................................... ..................................................... .........................20
Figura 9 - Smbolos de resistncia eltrica .................................................. ..................................................... .......20
Figura 10 - Corrente circulando pelo condutor.....................................................................................................22
Figura 11 - Resistncia linear ................................................. .................................................... ..................................27Figura 12 - rea de seo transversal do condutor ................................................... ..........................................30
Figura 13 - Comprimento do condutor ............................................... ..................................................... ................30
Figura 14 - Temperatura de trabalho ................................................... ..................................................... ................31
Figura 15 - Tenses de um circuito .............................................. ..................................................... .........................36
Figura 16 - Circuito em paralelo .................................................... ..................................................... .........................37
Figura 17 - Modelos de voltmetro ................... ..................................................... ...................................................40
Figura 18 - Formas de conectar o voltmetro ao circuito ................................................. ..................................41
Figura 19 - Tipos de ampermetro ................................................ ..................................................... .........................42
Figura 20 - Passo a passo para a utilizao do ampermetro ...........................................................................43
Figura 21 - Forma de utilizao do alicate ampermetro ......................................................... .........................43Figura 22 - Ohmmetro .................................................... .................................................... ...........................................44
Figura 23 - Passo a passo para a utilizao do ohmmetro ............................................. ..................................44
Figura 24 - Modelos de multmetro ............................................. ..................................................... .........................45
Figura 25 - Partes de um multmetro ................................................... ..................................................... ................46
Figura 26 - Caneta de polaridade ................................................. ..................................................... .........................47
Figura 27 - Funcionamento da caneta de polaridade ............................................... ..........................................48
Figura 28 - Tipos de osciloscpio automotivo .................................................................... ..................................48
Figura 29 - Modelos de resistores (filme e fio) .................................................... ...................................................54
Figura 30 - Resistor com as faixas de cores ................................................. .................................................... ........55
Figura 31 - Modelo de resistor de valor varivel ................................................ ...................................................56Figura 32 - Modelos de capacitores (cermico e eletroltico) ................................................. .........................57
Figura 33 - Constituio de um capacitor ................................................... .................................................... ........57
Figura 34 - Funcionamento de um capacitor ............................................. .................................................... ........58
Figura 35 - Polos de um m ................................................... .................................................... ..................................59
Figura 36 - Foras de atrao e repulso de um m ................................................. ..........................................59
Figura 37 - ma dividido: os polos no se separam .................................................... ..........................................60
Figura 38 - Linhas de fora do campo magntico de um m ................................................ .........................60
Figura 39 - Regra da mo esquerda para saber o sentido do campo magntico .....................................62
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Figura 40 - Regra da mo direita ............................................... .................................................... .............................62
Figura 41 - Eletrom .................................................... ..................................................... ..............................................63
Figura 42 - Indutores .................................................... ..................................................... ..............................................63
Figura 43 - Rel ..................................................... .................................................... ...................................................... ..64Figura 44 - Funcionamento do rel ligado e desligado ............................................... ......................................64
Figura 45 - Rel: circuito de comando e circuito de carga ................................................................................65
Figura 46 - Rel auxiliar com cinco terminais ................................................. .................................................... ...66
Figura 47 - Modelos de fusvel ................................................... .................................................... .............................66
Figura 48 - Comutador de ignio .................................................... ..................................................... ....................68
Figura 49 - Posies de funcionamento de um comutador de ignio ............................................ ...........68
Figura 50 - Exemplo de fio eltrico com duas cores .............................................. ..............................................70
Figura 51 - Circuito em srie .............................................. .................................................... ......................................76
Figura 52 - Esquema de ventilao interna com 4 velocidades .................................................. ....................77
Figura 53 - Circuito paralelo ............................................... .................................................... ......................................78Figura 54 - Esquema eltrico das luzes de freio ............................................. .................................................... ...80
Figura 55 - Circuito misto: passo a passo para clculo da resistncia total ............................................... ..81
Figura 56 - Diagrama eltrico das luzes de posio, farol baixo e farol alto ............................................. ..82
Figura 57 - Diagrama eltrico de farol auxiliar................................................ .................................................... ...83
Figura 58 - Diagrama eltrico de luzes de direo e emergncia........................................................ ...........84
Figura 59 - Diagrama eltrico de luzes de freio .............................................. .................................................... ...85
Figura 60 - Diagrama eltrico das luzes de r ................................................. .................................................... ...85
Figura 61 - Diagrama eltrico da luz de cortesia (luz de teto) .................................................... ....................86
Figura 62 - Diagrama eltrico alternador ................................................ ..................................................... ...........88
Figura 63 - Diagrama eltrico do motor de partida ............................................... ..............................................89Figura 64 - Descarte de materiais .............................................. .................................................... .............................91
Figura 65 - Coleta de resduos eltricos e eletrnicos .................................................. ......................................93
Figura 66 - Coletas seletoras .............................................. .................................................... ......................................94
Quadro 1 - Mdulo bsico e mdulo introdutrio de cursos da automotiva. ............................................11
Quadro 2 - Simbologia de componentes eltricos mais comuns ................................................ ....................75
Quadro 3 - Substncias e os prejuzos aos seres vivos ................................................... ......................................97
Quadro 4 - Tipos de resduos e sua classificao quanto aos riscos ............................................ ...................98
Tabela 1 - Tabela de converso numrica ................................................. ..................................................... ...........28Tabela 2 - Resistividade de materiais .........................................................................................................................28
Tabela 3 - Cdigo de cores .............................................................................................................................................55
Tabela 4 - Cdigo de cores de um resistor ...............................................................................................................55
Tabela 5 - Capacidade de conduo de acordo com a cor do fusvel ................................................. ...........67
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Sumrio
2 Grandezas Eltricas .......................................................................................................................................................13
2.1 Eletricidade ....................................................................................................................................................14
2.2 Elestrosttica .................................................................................................................................................14
2.3 materiais condutores e isolantes ............................................... .................................................... ........16
2.4 grandezas eltricas bsicas ................................................. ..................................................... ................16
2.4.1 Tenso eltrica............................................................................................................................17
2.4.2 Corrente eltrica ................................................... ..................................................... ................18
2.4.3 Resistncia eltrica ...................................................................................................................19
2.4.4 Potncia eltrica ........................................................................................................................21
3 Primeira e Segunda Lei de Ohm ...............................................................................................................................25
3.1 Primeira lei de Ohm ....................................................................................................................................26
3.2 Segunda lei de Ohm ...................................................................................................................................28
3.2.1 Tipos de materiais ................................................ ..................................................... ................28
3.2.2 rea de seo transversal ......................................................................................................29
3.2.3 Comprimento .............................................................................................................................30
3.2.4 Temperatura de trabalho ............................................................. ..........................................31
4 Introduo Lei Kirchhoff ..........................................................................................................................................354.1 Tenso ............................................. ..................................................... ...................................................... ......36
4.2 Corrente ..........................................................................................................................................................36
5 Instrumentos de Medio e Equipamentos Eltricos ............................................. ..........................................39
5.1 Tipos .................................................................................................................................................................40
5.2 Funes ...........................................................................................................................................................40
5.2.1 Voltmetro ....................................................................................................................................40
5.2.2 Ampermetro ..............................................................................................................................41
5.2.3 Ohmmetro ..................................................................................................................................44
5.2.4 Multmetro...................................................................................................................................45
5.2.5 Caneta de polaridade ..............................................................................................................475.2.6 Osciloscpio .................................................. .................................................... ..........................48
5.3 Caractersticas ................................................ .................................................... ...........................................49
6 Componentes Eltricos - Tipos e Caractersticas ............................................. ...................................................53
6.1 Resistor ............................................................................................................................................................54
6.1.1 Resistores de valor fixo............................................................................................................54
6.1.2 Resistor de valor varivel ............................................ ..................................................... .......56
6.2 Capacitor ........................................................................................................................................................56
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6.3 Indutor.............................................................................................................................................................59
6.3.1 Magnetismo ................................................................................................................................59
6.3.2 Eletromagnetismo ....................................................................................................................61
6.4 Rel ...................................................................................................................................................................646.5 Fusvel ..............................................................................................................................................................66
6.6 Comutador de ignio ..................................................... .................................................... ......................68
6.7 Condutor ........................................................................................................................................................69
7 Circuitos Eltricos...........................................................................................................................................................73
7.1 Desenhos de circuitos................................................................................................................................74
7.2 Simbologia .....................................................................................................................................................74
7.3 Circuito em srie ..........................................................................................................................................76
7.4 Circuito paralelo ............................................... ..................................................... .......................................78
7.5 Circuito misto ................................................................................................................................................81
7.6 Diagramas eltricos ....................................................................................................................................827.6.1 Circuito de sinalizao e iluminao .................................................... ..............................82
7.6.2 Circuito de carga .......................................................................................................................87
7.6.3 Circuito de partida ....................................................................................................................88
8 Descarte de Materiais ...................................................................................................................................................91
8.1 Norma tcnica ABNT NBR 10.004 ..........................................................................................................92
8.1.1 Demais normas ..........................................................................................................................92
8.2 Poltica Nacional de Resduos Slidos Lei Federal n. 12.305, de 02 de Agosto de 2010 .....93
8.2.1 Demais requisitos legais ................................................. .................................................... ....94
8.3 Resduos eletrnicos ..................................................................................................................................958.4 Equipamentos de proteo .....................................................................................................................99
Referncias ........................................................................................................................................................................101
Minicurrculo dos Autores ...........................................................................................................................................103
ndice ..................................................................................................................................................................................105
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Grandezas Eltricas
Voc j pensou em como a eletricidade importante em nossa rotina diria? Percebeu como
ela est conectada a tudo o que fazemos? J se perguntou, por exemplo, por que um pente de
plstico, aps pentear os cabelos, pode atrair partculas de papel? E quanto s lmpadas, faris,
rdio e buzina de um automvel? Como esses dispositivos funcionam? O que os alimenta? De
onde vem essa energia e como ela gerada? So vrias as dvidas que surgem quando o as-
sunto envolve eletricidade, no mesmo? Ento, vamos esclarecer tudo isso a partir de agora.
