Oficina: Instrumentacao Eletronica: mudanças entre as edições
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==Corrente Contínua e Corrente Alternada== | ==Corrente Contínua e Corrente Alternada== | ||
===Corrente Contínua | ===Corrente Contínua=== | ||
É caracterizada pelo fluxo contínuo da corrente elétrica em um condutor, sempre na mesma direção. | É caracterizada pelo '''fluxo contínuo''' da '''corrente elétrica''' em um '''condutor''', sempre na mesma direção. | ||
Exemplos: | Exemplos: | ||
*'''Pilha AA''': 1,5 V | *'''Pilha AA''': 1,5 V | ||
*'''Carregador USB''': 5 V | *'''Carregador USB''': 5 V | ||
*'''Pilha 9V''': 9 V | |||
*'''Bateria de um carro''': 12 V | *'''Bateria de um carro''': 12 V | ||
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Exemplos: | Exemplos: | ||
;Baixa Tensão: Distribuição residencial COPEL | ;Baixa Tensão: '''Distribuição residencial COPEL''' | ||
*Monofásica: 127V (fase - neutro) | *Monofásica: 127V (fase - neutro) | ||
*Bifásica: 220V (fase - fase) | *Bifásica: 220V (fase - fase) | ||
;Média Tensão: Distribuição Urbana | |||
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;Alta Tensão: Transmissão de Energia | |||
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*Trifásica: 13,8kV | |||
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*Trifásica: 69kV a 500KV | *Trifásica: 69kV a 500KV | ||
</font><font color="red">'''RISCO DE CHOQUE ELÉTRICO!!!'''</font> | </font><font color="red">'''RISCO DE CHOQUE ELÉTRICO!!!'''</font> | ||
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==Circuito elétrico== | ==Circuito elétrico== | ||
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*'''Resistência elétrica''': Unidade '''Ohms (Ω)'''. | *'''Resistência elétrica''': Unidade '''Ohms (Ω)'''. | ||
;Circuito elétrico elementar | ;Circuito elétrico elementar: | ||
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;Lei de Ohm: Estabelece a relação entre '''tensão''', '''corrente''' e '''resistência''' elétrica. | |||
Estabelece a relação entre '''tensão''', '''corrente''' e '''resistência''' elétrica. | |||
V = R . I | V = R . I | ||
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R = V / I | R = V / I | ||
I = V / R | I = V / R | ||
;Potência elétrica: A '''potência elétrica''' indica a quantidade de energia utilizada em um dado tempo em um circuito. Unidade '''Watts (W)'''. | |||
P = V . I | |||
:ou | |||
P = V<sup>2</sup> / R | |||
P = R . I<sup>2</sup> | |||
;Energia elétrica: A '''energia elétrica''' é a potência elétrica demandada por uma carga durante uma unidade de tempo. | |||
:As concessionárias de energia normalmente medem a energia elétrica em '''kWh'''. No caso, o consumo de 1 kWh significa que a carga com potência de 1 kW ligada durante 1 hora. | |||
===</font><font color="orange">Exercícios</font>=== | |||
#Determine a '''corrente elétrica''' que flui por um '''resistor''' de 1 kΩ quando ele é submetido a uma '''tensão''' de 5 V. | |||
#Suponha que um '''chuveiro elétrico''' tenha '''potência''' de 7.000 W e será alimentado por '''tensão''' de 220 V. Qual a corrente que irá circular pela resistência elétrica do chuveiro? Qual o valor da resistência do chuveiro? Qual o valor adequado para a corrente do disjuntor para proteger o chuveiro de sobre-correntes? | |||
ou | #Se chuveiro acima fosse para '''tensão''' de 127 V, qual seria o valor da corrente elétrica. | ||
#Um '''curto circuito''' ocorre quando conectamos (involuntariamente ou acidentalmente) os terminais positivo e negativo de uma fonte de tensão. Qual o valor teórico que tende corrente resultante de um curto circuito, considerando que a resistência dos fios condutores é próxima de zero? | |||
#Explique porque num '''curto circuito''' temos aquecimento dos fios condutores, o que muitas vezes pode provocar incêndios. | |||
==Resistores== | |||
'''Resistores''' são dispositivos que se opõe a passagem de corrente elétrica. Uma das características dos '''resistores''' é transformar '''energia elétrica''' em '''energia térmica''' por meio do '''efeito Joule'''. Em '''circuitos eletrônicos''' são também utilizados para '''limitar a corrente elétrica''' em um trecho do circuito. | |||