Antes, confira os objetivos deste objeto de aprendizagem:
a) saber o que eletricidade e eletrosttica;
b) entender como funciona o princpio da atrao e o da repulso;
c) conhecer as caractersticas de materiais condutores e de materiais isolantes de eletricidade;
d) conhecer as grandezas eltricas;
e) identificar as unidades de medida de cada grandeza;
f) entender o funcionamento de circuitos que envolvem essas grandezas, por meio de exem-
plos prticos.
Para comear a alcanar nossos objetivos de aprendizagem, primeiramente vamos conhe-
cer alguns conceitos bsicos de termos que sero muito utilizados na sua profisso. So eles:
eletricidade, elestrosttica, materiais condutores e grandezas eltricas.
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2.1 ELETRICIDADE
A eletricidade um fenmeno fsico resultante da combinao de uma fora
chamada tenso eltricae do movimento de partculas (eltrons) denominado
corrente eltrica. Mas o que seria tenso e corrente eltrica? Para compreender-
mos melhor essas grandezas, vamos estudar sobre os princpios da eletrosttica.
VOCSABIA?
O termo eletricidade provm da palavra gregalektron, que significa mbar. A eletricidade foi desco-berta pelo filsofo grego Tales de Mileto, que ao esfre-gar um mbar em um pedao de pele de carneiro, ob-servou que pedaos de palha e fragmentos de madeiracomearam a ser atrados pelo prprio mbar.
2.2 ELESTROSTTICA
A eletrosttica um ramo da fsica que estuda o comportamento e os fen-
menos relacionados s cargas eltricas em repouso. E o que seriam essas cargas
eltricas?
Todos os elementos existentes em nosso meio so constitudos por partculas
denominadas tomos. Esses tomos so divididos basicamente em duas partes:
ncleoe eletrosfera.
Ncleo(Prtons e Nutrons)
Eletrosfera(Eltrons)
DenisPacher(2012)
Figura 1 - Eletrosfera e ncleo de um tomo
O ncleo a parte esttica do tomo, que contm os chamados prtons (car-
gas positivas) e os nutrons (cargas neutras). A eletrosfera a parte dinmica do
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tomo, que contm os eltrons (cargas negativas). Os eltrons ficam em orbitais
ao redor do ncleo como se fossem planetas ao redor do Sol.Agora que j sabemos quais so as cargas eltricas e onde elas se encontram,
vamos conhecer um pouco sobre seus princpios e comportamentos, a que cha-
mamos de princpio da atraoe repulso.
a) Princpio da atrao ocorre entre cargas de sinais opostos. Esse princpio
evidencia quecargas eltricas de sinais contrrios se atraem.
Fora de Atrao
D
enisPacher(2012)
Figura 2 - Princpio da atrao
b) Princpio de repulso ocorre entre cargas de sinais iguais. Dentro desse
princpio, cargas eltricas de mesmo sinal se repelem.
Fora de Repulso
De
nisPacher(2012)
Figura 3 - Princpio de repulso
VOCSABIA?
Se voc passar o pente vrias vezes no seu cabelo eaproxim-lo de pequenos pedaos de papel, o pentefuncionar como um m. Esse movimento, que se cha-ma eletrizao por atrito, ocorre porque o atrito de umcorpo com outro faz com que um dos corpos perca el-trons, deixando-os com carga de sinais opostos, ocasio-nando o princpio da atrao.
Agora voc deve estar se perguntando: se cargas de sinais contrrios se atra-
em, como os eltrons e os prtons podem ficar separados no tomo?
Bem, vamos tentar esclarecer melhor essa questo. Como vimos, os prtons
ficam no ncleo, parte do tomo que se mantm imvel, enquanto os eltrons
esto em movimento ao seu redor. Essa movimentao do eltron ao redor do
ncleo gera foras centrfugas que tendem a afastar o eltron de seu ncleo, po-
rm a fora de atrao existente entre eltron e prton faz com que o eltron
mantenha sua trajetria em torno do ncleo. Veja uma ilustrao desse contexto.
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Fora de Atrao
Fora Centrfuga
DenisPacher(2012)
Figura 4 - Fora de atrao e fora centrfuga
Agora voc j sabe o que eletrosttica e j sabe a diferena entre os princ-
pios da atrao e da repulso. Vamos agora explorar o que so materiais condu-tores e isolantes.
2.3 MATERIAIS CONDUTORES E ISOLANTES
Voc j percebeu que em nosso meio existem alguns tipos de materiais que
conduzem bem eletricidade e outros no? Saberia explicar por que isso acon-
tece? Bem, esses componentes da eletricidade so chamados de condutorese
isolantes.
Os condutores, como o prprio nome sugere, transportam facilmente a ele-tricidade de um ponto a outro. Esses materiais possuem tomos com eltrons
livres em sua ltima camada, chamada de camada de valncia. Esses eltrons se
desprendem do tomo com muita facilidade. Como exemplo, podemos citar os
seguintes metais: cobre, alumnio e ouro.
Por outro lado, os isolantestm como funo impedir que a eletricidade flua
de um ponto a outro. Os isolantes so materiais que possuem tomos com el-
trons fortemente ligados ao seu ncleo, dificultando assim o seu deslocamento.
A borracha e os plsticos em geral so exemplos de isolantes.
At aqui fizemos uma pequena introduo sobre eletricidade e materiais con-dutores e isolantes. Agora, prepare-se para mergulhar no universo das grande-
zas eltricas.
2.4 GRANDEZAS ELTRICAS BSICAS
Voc sabe o que so e como identificar as grandezas eltricas? Bem, primei-
ramente importante que voc saiba que grandeza tudo aquilo que pode ser
medido, contado, pesado. Existem vrias grandezas eltricas, mas veremos aqui
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as que so fundamentais, conhecidas tambm como bsicas: tensoeltrica, cor-
renteeltrica, resistnciaeltrica e potnciaeltrica.
2.4.1 TENSO ELTRICA
Tenso eltrica pode ser compreendida como a fora que faz com que a corren-
te eltrica flua atravs de um condutor. a diferena de potencial entre dois pontos
distintos. Sua unidade de medida o volt (V), em homenagem a Alessandro Volta.
SAIBAMAIS
Para conhecer a vida e os feitos de Alessandro Volta, acesse osite .
Existem basicamente dois tipos de tenso eltrica: a tenso contnua, mais
usual em automveis e aparelhos eletrnicos; e a tenso alternada, encontrada
geralmente em residncias e indstrias. Pilhas, baterias e tomadas de uso doms-
tico esto entre os exemplos de fontes de tenso.
VOCSABIA?
Em 1801, Alessandro Volta (17451827) fez uma de-monstrao da pilha qumica a Napoleo, que o conde-corou com o ttulo de conde.
No exemplo da pilha, temos dois polos: um positivo e um negativo. No mate-
rial que constitui o polo positivo existem tomos com eltrons a menos, gerando
uma carga positiva; e no material que constitui o polo negativo temos tomos
com excesso de eltrons, tornando uma carga negativa. Dessa forma, obtemos
uma diferena de potencial entre esses dois pontos. importante lembrar que os
eltrons so partculas negativas e so eles que se movimentam.
Pilha 1,5 Volt
DenisPacher(2012)
Figura 5 - Polo negativo e polo positivo de uma pilha
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CASOS E RELATOS
Surgimento do Nome Pilha
Alessandro Volta (1745-1827), fsico italiano, provou que a eletricidade no
era de origem animal, como sugerira Luigi Galvani, mas sim que ela ocorria
pelo contato entre dois metais diferentes em um meio ionizado.
Por volta de 1800, Volta construiu a primeira fonte de eletricidade, for-
necendo corrente de forma contnua com o empilhamento de discos de
cobre e zinco, alternados e separados por pedaos de tecido molhados
com cido sulfrico.
Foi dessa experincia que surgiu o nome pilha eltrica.
2.4.2 CORRENTE ELTRICA
Corrente eltrica o fluxo ordenado de eltrons atravs de um condutor,
quando este submetido a uma diferena de potencial (tenso). Sua unidade de
medida o ampre1
(A).Da mesma forma que a tenso, essa grandeza eltrica tambm pode ser di-
vidida em corrente contnua e corrente alternada. Mas como nosso foco mais
voltado para a rea automotiva, vamos trabalhar mais com tenso contnuae
corrente contnua.
As ilustraes a seguir vo ajudar voc a entender a questo da tenso. Acompanhe:
Fonte de Tenso
Chave Aberta
Lmpada Apagada
Pilha 1,5 VoltDenisPacher(2012)
Figura 6 - Circuito com uma lmpada apagada chave aberta
AMPRE
Unidade de medida para acorrente eltrica no SistemaInternacional de Unidades(SI) (smb.: A).
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Temos um circuito com uma lmpada conectada a uma fonte de tenso (pilha
de 1,5 V). Note que a chave est na posio aberta. Nessa condio no h corren-te circulando pelo circuito; logo, a lmpada permanece apagada.
Fonte de Tenso
Chave Fechada
Corrente circulando
pelo condutor
Lmpada acesa
Pilha 1,5 VoltDenisPacher(201
2)
Figura 7 - Circuito com uma lmpada acesa - chave fechada
Nesse segundo momento, a posio da chave muda para fechada. Portanto,
h um caminho por onde a corrente eltrica consegue fluir e lmpada acende. Em
outras palavras, os eltrons em excesso que estavam no polo negativo da pilha
passam a caminhar em direo ao polo positivo, buscando o equilbrio eltrico
das cargas. Dessa forma, a corrente que passa pelos condutores aquece o fila-
mento da lmpada at sua incandescncia, produzindo energia luminosa.
Voc deve estar se perguntando: como esse assunto est ligado rea auto-
motiva? Pense, ento, de que forma seu carro mantm os faris acesos. Como o
rdio e a buzina funcionam?
Todos esses componentes eltricos necessitam de uma fonte de tenso para
funcionar. Especificamente no caso do automvel, estamos falando da bateria.
Sempre que acionamos o boto do farol do carro para acend-lo, por exemplo,
estamos fechando o circuito e liberando o caminho para que a corrente eltrica
possa seguir seu caminho e acender as lmpadas.
Viu como esses pequenos conceitos podem estar inseridos em questes que,
na maioria das vezes, nem nos damos conta? Pois , e isso apenas o comeo.
Ento, prepare-se, pois ainda temos muito a estudar.
2.4.3 RESISTNCIA ELTRICA
O conceito de resistncia eltrica nada mais que a oposio passagem de
corrente eltrica atravs de um condutor ou componente. A resistncia eltrica
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indicada pela letra Re sua unidade de medida o ohm, representado pela letra
grega mega maiscula ().No exemplo dado anteriormente, pode-se dizer que a resistncia do circuito
era a lmpada.
Fonte de Tenso
Chave Fechada
Corrente circulando
pelo condutor
Lmpada (Resistncia)
Pilha 1,5 VoltDenisPacher(2012)
Figura 8 - Lmpada (resistncia)
De uma forma genrica, as resistncias podem ser representadas pelos se-
guintes smbolos:
DenisPacher(2012)
Figura 9 - Smbolos de resistncia eltrica
O valor da resistncia de um condutor ou componente est diretamente liga-
do ao tipo de material que o constitui, pois o que provoca essa oposio justa-
mente a dificuldade que os eltrons livres tm de se deslocar pela estrutura do
material.
Posteriormente, vamos aprofundar mais a respeito dos fatores que influen-
ciam na resistncia eltrica de um componente.
FIQUEALERTA
Sempre que voc for substituir algum componente el-trico de um veculo, nunca substitua um componentepor outro de maior valor de potncia, pois os condutorespodem no suportar a corrente eltrica que circular pelocircuito, podendo gerar sobreaquecimentos nos fios e atmesmo um princpio de incndio.
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2.4.4 POTNCIA ELTRICA
Potncia eltrica a quantidade de energia trmica liberada por um compo-
nente durante um determinado intervalo de tempo, ou seja, o trabalho que este
componente capaz de realizar. Assim, quanto mais energia for transformada em
um menor intervalo de tempo, maior ser a potncia do aparelho.
A potncia indicada pela letra P e sua unidade de medida mais usual o watt,
representado pela letra W. Matematicamente, podemos calcular a potncia de
um componente usando as seguintes frmulas:
P = V x IP = R x IP = V R
Onde:
P a potncia eltrica expressa em watts (W);
V a tenso eltrica expressa em volts (V);
R a resistncia eltrica expressa em ohms ();
I a corrente eltrica expressa em ampres (A);
Agora que voc j conhece um pouco mais sobre as grandezas eltricas, pode-
mos atribuir mais alguns valores ao nosso exemplo da lmpada.
Digamos que a corrente que circula pelo nosso circuito seja de 2 A. Qual seria a
potncia dissipada pela lmpada? Como temos uma fonte de 1,5 V, basta empre-
garmos a primeira frmula indicada acima.
P = V x I
P = 1,5 x 2
P = 3 WConcluindo: se a corrente de nosso circuito for de 2 A e nossa fonte de alimen-
tao for de 1,5 V, a potncia desenvolvida na lmpada ser de 3 W.
Do mesmo modo, se fosse indicado na questo a potncia da lmpada e a ten-
so, voc poderia descobrir o valor da corrente que circula pelo circuito utilizando
a mesma frmula. Veja a figura.
P = V x I
3 = 1,5 x I
I = 3_
1,5
I = 2 A
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Fonte de Tenso
Chave Fechada
Corrente circulando
pelo condutor
(2 Ampres)
Lmpada (3 Watts)
Pilha 1,5 Volt
Figura 10 - Corrente circulando pelo condutor
RECAPITULANDO
At aqui voc obteve vrias informaes, aprendeu importantes conceitos
e at j aplicou alguns clculos. Ento, para que nada seja esquecido, va-
mos rever tudo o que vimos? Acompanhe!
Voc aprendeu que eletricidade o resultado da combinao de uma fora
chamada tenso eltrica e do movimento de partculas (eltrons) denomi-
nada corrente eltrica.
Voc sabe agora que a eletrosttica estuda o comportamento e os fen-
menos relacionados s cargas eltricas em repouso.
Conheceu o que so cargas eltricas e os princpios da atrao (cargas de si-
nais contrrios se atraem) e repulso (cargas de sinais contrrios se repelem).
Sabe que existem materiais que conduzem bem eletricidade (condutores)
e outros no (isolantes).
E, por fim, conheceu as principais grandezas eltricas, as caractersticas de
cada uma e as frmulas para calcul-las. As ilustraes tambm foram es-
senciais para visualizar como a eletricidade gerada, no mesmo?
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Anotaes:
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Primeira e Segunda Lei de Ohm
A Primeira e a Segunda Lei de Ohm estabelecem formas de como a corrente eltrica se com-
porta em um circuito, levando em considerao a tenso aplicada e a resistncia dos compo-
nentes contidos nesse circuito. Veremos essas duas leis com mais detalhes a partir de agora.
Nesta leitura voc vai:
a) saber o que diz a Primeira Lei de Ohm, exemplo de sua aplicao e a frmula matemtica
que a envolve;
b) conhecer o que diz a Segunda Lei de Ohm;
c) ver como diferentes tipos de materiais e dimenses podem influenciar na resistncia de
um componente.
VOCSABIA?
O fsico e matemtico alemo Georg Simon Ohm (17871854) foi quem desenvolveu as hoje conhecidas Leis deOhm. Em homenagem a ele, seu nome ficou represen-tado com a unidade de medida de resistncia eltrica (oohm), tema de estudos sobre conduo eltrica.
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3.1 PRIMEIRA LEI DE OHM
Na Primeira Lei de Ohm, temos o seguinte conceito: a intensidade de corrente
eltrica que percorre em um circuito depende diretamente do valor de tenso
aplicada e da resistncia dos componentes contidos nesse circuito.
Essa lei diz que a corrente eltrica diretamente proporcional tenso e inversa-
mente proporcional resistncia eltrica. Sua frmula matemtica expressa por:
Onde:
V a tenso eltrica expressa em volts (V);
R a resistncia eltrica expressa em ohms ();
I a corrente eltrica expressa em ampres (A).
Voc agora deve estar se perguntando: corrente proporcional tenso e in-
versamente resistncia? O que isso? Vamos exemplificar para sua melhor com-
preenso.
Imagine que a resistncia de um componente seja de 200 e a tenso aplica-da provm de uma bateria de 12 V; ento, teremos uma corrente de 0,06 A, como
indicado na expresso matemtica abaixo, certo?
V = R x I
12 = 200 x I
I = 12
200
I = 0,06 A
Agora vamos aumentar a tenso para 24 V, mantendo a mesma resistncia de
200 para ver o que acontece.
V = R x I
24 = 200 x I
I = 24
200
I = 0,12 A
Notou que ao dobrarmos o valor da tenso, a corrente tambm dobrou de va-
lor? Isso quer dizer que para um mesmo valor de resistncia a corrente propor-
cional tenso, ou seja, se aumentarmos a tenso, a corrente tambm aumenta e
se diminuirmos a tenso, a corrente tambm diminui.