A '''resistência elétrica''' de um resistor é medida em '''Ohms (Ω)'''. | |||
===Código de cores de resistores=== | |||
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A primeira e segunda faixa indicam a '''magnitude''' da resistência, com dois dígitos. A terceira faixa é o parâmetro '''multiplicador''' que deve ser multiplicado pela magnitude para obter o valor da resistência em Ohms (Ω). A quarta faixa indica a '''tolerância''', normalmente Dourada (5%) ou Prata (%10). | |||
No exemplo, as faixas vermelho e violeta indicam magnitude 27 e a faixa marrom indica multiplicador 1, resultando num resistor de 27 Ω e tolerância de 5% (pode variar entre 25,7 e 28,3). | |||
===Associação em série de resistores=== | |||
Num circuito com resistores associados em série a corrente elétrica circula pelos resistores em sequência, portanto, a resistência equivalente é a soma das resistências individuais: | |||
R<sub>eq.</sub> = R<sub>1</sub> + R<sub>2</sub> | |||
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===Associação em paralelo de resistores=== | |||
Num circuito com resistores associados em paralelo a corrente elétrica se divide entre os resistores, portanto, a resistência elétrica equivalente é menor que as resistências individuais, e é dada por: | |||
1/R<sub>eq.</sub> = 1/R<sub>1</sub> + 1/R<sub>2</sub> | |||
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R<sub>eq.</sub> = R<sub>1</sub>.R<sub>2</sub> / (R<sub>1</sub> + R<sub>2</sub>) | |||
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===Potenciômetros=== | |||
São '''resistências variáveis''' através de um cursor. | |||
:Na figura, através de um '''potenciômetro''' é possível implementar um '''divisor de tensão''' com uma tensão variável V<sub>x</sub> obtida a partir do terminal central do potenciômetro. | |||
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==Medidas Elétricas, Materiais e Ferramentas== | |||
;Fios condutores e isolantes: Os '''fios elétricos''' são construídos com '''material condutor''' (cobre) e são revestidos com '''material isolante''' (plástico antichama). | |||
:A '''fita isolante''' é utilizada para isolar emendas de fios e proteger fios e contatos expostos. | |||
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;Ferramentas para trabalhar com eletrônica: | |||
* '''Alicate de bico''': Dobrar e torcer fios; | |||
* '''Alicate de corte''': Cortar e desencapar fios; | |||
* '''Chaves de fenda e chaves philips'''; | |||
* '''Alicate Universal''': Uso geral. | |||
;Multímetro: Aperelho multi propósito que permite medir '''tensão''' e '''corrente''' continua e alternada, '''resistências''' e '''testar continuidade''' em circuitos. | |||
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;Solda estanho: A '''solda estanho''' é utilizada para soldar '''componentes eletrônicos''' em uma '''placa de circuito impresso'''. | |||
:Pode-se também utilizar a solda estanho para melhorar os terminais de um fio desencapado ou para consolidar uma emenda entre dois fios. | |||
:O '''sugador de solda''' é utilizado para remover o estanho quando um componente ou a solda precisar ser retirado de uma placa de circuito. | |||
[[Arquivo:ferro_solda.jpeg|300px]] [[Arquivo:sugador_solda.jpeg|200px]] | |||
===</font><font color="orange">Procedimentos práticos com multímetro</font>=== | |||
# Medir a tensão em uma pilha AA, em duas pilhas em série e em quatro pilhas em série; | |||
# Medir a tensão em uma pilha 9V; | |||
# Testar a continuidade de fios; | |||
# Medir resistências; | |||
# Medir resistências em série (verifique o valor de cada resistência e compare com a resistência série); | |||
# Medir resistências em paralelo (verifique o valor de cada resistência e compare com a resistência paralelo); | |||
# Medir a resistência variável no terminal central de um potenciômetro. | |||
==Montagens Eletrônicas== | |||
;Matriz de Contatos: Placa utilizada para realizar a conexão de '''componentes eletrônicos''' de um circuito para prototipação rápida e testes. | |||