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3 PRIMEIRA E SEGUNDA LEI DE OHM 27
Agora, vamos alterar o valor da resistncia para ver o que acontece com a cor-
rente?No primeiro momento, vimos que, com uma resistncia de 200 e uma ten-
so de 12 V, teramos 0,06 A de corrente. Agora vamos diminuir o valor de resis-
tncia para 100 .
V = R x I
12 = 100 x I
I = 12
100
I = 0,12A
Veja que, diminuindo o valor da resistncia pela metade, a corrente dobrou de
valor. Anteriormente era de 0,06 A com 200 , agora com 100 passou para 0,12 A.
Isso quer dizer que a corrente inversamente proporcional resistncia, ou seja,
se mantivermos o mesmo valor de tenso e aumentarmos o valor da resistncia, a
corrente diminui; e se diminuirmos o valor da resistncia, a corrente aumenta.
Quando uma resistncia obedece a esses valores, dizemos que ela uma resis-
tncia linearou simplesmente resistncia hmica.
Para que voc compreenda melhor, veja o grfico abaixo, em que o valor da
resistncia se comporta como uma reta (utilizamos os mesmos valores do exem-
plo dado anteriormente).
R1 200
R2 100
24
V
12
6
0,06 0,12 I DenisPacher(2012)
Figura 11 - Resistncia linearFonte: Adaptado de Markus (2007).
SAIBAMAIS
Existem as resistncias lineares e as no lineares ou nohmicas, em que o seu valor no depende diretamente datenso aplicada, como indica a Primeira Lei de ohm; ela podeaumentar ou diminuir seu valor de resistncia, conforme otipo de material ou temperatura de trabalho, por exemplo.
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Agora que voc j conheceu a Primeira Lei de Ohm, vamos estudar um pouco
sobre o que diz a segunda lei? Siga em frente e confira!
3.2 SEGUNDA LEI DE OHM
A Segunda Lei de Ohm representa a relao entre a resistncia de um determi-
nado material com suas dimenses e temperatura de trabalho.
Para auxili-lo no futuro, vamos mostrar uma tabela de converso numrica,
pois muitas vezes temos que trabalhar com valores de grandezas eltricas muito
grandes, ou muito pequenos.
Tabela 1 - Tabela de converso numrica
SMBOLOFATOR
MULTIPLICADORMULTIPLICAR POR
Mltiplos
Tera (T) x 1012 1.000.000.000.000Giga (G) x 109 1.000.000.000Mega (M) x 106 1.000.000Quilo (K) x 103 1.000
Submltiplos
Mili (m) x 10-3 0,001Micro () x 10-6 0,000 001Nano (n) x 10-9 0,000 000 001Pico (p) x 10-12 0,000 000 000 001
Fonte: Markus (2007).
Basicamente, podemos dizer que a resistncia eltrica de um condutor ou com-ponente qualquer depende de quatro fatores principais que indicaremos a seguir.
3.2.1 TIPOS DE MATERIAIS
Primeiramente, pode-se citar a natureza ou tipo de material que constitui esse
componente eltrico. Os materiais se diferenciam uns dos outros pela sua resisti-
vidade, caracterstica expressa pela letra grega (l-se R); sua unidade de medi-
da o ohm metro(m).
Para melhor compreenso do assunto, veja a resistividade de alguns materiais
na tabela que segue.
Tabela 2 - Resistividade de materiais
CLASSIFICAO MATERIAL TEMPERATURA DE 20 C RESISTIVIDADE .M
Metais
Prata 1,6 x 10-8Cobre 1,7 x 10-8Alumnio 2,8 x 10-8Tungstnio 5,0 x 10-8
Isolantes
Vidro 1010a 1013Porcelana 3,0 x 1012
Mica 1013a 1015Baquelite 2,0 x 1014Borracha 1015a 1016
mbar 1016
a 1017
Fonte: Markus (2007).
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Note que quanto maior for seu valor de resistividade, maior ser a resistncia
do componente. Da surgem os materiais condutores ou isolantes.
CASOS E RELATOS
Leis de Ohm: Base dos Conhecimentos para um Eletricista
Queira ou no, as Leis de Ohm so a base dos conhecimentos mais impor-
tantes que um eletricista tem que possuir em sua vida profissional. Essas
pequenas regras podem parecer bobas de incio, mas, se voc prestar bem
ateno na prtica do seu dia a dia, ver que elas so verdadeiras e muitasvezes ajudam a explicar os motivos de vrios problemas que porventura
possam surgir.
Portanto, sempre que estiver diante de um problema muito difcil, lembre-
-se: muitas vezes se trata de um pequeno detalhe, por exemplo, um fio pra-
ticamente rompido internamente, e que esteja conduzindo apenas por
um fiapinho de nada. Esse fiapinho poder engan-lo mostrando conti-
nuidade e at mesmo tenso, mas ao ativar o circuito a corrente no circu-
lar com facilidade, pois o dimetro nesse ponto (rea de seo transversal)
estar reduzido, fornecendo uma resistncia adicional ao sistema, prejudi-
cando assim o funcionamento de todo o circuito.
Viu como um pequeno detalhe pode apresentar um grande problema?
Pois , por essas e outras que voc deve sempre estar atento a todos os
conhecimentos voltados eletricidade.
3.2.2 REA DE SEO TRANSVERSAL
Em segundo lugar, levamos em considerao a rea de seo transversal ou
simplesmente o dimetro do condutor. Quanto maior for essa rea, menor ser a
resistncia do condutor, fazendo com que os eltrons livres se movimentem com
mais facilidade.
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Eltrons circulandocom facilidade
rea de seotransversal maiorS
S rea de seotransversal menorEltrons circulandocom dificuldadeDenisPacher(2012)
Figura 12 - rea de seo transversal do condutor
3.2.3 COMPRIMENTO
O prximo passo considerar o comprimento que possui esse condutor.
Quanto maior for o condutor, maior ser a resistncia oferecida passagem de
corrente eltrica.
Comprimento L
Comprimento L
Chegada
Chegada
Esquece,
eu no
vou mais!
Nossa,
que longe!
Levei
a vida toda
pra chegar.
D
enisPacher(2012)
Figura 13 - Comprimento do condutor
Quanto mais longo for o condutor, maior ser a resistncia total do circuito
(ser a resistncia da carga somada com a resistncia do fio). Consequentemente,
mais corrente ser exigida da fonte, aumentando assim o consumo de energia, o
que no muito desejvel, principalmente nos automveis mais modernos, em
que a demanda de componentes est sendo cada vez maior.
Para comprovar esses trs primeiros fatores que influenciam no valor da re-
sistncia de um componente, podemos utilizar a seguinte frmula matemtica:
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R = x L S
Onde:
R a resistncia eltrica expressa em ohms ();
a resistividade do componente expressa em m (valores na primeira tabela);
L o comprimento do condutor expresso em metros (m);
S a rea de seo transversal do condutor (dimetro) expressa em metros
quadrados (m).
FIQUEALERTA
Se em nosso sistema houver cargas que exijam correntesmuito elevadas e os fios no forem bem dimensionados,haver grande atrito entre os eltrons gerando sobreaque-cimentos.
3.2.4 TEMPERATURA DE TRABALHO
E, por ltimo, est a temperatura de trabalho, que tambm exerce influncia
sobre a resistividade do material do componente eltrico. Quanto maior for a
temperatura onde o componente estiver, maior ser a sua resistividade, aumen-
tando a resistncia do componente. Isso far com que a dificuldade oferecida
passagem de corrente eltrica aumente.
DenisPacher(2012)
Figura 14 - Temperatura de trabalho
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Portanto, na hora de dimensionar, trocar algum componente ou fazer alguma
alterao no sistema eltrico de um veculo, preciso estar atento a todos essesfatores mencionados anteriormente. Isso evitar uma grande dor de cabea no
futuro.
RECAPITULANDO
Vamos rever rapidamente o que aprendemos sobre a Primeira e Segunda
Lei de Ohm? Vimos que Primeira Lei de Ohm diz que a corrente eltrica di-
retamente proporcional tenso e inversamente proporcional resistncia
eltrica. A segunda lei, por sua vez, representa a relao entre a resistncia
de um determinado material e suas dimenses e temperatura de trabalho.
A resistncia eltrica de um condutor ou componente qualquer depende
de quatro fatores principais: tipos de materiais, rea de seo transversal,
comprimento e temperatura de trabalho.
Est pronto para ir em frente? Na prxima parte dos nossos estudos, vamos
conhecer a Lei de Kirchhoff.
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Anotaes:
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Introduo Lei Kirchhoff
De uma forma resumida, podemos dizer que a Lei de Kirchhoff uma ferramenta que se
utiliza como prova real aos estudos e anlise sobre os circuitos da Lei de Ohm.
Aps calcularmos todos os valores referentes ao circuito (resistncias, correntes, tenses),
podemos utilizar a Lei de Kirchhoff para conferirmos se tudo o que foi calculado est correto.
A Lei de Kirchhoff bastante ampla, mas em nosso caso, vamos:
a) salientar a parte da lei que trata sobre as tenses (lei das malhas);
b) analisar a parte da lei que fala sobre as correntes (lei dos ns).
Preparado? Ento vamos l!