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;Conexão de um Led: Montagem na '''matriz de contatos''' de um circuito com uma '''bateria''' para alimentar um '''led''' e um '''resistor'''. | |||
[[Arquivo:conexao_led.png|600px]] | |||
;Cálculo da resistência de proteção do led: | |||
[[Arquivo:CircuitoLed_9V.png]] | |||
* Fonte: 9V | |||
* Tensão sobre led: 2V | |||
* Tensão sobre resistor: 9 – 2 = 7V | |||
* Corrente no led: 15mA | |||
* Lei de Ohm: | |||
R = V / I | |||
R = 7 / 15m | |||
R ≈ 470 Ω (valor comercial) | |||
===</font><font color="orange">Laboratório: Montagem de três leds em paralelo e em série</font>=== | |||
* Montar em uma '''matriz de contatos''' três '''leds''' (vermelho, amarelo e verde) em '''série''', acionados por uma '''bateria de 9V'''. Os leds em série devem ser protegido por um '''resistor''' de 220 Ω. | |||
* Montar em uma '''matriz de contatos''' três '''leds''' (vermelho, amarelo e verde) em '''paralelo''', acionados por uma '''bateria de 9V'''. Cada led deve ser protegido por um '''resistor''' de 470 Ω. | |||
*Verifique em cada caso o valor da '''corrente elétrica''' que vai circular em cada '''led'''. | |||
== | ===</font><font color="orange">Laboratório: Montagem de mini maquete</font>=== | ||
Montar uma '''mini maquete''' de uma rua ou casa iluminada com leds. | |||
* Utilizar papelão ou outros materiais para construir a maquete. | |||
* Utilizar fios, leds, resistores e chave liga-desliga e a bateria 9V, soldados e acoplados na maquete. | |||
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Edição atual tal como às 11h23min de 12 de setembro de 2024
Oficina: Instrumentação Eletrônica
Corrente Contínua e Corrente Alternada
Corrente Contínua
É caracterizada pelo fluxo contínuo da corrente elétrica em um condutor, sempre na mesma direção.
Exemplos:
- Pilha AA: 1,5 V
- Carregador USB: 5 V
- Pilha 9V: 9 V
- Bateria de um carro: 12 V
Corrente Alternada (CA)
É uma corrente elétrica cujo sentido oscila no tempo, com uma frequência constante, e apresenta uma forma onda senoidal.
Exemplos:
- Baixa Tensão
- Distribuição residencial COPEL
- Monofásica: 127V (fase - neutro)
- Bifásica: 220V (fase - fase)
- Média Tensão
- Distribuição Urbana
- Trifásica: 13,8kV
- Alta Tensão
- Transmissão de Energia
- Trifásica: 69kV a 500KV
RISCO DE CHOQUE ELÉTRICO!!!
Cuitado com a ligação incorreta de equipamentos!!!
Circuito elétrico
Um circuito elétrico básico é formado por uma fonte de tensão (como uma bateria), uma carga (ou resistência) e fios condutores. Nestes elementos, três grandezas elétricas estão envolvidas:
- Tensão elétrica: Unidade Volts (V);
- Corrente elétrica: Unidade Amperes (A);
- Resistência elétrica: Unidade Ohms (Ω).
- Circuito elétrico elementar
- Lei de Ohm
- Estabelece a relação entre tensão, corrente e resistência elétrica.
V = R . I
- ou
R = V / I I = V / R
- Potência elétrica
- A potência elétrica indica a quantidade de energia utilizada em um dado tempo em um circuito. Unidade Watts (W).
P = V . I
- ou
P = V2 / R P = R . I2
- Energia elétrica
- A energia elétrica é a potência elétrica demandada por uma carga durante uma unidade de tempo.
- As concessionárias de energia normalmente medem a energia elétrica em kWh. No caso, o consumo de 1 kWh significa que a carga com potência de 1 kW ligada durante 1 hora.
Exercícios
- Determine a corrente elétrica que flui por um resistor de 1 kΩ quando ele é submetido a uma tensão de 5 V.
- Suponha que um chuveiro elétrico tenha potência de 7.000 W e será alimentado por tensão de 220 V. Qual a corrente que irá circular pela resistência elétrica do chuveiro? Qual o valor da resistência do chuveiro? Qual o valor adequado para a corrente do disjuntor para proteger o chuveiro de sobre-correntes?
- Se chuveiro acima fosse para tensão de 127 V, qual seria o valor da corrente elétrica.
- Um curto circuito ocorre quando conectamos (involuntariamente ou acidentalmente) os terminais positivo e negativo de uma fonte de tensão. Qual o valor teórico que tende corrente resultante de um curto circuito, considerando que a resistência dos fios condutores é próxima de zero?
- Explique porque num curto circuito temos aquecimento dos fios condutores, o que muitas vezes pode provocar incêndios.