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4.1 TENSO
A Lei de Kirchhoff, no que se refere tenso, diz o seguinte: a soma algbrica
das tenses de um circuito ou malha fechada dever ser zero. Considere como
malha todo caminho fechado por onde a corrente percorre.
Seguindo esse raciocnio, podemos dizer que a soma das quedas de tenso
de uma malha dever ser igual tenso fornecida pela fonte, ou tenso existente
sobre a malha. Observe a figura abaixo.
V
V
VR2
R3
R1
3V
5V4V12V
DenisPacher(2012)
Figura 15 - Tenses de um circuito
Logo: 5 + 4 + 3 12 = 0
Somando todos os valores das quedas de tenso e subtraindo pelo valor da ten-so da fonte, obtemos zero como resultado, exatamente o que diz a Lei de Kirchhoff
para as tenses. Note que j havamos utilizado essa regra nos exemplos dados
anteriormente.
VOCSABIA?
Existe a Lei de Kirchhoff tambm em termodinmica,chamada Lei de Kirchhoff da radiao trmica.
4.2 CORRENTE
A Lei de Kirchhoff referente corrente descreve que a soma algbrica das cor-
rentes em um n dever se zero, ou seja, toda corrente que entra em um compo-
nente deve sair com o mesmo valor. Considere como n cada ramificao exis-
tente no circuito. Observe a figura a seguir:
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4 INTRODUO LEI KIRCHHOFF 37
12V
R1 R2 R3
IT= 3,0A
IT= 3,0A
I1= 1,5A I2= 0,5A I3= 1,0A
AAA
A
ADenisPacher(2012)
Figura 16 - Circuito em paralelo
SAIBAMAIS
As Leis de Kirchhoff so assim denominadas em homenagemao fsico alemo Gustav Kirchhoff (18241887). Conheamais sobre ele acessando o endereo . Acesso em: 20 fev. 2012.
Note que no circuito em paralelo, a corrente total se divide em cada n que ela
encontra no decorrer do circuito. Inicialmente tnhamos 3,0 A saindo da fonte. No
primeiro n ficou 1,5 A; no segundo 0,5 A e por fim, no ltimo resistor, 1,0 A. Aps
passarem por cada resistncia, essas correntes se juntam e retornam novamente
3,0 A fonte. Este o princpio bsico da Lei de Kirchhoff para corrente eltrica.
RECAPITULANDO
Vimos aqui que a Lei de Kirchhoff utilizada como prova real aos estudos
sobre os circuitos da Lei de Ohm, e neste estudo nos focamos na parte que
trata das tenses e das correntes. Tranquilo, no mesmo? Esses so os
conhecimentos mnimos relacionados parte eltrica que voc precisasaber para realizar um bom trabalho em sua oficina. Daqui em diante ire-
mos mostrar um pouco sobre os diagramas eltricos de um veculo.
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Instrumentos de Medio e EquipamentosEltricos
At agora estudamos as grandezas eltricas mais utilizadas na rea automotiva tenso,
corrente, resistncia e potncia. Porm, somente esse conhecimento no basta para que
voc consiga trabalhar em um veculo. Alm de saber muito bem o que cada uma dessas gran-
dezas representa, voc tambm precisa saber utilizar os instrumentos de medio, principais
ferramentas do eletricista, que iro mostrar os valores das grandezas existentes no circuito,
uma vez que no conseguimos enxergar nenhuma dessas grandezas. Portanto, veja a seguir os
objetivos deste estudo:
a) conhecer os tipos de instrumentos de medio para utilizar em uma oficina, bem como os
modelos existentes de cada um deles;
b) saber as funes e como utilizar cada instrumento.
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5.1 TIPOS
Quanto aos tipos, temos uma grande variedade de instrumentos, mas vamos
focar nossos estudos nos principais e mais conhecidos:
a) Voltmetro
b) Ampermetro
c) Ohmmetro
d) Multmetro
e) Caneta de polaridade
f) OsciloscpioPosteriormente ser demonstrado cada tipo mencionado acima, individual-
mente, de modo que voc saiba para que servem, como utilizar e quais cuidados
ter que ter para manuse-los com zelo e segurana.
Vamos conhecer agora as funes de cada um dos tipos de instrumentos de
medio.
5.2 FUNES
5.2.1 VOLTMETRO
O voltmetro tem como funo mensurar valores de tenso eltrica. Na se-
quncia, temos alguns modelos desse equipamento:
Analgico Digital
Dreamstime(2012)
Figura 17 - Modelos de voltmetro
Existem basicamente dois modelos de voltmetro: analgico e digital. O pri-
meiro, analgico, mais utilizado em laboratrios de estudos, pois capaz de
mostrar oscilaes medida que o ponteiro se desloca. J o modelo digital predo-
mina na rea automotiva e tambm de mais fcil leitura e interpretao.
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5 INSTRUMENTOS DE MEDIO E EQUIPAMENTOS ELTRICOS 41
Para utilizar o voltmetro, primeiramente temos que selecionar a escala a ser me-
dida. Em seguida, voc deve conectar o voltmetro sempre em paraleloao circuito,obtendo o valor de tenso no visor do instrumento. Observe na figura seguinte
algumas formas de como voc pode conectar esse instrumento ao circuito.
Fonte de Tenso
Pilha 1,5 Volt
1,5
V Fonte de Tenso
Pilha 1,5 Volt
1,5
V
DenisPacher(2012)
Figura 18 - Formas de conectar o voltmetro ao circuito
Caso voc j conhea a tenso da fonte ou saiba mais ou menos o valor no
ponto a ser medido, deve selecionar uma escala acima desse valor. Mas se voc
no conhece o valor a ser medido, deve sempreiniciar as medies pela escala de
maior valor do instrumento e em seguida ir selecionando a escala mais adequadapara se obter um valor mais preciso. Caso a escala selecionada seja inferior ao
valor a ser medido, o instrumento ser danificado.
O voltmetro pode ser utilizado em diversas situaes em seu dia a dia. Por exem-
plo: se um veculo chega a sua oficina com uma lmpada de farol que no acende,
a primeira ideia que vem trocar a lmpada, pois ela s pode estar queimada, no
? Sim, verdade, ela pode estar queimada, mas tambm pode ser que no esteja
chegando tenso at ela. Logo, ela tambm no ir acender, certo? Para verificar
esta possibilidade, voc pode utilizar o voltmetro na realizao do teste.
5.2.2 AMPERMETRO
Os ampermetros so instrumentos que medem a intensidade de corrente el-
trica que circula atravs de um condutor ou componente em um circuito eltrico.
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Analgico DigitalDreamstime(2012)
Figura 19 - Tipos de ampermetro
Alguns modelos de ampermetro so bem parecidos com os voltmetros, mu-dando apenas as escalas. Portanto, tome cuidado para no confundi-los.
Existem tambm, como mostra a figura anterior, os alicates ampermetros, que
so equipamentos extremamente prticos com escalas maiores e que no necessi-
tam de interveno no circuito, uma vez que os ampermetros tm de ser ligados
em srieao circuito. A seguir, explicaremos melhor o uso desses equipamentos.
Bom, para utilizao desses instrumentos, primeiramente voc deve selecio-
nar a escala mais adequada. Se voc por acaso j conhece mais ou menos esse
valor, selecione uma escala acima do valor a ser medido. Entretanto, se voc no
souber qual o valor de corrente que ir medir, comece sempre pelo valor mais
alto da escala.
FIQUEALERTA
Nunca mea valores de corrente superiores ao selecionadona escala do ampermetro, pois o equipamento poderser inutilizado. Tome cuidado tambm ao instalar o instru-mento ao circuito: certifique-se de que o sistema estejadesligado.
Em seguida, abra o circuito onde voc deseja medir a corrente. Tome cuidado!
Sempre o faa quando tudo estiver desligado e, finalmente, instale o amperme-tro em sriee religue o circuito. Voc ter imediatamente no visor do instrumen-
to o valor da intensidade de corrente eltrica que est passando pelo circuito.
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5 INSTRUMENTOS DE MEDIO E EQUIPAMENTOS ELTRICOS 43
Pilha 1,5 VoltPilha 1,5 VoltPilha 1,5 Volt
2,0
AA
Lmpada 3WLmpada 3WLmpada 3W
1 PASSO:
Deslique o circuito a sermedido
2 PASSO:
Abra o circuito e instaleo instrumento j com aescala adequada sele-cionada.
Observao:
Para abrir o circuito noprecisa necessariamen-te cortar os fios, vocpode utilizar os termi-nais e conexes pr-prias do sistema.
3 PASSO:
Religue o circuito no-vamente, voc ter novisor do instrumento ovalor de corrente quepassa pelo circuito.
DenisPacher(2012)
Figura 20 - Passo a passo para a utilizao do ampermetro
Esses modelos de ampermetros geralmente possuem 10 ou 20 ampres na
sua maior escala, mas s vezes precisamos medir valores maiores de corrente,
que o caso da corrente de partida do motor de arranque, por exemplo. E agora,
o que fazer?
Bem, acreditamos que voc j tenha a resposta. Isso mesmo, neste caso pode
utilizar o alicate ampermetro. Para us-lo, voc deve selecionar a escala mais ade-
quada como visto anteriormente, porm no h necessidade de abrir ou mesmo
desligar o circuito a ser medido.
Fonte de Tenso
Pilha 1,5 VoltDenisPacher(2012)
Figura 21 - Forma de utilizao do alicate ampermetro
Note que com esse modelo de ampermetro, voc s precisa abraar o fio com
a garra do equipamento e j ter o valor da medio no visor do aparelho.
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5.2.3 OHMMETRO
Os ohmmetros so aparelhos usados para medir a resistncia eltrica dos
equipamentos e componentes eltricos em geral.
Dreamstime(2012)
Figura 22 - Ohmmetro
Para a utilizao desse instrumento, primeiramente deve-se tomar o cuidado
de desenergizar ou remover o objeto do circuito. O componente a ser medido
jamais poder ser conectado ao ohmmetro se estiver sob tenso, caso contrrio
esse ato trar srios danos ao seu equipamento.
Em seguida, basta selecionar a escala mais adequada e conectar ao compo-
nente de que se deseja medir a resistncia.
VOCSABIA?
Para saber se o ohmmetro est bem aferido, basta sele-cionar a escala desejada e unir as duas pontas de prova.O valor no visor do aparelho dever ser zero.
Pilha 1,5 Volt
1 PASSO:
Desenergize o circuito eremova o componente.
2 PASSO:
Selecione uma escala euna as pontas de provapara verificar a aferiodo aparelho, o valor de-ver ser zero.
3 PASSO:
Conecte as pontas deprova ao componentee verifique o valor novisor.
0,0
DenisPacher(2012)
Figura 23 - Passo a passo para a utilizao do ohmmetro
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5 INSTRUMENTOS DE MEDIO E EQUIPAMENTOS ELTRICOS 45
Ao selecionar uma escala de resistncia em um ohmmetro, quando as pontas
de prova ainda estiverem separadas aparecer o nmero 1 no visor do aparelho.Isso indica circuito aberto ou simplesmente infinito. Se ao conectar as pontas de
prova no componente a ser testado e ainda continuar aparecendo este 1 no visor,
a escala selecionada pode estar abaixo do valor da resistncia do componente.
Para saber melhor esse valor, consulte o manual da pea testada e confira os va-
lores. Entretanto, se mesmo j na maior escala do ohmmetro ainda aparecer este
valor no aparelho, provvel que o componente esteja queimado.
5.2.4 MULTMETRO
O multmetro pode ser considerado a ferramenta principal do eletricista, uma
vez que ele rene todos os instrumentos estudados at agora em um nico apa-
relho. O multmetro possui todas as principais funes de que voc precisar em
seu dia a dia em uma oficina ou autoeltrica.
Dreamstime(2012)
Dreamstime(2012)
Figura 24 - Modelos de multmetro
No mercado automobilstico existem multmetros digitais e analgicos. Mas os
profissionais do ramo costumam utilizar os digitais.
Confira na prxima figura as partes principais de um multmetro. Em seguida
voc vai saber para que serve cada uma delas.
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Pontas de Prova Display
Escalas
Chave Seletora
Bornes
DenisPacher(2012)
Figura 25 - Partes de um multmetroFonte: Adaptado de Dreamstime
VOCSABIA?
Os alicates ampermetros, que voc j conheceu, tam-bm possuem funes de multmetros.
Display: a tela ou visor onde sero mostrados os resultados obtidos nos testes.
Escalas: a parte do multmetro onde voc seleciona qual grandeza eltrica
deseja medir: tenso, corrente ou resistncia. Determinados modelos oferecem
at algumas funes a mais, por exemplo, teste de continuidade, teste de dio-
dos1, transistores.
Chave seletora: o boto que serve para selecionar a escala desejada. Em
alguns modelos tambm serve para ligar e desligar o aparelho.
Bornes:so os terminais onde so instaladas as pontas de prova do aparelho.
Dependendo do modelo de multmetro, pode haver dois, trs ou at mesmo qua-
tro bornes de contato.
Pontas de prova:as pontas de prova so cabos que voc ligar aos bornes do
instrumento para executar todos os testes mostrados anteriormente. Geralmente
so dois cabos que acompanham o multmetro: um preto (negativo) e um verme-
lho (positivo). A ponta de prova preta instalada no terminal preto ou que tenha
a inscrio COM, que significa terminal comum; e a vermelha pode ser alternada
nos demais bornes. Geralmente as escalas de tenso e resistncia ficam no mes-
mo borne e a escala de corrente em outro separado.
DIODO
um componente eltricoque permite que a correnteatravesse-o num sentidocom muito mais facilidadedo que no outro. O tipomais comum de diodo o diodo semicondutor, noentanto, existem outrastecnologias de diodo.
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5 INSTRUMENTOS DE MEDIO E EQUIPAMENTOS ELTRICOS 47
SAIBAMAIS
No mercado atual existe uma infinidade de modelos de
multmetro. Portanto, sempre que for utilizar um, antes leiaatentamente o manual de instrues que o acompanha. Neleesto contidas todas as informaes e particularidades quevoc precisa saber para us-lo corretamente.
5.2.5 CANETA DE POLARIDADE
Alm do multmetro, uma das principais ferramentas do eletricista, existem
outros equipamentos que podem auxiliar no cotidiano do mecnico. o caso dacaneta de polaridade.
DenisPacher(2012)
Figura 26 - Caneta de polaridade
Essa ferramenta composta basicamente por: terminais de ligao(que so
as garrinhas: uma preta negativa e uma vermelha positiva), corpo(que a caneta
com os LEDs)e uma ponta de prova.
Esse instrumento, como o prprio nome sugere, serve para testar a polaridade
de algum condutor, com o objetivo de saber se ele um fio positivo ou negativo,
ou at mesmo verificar se o circuito est aberto ou no.
A caneta de polaridade deve ser utilizada da seguinte maneira: conecte os ter-
minais de ligao na bateria do veculo, sempre respeitando a polaridade do ins-
trumento, ou seja, a garrinha preta deve ser ligada no polo negativo da bateria, e
a garrinha vermelha no polo positivo.
Feito isso, o LED amarelo da caneta ir acender indicando circuito aberto. Para
testar o funcionamento da caneta, encoste a ponta de prova no terminal positi-
vo da bateria. Nessa condio, o LED amarelo deve se apagar, e o vermelho se
acender. Depois, teste no polo negativo da bateria; agora o LED verde que deve
acender.
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Bateria 12V
+ -
Bateria 12V
+ -
Bateria 12V
+ -
Circuito Aberto Condutor Positivo Condutor NegativoDenisPacher(2012)
Figura 27 - Funcionamento da caneta de polaridade
Bem, voc acabou de conhecer como funciona uma caneta de polaridade.
Com essa informao certamente voc ter mais facilidade na realizao de al-
guns testes, por exemplo, verificar o funcionamento do sistema de ignio de um
veculo ou at mesmo possveis falhas na injeo eletrnica.
5.2.6 OSCILOSCPIO
O osciloscpio mais uma ferramenta bastante utilizada em oficinas. Esse ins-
trumento tem a funo bsica de mostrar em seu visor a forma de onda da tensoeltrica, por exemplo.
Com um multmetro na escala de tenso, voc poderia ler apenas o valor da
tenso em volts. J com o auxlio de um osciloscpio voc ter, alm de seu valor,
um grfico mostrando como a tenso est se comportando em cada momento.
DenisPacher(2012)
Figura 28 - Tipos de osciloscpio automotivo
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5 INSTRUMENTOS DE MEDIO E EQUIPAMENTOS ELTRICOS 49
No grfico apresentado no visor do osciloscpio temos basicamente dois ei-
xos: um na horizontal (eixo X), que representa o tempo; e um na vertical (eixo Y),que representa a tenso.
Essa ferramenta ser muito til quando voc for trabalhar em algum veculo
que possua computador de bordo ou injeo eletrnica, por exemplo, pois ele
consegue fornecer valores com muita preciso e, melhor ainda, em forma de gr-
ficos. Isso ajudar muito na visualizao e investigao de alguma falha.
FIQUE
ALERTA
Os osciloscpios so ferramentas muito caras e delicadas,portanto deve-se tomar muito cuidado ao manuse-los.Antes de utilizar um, leia com ateno o manual de instru-
es para no correr o risco de danificar o equipamentoou algum componente do veculo.
5.3 CARACTERSTICAS
Bem, como voc percebeu, todos os instrumentos de medio de grande-
zas eltricas estudados at aqui possuem como principais caractersticas o fcil
manuseio e, em geral, as boas condies para que voc consiga diagnosticar e
identificar falhas eltricas em qualquer tipo de veculo. Lembre-se de que no hcomo ver as grandezas eltricas contidas em um circuito, por isso necessitamos
de ferramentas que as mostrem.
CASOS E RELATOS
Problema nas Luzes de R
Os instrumentos de medio so ferramentas indispensveis para o traba-lho de um bom eletricista. Em uma oficina mecnica, durante a reviso dos
15 mil km de um veculo, Joo constatou que as luzes de r no acendiam.
Bem, no primeiro momento lhe veio cabea que poderiam estar queima-
das. Mas pensando um pouco melhor, seria muito difcil as duas lmpadas
queimarem ao mesmo tempo. Decidiu ento test-las. Verificou as duas
lmpadas e constatou que no estavam queimadas.
Com o auxlio de um multmetro na escala de tenso, verificou a ausncia
de tenso nos terminais onde ligam as lmpadas. Foi a partir da que ele
conseguiu encontrar o defeito. Na verdade, o problema estava no interrup-
tor da caixa de cmbio. Quando Joo testou o interruptor com o multme-
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FUNDAMENTOS DOS SISTEMAS ELTRICOS AUTOMOTIVOS50
tro na escala de continuidade, constatou que ele no tinha continuidade
mesmo com a alavanca do cmbio em marcha r. Logo, no tinha comohaver tenso nas lmpadas. E como sabemos: sem tenso no h corrente,
logo a lmpada no acenderia.
Testar uma ao fundamental para identificar um problema. A falta de testes
pode levar perda de tempo e de dinheiro. Fique atento!
RECAPITULANDO
Esperamos que voc tenha conseguido absorver bem todas essas informa-
es dadas at agora, pois elas sero indispensveis para o entendimento
e compreenso dos assuntos futuros. Para garantir o seu aprendizado, va-
mos recapitular o que vimos?
Voc conheceu os seguintes tipos de instrumento de medio:
a) voltmetro: mensura valores de tenso eltrica;
b) ampermetro: mede a intensidade de corrente eltrica;
c) ohmmetro: mede a resistncia eltrica;
d) multmetro: possui todas as funes dos instrumentos acima.
e) caneta de polaridade: testa a polaridade de algum condutor.
f) osciloscpio: mostra a forma da onda da tenso eltrica.
Viu que todos os instrumentos estudados so de fcil manuseio e, em geral,
de boas condies para que voc consiga diagnosticar e identificar falhas
eltricas em qualquer tipo de veculo.
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Anotaes:
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Componentes Eltricos -Tipos e Caractersticas
Bem, voc j estudou at agora as principais grandezas eltricas, que so: tenso, corrente,
resistncia e potncia. Tambm viu alguns dos principais instrumentos que medem e identifi-
cam essas principais grandezas. Agora, iremos conhecer um pouco sobre os principais compo-
nentes eltricos que voc ir encontrar nos veculos. Nossos objetivos de aprendizagem so:
a) aprender o que um resistor;
b) conhecer a diferena entre um resistor de valor fixo e um resistor de valor varivel;
c) conhecer o que um capacitor;
d) conhecer o que um indutor e entender qual a diferena entre magnetismo e eletromag-
netismo.
Acompanhe!
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FUNDAMENTOS DOS SISTEMAS ELTRICOS AUTOMOTIVOS54
6.1 RESISTOR
Ento, voc viu anteriormente que a resistncia eltrica nada mais que a difi-
culdade que a corrente eltrica encontra em transpor um condutor ou um dispo-
sitivo eltrico qualquer.
Os resistores so componentes que tm por finalidade limitar a intensidade de
corrente eltrica em um circuito. Esses componentes podem possuir valores de
resistncia fixos ou valores de resistncia variveis.
6.1.1 RESISTORES DE VALOR FIXO
Como o prprio nome sugere, os resistores de valores fixos mantm sempre o
mesmo valor de resistncia quando submetidos s condies normais de trabalho.
Dentre alguns dos principais modelos de resistor fixo, podemos citar: os resis-
tores de filme, resistor de fio e resistores SMD.
Dreamstime(2012
)
Dreamstime(2012)
Figura 29 - Modelos de resistores (filme e fio)
VOCSABIA?
A sigla SMD significa Surface Mounting Device; em por-tugus, Dispositivo de Montagem em Superfcie. Osresistores SMD so bastante utilizados em centrais ele-trnicas veiculares, com grande variedade de valores deresistncia.
Nos resistores de fioe SMD,geralmente o valor de resistncia vem gravado no
seu prprio corpo, j os resistores de filmepossuem algumas faixas coloridas em
sua superfcie que identificam o seu valor de resistncia.
Esses resistores podem possuir quatro ou cinco faixas. No caso dos resistores
com quatro faixas, as duas primeiras identificam o valor da resistncia, a terceira
faixa indica o fator multiplicador pelo qual o valor identificado nas primeiras fai-
xas ter de ser multiplicado e, por fim, a quarta faixa indica o valor de tolerncia
desse resistor.
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6 COMPONENTES ELTRICOS TIPOS E CARACTERSTICAS 55
Nos resistores com cinco faixas, a nica diferena que temos mais um dgito
junto s duas primeiras faixas.Para tal identificao e para sua melhor compreenso do assunto, utilizaremos
o cdigo de cores desses resistores representado na tabela abaixo. Veja:
Tabela 3 - Cdigo de cores
CORES 1 DGITO 2 DGITO 3 DGITOFATORMULTIPLICADOR
TOLERNCIA
Preto 0 0 x 1
Marrom 1 1 1 x 10 1%
Vermelho 2 2 2 x 102 2%
Laranja 3 3 3 x 103
Amarelo 4 4 4 x 104
Verde 5 5 5 x 105
Azul 6 6 6 x 106
Violeta 7 7 7 x 107
Cinza 8 8 8
Branco 9 9 9
Ouro x 10-1 5%
Prata x 10-2 10%
Ausncia 20%
Fonte: Markus (2007).
Veja um exemplo de como identificar a resistncia de um resistor por meio de
seu cdigo de cores.
DenisPacher(2012)
Figura 30 - Resistor com as faixas de cores
A primeira faixa de cor verde; ento o primeiro dgito, segundo a tabela, 5.
A segunda faixa azul; ento o segundo dgito 6.
A terceira faixa laranja, logo o fator multiplicador de x 103.
Por fim, a quarta faixa de cor ouro; indica que a tolerncia de 5%.
Juntando todas essas informaes, conseguimos obter o valor da resistncia
do resistor em questo. Repare na tabela abaixo:
Tabela 4 - Cdigo de cores de um resistor
1 DGITO 2 DGITO FATOR MULTIPLICADOR TOLERNCIA
5 6 x 103= 1.000 5%
Logo, temos:
56 x 1000 = 56.000 ou 56 K 5%
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Se 5% de 56.000 2800, ento temos um resistor com o valor de resistncia
entre 53.200 e 58.800 , ou 53,2 K e 58,8 K.Bem, esses so os modelos de resistores fixos mais comuns que voc poder
encontrar, porm h outros modelos de resistores com resistncias variveis que
o que iremos ver a seguir.
6.1.2 RESISTOR DE VALOR VARIVEL
Os resistores de valor varivel nada mais so que resistncias em que voc
pode ajustar seu valor. Nos autorrdios mais antigos, por exemplo, o boto que
controlava o seu volume nada mais era que um potencimetro1. medida quese ajustava a resistncia desse componente, o volume do rdio aumentava ou
diminua. Veja um exemplo desse tipo de resistor:
Dreamstime(2012)
Figura 31 - Modelo de resistor de valor varivel
Na grande maioria das vezes, no se trabalha diretamente com esses tipos de
componentes no cotidiano de uma oficina, mas importante saber que eles exis-
tem e como funcionam. Agora que j conhecemos as caractersticas dos resisto-
res, vamos conhecer mais um componente eltrico: o capacitor. Continue atento!
6.2 CAPACITOR
O capacitor mais um componente eltrico que voc poder encontrar nos
automveis. Ele est presente em vrias peas do veculo, como, por exemplo,
nas centrais de injeo, rels, kits de alarme, som e at mesmo nos sistemas de
ignio de alguns carros.
Os capacitores podem ser fabricados por diversos tipos de material, alm de
possurem formas e tamanhos variados. Conhea na figura abaixo alguns dos mo-
delos de capacitores mais comuns:
POTENCIMETRO
um componenteeletrnico que possuiresistncia eltricaajustvel. Geralmente, umresistor de trs terminaisonde a conexo central deslizante e manipulvel. Setodos os trs terminais sousados, ele atua como umdivisor de tenso.
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Dreamstime(2012)
Dreamstime(2012)
Figura 32 - Modelos de capacitores (cermico e eletroltico)
Os capacitores ou condensadores, como tambm so conhecidos, so com-
ponentes que tm a funo de armazenar energia eltrica. Eles so constitudos
basicamente por duas placas condutoras separadas por um material isolante, ao
qual damos o nome de dieltrico.
Terminaisde conexo
Dieltrico
Placa
metlica
Alumnio
Isolaoplstica
DenisPacher(2012)
Figura 33 - Constituio de um capacitor
O funcionamento do capacitor bem simples. Quando ligamos um capacitor a
uma fonte de tenso, ele se carregar at atingir o mesmo valor de tenso da fonte.
Ao ligar os terminais de um capacitor a uma bateria, por exemplo, os eltrons
(cargas negativas) de uma das placas so atrados para o terminal positivo da ba-
teria, e os eltrons da outra placa so repelidos pelo terminal negativo da bateria.
Dessa forma, cria-se uma diferena de potencial (tenso) nos terminais do capacitor.
Esse movimento de cargas o que chamamos de corrente de carga do capa-
citor. Isso ocorre porque as placas do capacitor so de material condutor, ou seja,
possuem eltrons livres em seu material constituinte. Essa corrente permanece
at o instante em que a tenso nos terminais do capacitor seja igual da fonte.
Nesse instante, dizemos que o capacitor est carregado, e no h mais corrente
no circuito. Veja a figura a seguir para entender melhor como isso funciona.
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Bateria12V
Chave Aberta
Capacitor Descarregado
Placa
PlacaDieltrico
0V
Bateria12V
Chave Aberta
Capacitor Carregado
Bateria12V
Chave Fechada
Corrente Circulando
Capacitor Carregado
Placa
PlacaDieltrico
Placa
PlacaDieltrico
12V
DenisPacher(2012)
Figura 34 - Funcionamento de um capacitor
A quantidade de carga que um capacitor consegue armazenar est diretamen-
te ligada a alguns fatores, tais como:
a) rea das placas condutoras: quanto maior for essa rea, maior a quantida-
de de cargas que o capacitor pode concentrar;
b) distncia entre as placas: quanto mais prximas as placas estiverem, maior
ser a sua carga;
c) e, por fim, o tipo de dieltricoque constitui o capacitor.
A essa quantidade de carga eltrica que um capacitor consegue armazenar
damos o nome de capacitncia. Sua unidade de medida o farad,representado
pela letra F.
Como j mencionado anteriormente, os capacitores esto em diversas partes
de um veculo, mas nem sempre nos damos conta de que ele est ali, s vezes
nem imaginamos que ele exista.
Vamos citar um exemplo: voc com certeza j viu um veculo parado com o
alerta ligado, ou sinalizando com o pisca que vai entrar em alguma rua, certo?
Pois , e voc nunca se perguntou como aquela luz acende e apaga, acende e
apaga? Bem, isso ocorre devido a um dispositivo chamado rel de seta, que va-
mos estudar mais frente. Mas o que importa saber agora que esse efeito de
temporizao se d graas ao emprego de componentes eletrnicos, entre os
quais est nosso amigo capacitor.
Vamos ento conhecer mais um componente: o indutor.
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6 COMPONENTES ELTRICOS TIPOS E CARACTERSTICAS 59
6.3 INDUTOR
Bem, antes de mais nada, para falarmos de indutor necessrio conhecer dois
fenmenos muito importantes: o magnetismoe o eletromagnetismo.
6.3.1 MAGNETISMO
Certamente voc j ouviu falar ou at mesmo algum dia j brincou com algum
tipo de m, certo? Voc j imaginou quanto esse fenmeno pode ser importante
em nossa vida? Pois , esses materiais possuem a propriedade de atrair certos ma-
teriais como ferro, cobalto e ligas de ferro em geral, graas ao campo magntico
existente neles.
Vamos conhecer um pouco melhor as propriedades de um m:
a) Os ms possuem dois polos magnticos, aos quais denominamos polo nor-
te e polo sul.
N S
ImDenisPacher(2012)
Figura 35 - Polos de um m
b) Entre os ms, existem foras de atrao e repulso.
N S
N S
S N
N S
S N
N S
Polos opostos se atraem
Polos iguais se repelem
DenisPacher(2012)
Figura 36 - Foras de atrao e repulso de um m
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FUNDAMENTOS DOS SISTEMAS ELTRICOS AUTOMOTIVOS60
c) Os plos de um m no se separam. Por exemplo, se partirmos um m ao
meio, as duas metades possuiro cada uma um polo sul e um polo norte. Sevoc continuar a dividir, cada parte ter pedacinhos de m cada vez menores.
N
NN
S
SSDenisPacher(2012)
Figura 37 - ma dividido: os polos no se separam
Se voc suspender um m por um fio, por exemplo, ele se alinhar aos polos
magnticos da Terra, assim como uma bssola.
VOCSABIA?
A magnetita um m natural. Ela foi descoberta pelosgregos antigos em um distrito da sia Menor, chamadoMagnsia. Por isso seu nome conhecido como mag-netita. Mais tarde, comeou a ser usada como bssola
pelos chineses.
Atualmente existem tecnologias capazes de fabricar ms artificiais com boas
propriedades magnticas, devido descoberta de materiais de fcil magnetizao.
Os ms possuem essas propriedades de magnetizar ou atrair certos materiais
devido ao campo magntico existente ao seu redor. Esse campo formado por
linhas de fora orientadas.
DenisPacher(2012)
Figura 38 - Linhas de fora do campo magntico de um m
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6 COMPONENTES ELTRICOS TIPOS E CARACTERSTICAS 61
Essas linhas se deslocam do polo norte em direo ao polo sul ao redor do m,
e dentro do m essas linhas caminham do polo sul para o polo norte.Agora voc deve estar se perguntando: em que lugar encontrarei isso em um
veculo? Bem, muitos sensores de um automvel utilizam o princpio do magne-
tismo para seu funcionamento, mas para no confundir sua cabea falando de
algo que ainda no estudamos, vamos dar outro exemplo mais conhecido: os
autofalantes de um carro. Isso mesmo! Eles possuem ms, e graas a eles voc
consegue ouvir o som do rdio.
Mas no s isso. Existe outro fenmeno tambm muito importante para o
funcionamento de um veculo, que o eletromagnetismo, tema do nosso prxi-
mo assunto.
6.3.2 ELETROMAGNETISMO
O eletromagnetismo pode ser confundido muito facilmente com o magnetis-
mo, por possurem os mesmos efeitos. Porm, como vimos, o magnetismo ocor-
re de forma natural, j o eletromagnetismo ocorre quando temos um fenmeno
eltrico envolvido.
O eletromagnetismo foi descoberto por Hans Christian Orested (17771851),
cientista dinamarqus. Por volta de 1820, Orested verificou que sempre que ha-via corrente circulando por um condutor prximo a uma bssola, o ponteiro da
bssola se deslocava. Foi assim que ele descobriu que os fenmenos eltricos e
os fenmenos magnticos estavam sempre relacionados.
Sempre que temos uma corrente eltrica percorrendo um condutor, essa
corrente forma um campo magntico ao redor desse fio, ou melhor, ela forma um
campo eletromagntico, uma vez que quem gerou esse campo foi a corrente
eltrica.
Esse campo eletromagntico possui um sentido, e esse sentido estabelecido
pela direo da corrente eltrica.Para saber o sentido do campo magntico em um condutor, basta voc utilizar
a regra da mo esquerda (no caso, estamos utilizando o sentido realda corren-
te, que do negativo para o positivo). Nessa experincia, o polegar indica a dire-
o da corrente eltrica e os demais dedos o sentido do campo eletromagntico.
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Regra da mo
esquerda
Direo do campo
magntico
Corrente
DenisPacher(2012)
Figura 39 - Regra da mo esquerda para saber o sentido do campo magntico
SAIBAMAIS
Em muitas literaturas provavelmente voc ir encontrarexemplos utilizando a regra da mo direita. Neste caso,utiliza-se o sentido convencional da corrente eltrica (positi-vo para o negativo). Ressaltamos que ambas as regras estocorretas.
P
i
DenisPacher(2012)
Figura 40 - Regra da mo direita
Esse campo eletromagntico criado por uma corrente eltrica em um fio re-
tilneo geralmente muito fraco. Para aumentarmos o campo eletromagntico,
existem basicamente trs formas. Veja:
a) Aumentando a corrente eltrica, pois, quanto maior for a corrente, maior
ser o campo eletromagntico.
b) Enrolando os fios em forma de espiras. Neste caso as linhas de fora de cada
espira se somam, aumentando tambm a intensidade do campo.
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6 COMPONENTES ELTRICOS TIPOS E CARACTERSTICAS 63
c) Inserindo um material ferroso no interior da bobina (ncleo). Dessa forma
formamos um eletrom; assim o campo se torna mais intenso e as extremi-dades do ncleo ficam polarizadas como em um m natural. A vantagem do
eletrom que podemos controlar o seu funcionamento. Para desmagne-
tiz-lo, basta interrompermos o fluxo de corrente, assim o campo se desfaz.
PILHA
DenisPacher(2012)
Figura 41 - Eletrom
Conhecendo um pouco sobre os princpios do magnetismo e do eletromag-
netismo, voc j pode entender melhor o que um indutor e como ele funciona.
O indutor nada mais que uma bobina de fios em volta de um ncleo de ferro
ou outro material magntico. Esses componentes, quando percorridos por uma
corrente eltrica, formam em torno de si um campo eletromagntico, que pode
ser usado como um eletrom. Com esses eletroms podemos construir um rel,
por exemplo, assunto que veremos a seguir.
Magmattec(2012)
Figura 42 - Indutores
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FUNDAMENTOS DOS SISTEMAS ELTRICOS AUTOMOTIVOS64
6.4 REL
Voc certamente ver bastante esse dispositivo em seu dia a dia de eletricista,
por isso preste bastante ateno neste item e entenda bem para qu ele serve e
como funciona.
Existem inmeros modelos de rel, para as mais variadas funes, porm va-
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