Resistores
Resistores são dispositivos que se opõe a passagem de corrente elétrica. Uma das características dos resistores é transformar energia elétrica em energia térmica por meio do efeito Joule. Em circuitos eletrônicos são também utilizados para limitar a corrente elétrica em um trecho do circuito.
A resistência elétrica de um resistor é medida em Ohms (Ω).
Código de cores de resistores
A primeira e segunda faixa indicam a magnitude da resistência, com dois dígitos. A terceira faixa é o parâmetro multiplicador que deve ser multiplicado pela magnitude para obter o valor da resistência em Ohms (Ω). A quarta faixa indica a tolerância, normalmente Dourada (5%) ou Prata (%10).
No exemplo, as faixas vermelho e violeta indicam magnitude 27 e a faixa marrom indica multiplicador 1, resultando num resistor de 27 Ω e tolerância de 5% (pode variar entre 25,7 e 28,3).
Associação em série de resistores
Num circuito com resistores associados em série a corrente elétrica circula pelos resistores em sequência, portanto, a resistência equivalente é a soma das resistências individuais:
Req. = R1 + R2
Associação em paralelo de resistores
Num circuito com resistores associados em paralelo a corrente elétrica se divide entre os resistores, portanto, a resistência elétrica equivalente é menor que as resistências individuais, e é dada por:
1/Req. = 1/R1 + 1/R2
ou
Req. = R1.R2 / (R1 + R2)
Potenciômetros
São resistências variáveis através de um cursor.
- Na figura, através de um potenciômetro é possível implementar um divisor de tensão com uma tensão variável Vx obtida a partir do terminal central do potenciômetro.
Medidas Elétricas, Materiais e Ferramentas
- Fios condutores e isolantes
- Os fios elétricos são construídos com material condutor (cobre) e são revestidos com material isolante (plástico antichama).
- A fita isolante é utilizada para isolar emendas de fios e proteger fios e contatos expostos.
- Ferramentas para trabalhar com eletrônica
- Alicate de bico: Dobrar e torcer fios;
- Alicate de corte: Cortar e desencapar fios;
- Chaves de fenda e chaves philips;
- Alicate Universal: Uso geral.
- Multímetro
- Aperelho multi propósito que permite medir tensão e corrente continua e alternada, resistências e testar continuidade em circuitos.
- Solda estanho
- A solda estanho é utilizada para soldar componentes eletrônicos em uma placa de circuito impresso.
- Pode-se também utilizar a solda estanho para melhorar os terminais de um fio desencapado ou para consolidar uma emenda entre dois fios.
- O sugador de solda é utilizado para remover o estanho quando um componente ou a solda precisar ser retirado de uma placa de circuito.
Procedimentos práticos com multímetro
- Medir a tensão em uma pilha AA, em duas pilhas em série e em quatro pilhas em série;
- Medir a tensão em uma pilha 9V;
- Testar a continuidade de fios;
- Medir resistências;
- Medir resistências em série (verifique o valor de cada resistência e compare com a resistência série);
- Medir resistências em paralelo (verifique o valor de cada resistência e compare com a resistência paralelo);
- Medir a resistência variável no terminal central de um potenciômetro.
Montagens Eletrônicas
- Matriz de Contatos
- Placa utilizada para realizar a conexão de componentes eletrônicos de um circuito para prototipação rápida e testes.
- Conexão de um Led
- Montagem na matriz de contatos de um circuito com uma bateria para alimentar um led e um resistor.
- Cálculo da resistência de proteção do led
- Fonte: 9V
- Tensão sobre led: 2V
- Tensão sobre resistor: 9 – 2 = 7V
- Corrente no led: 15mA
- Lei de Ohm:
R = V / I R = 7 / 15m R ≈ 470 Ω (valor comercial)
Laboratório: Montagem de três leds em paralelo e em série
- Montar em uma matriz de contatos três leds (vermelho, amarelo e verde) em série, acionados por uma bateria de 9V. Os leds em série devem ser protegido por um resistor de 220 Ω.
- Montar em uma matriz de contatos três leds (vermelho, amarelo e verde) em paralelo, acionados por uma bateria de 9V. Cada led deve ser protegido por um resistor de 470 Ω.
- Verifique em cada caso o valor da corrente elétrica que vai circular em cada led.
Laboratório: Montagem de mini maquete
Montar uma mini maquete de uma rua ou casa iluminada com leds.
- Utilizar papelão ou outros materiais para construir a maquete.
- Utilizar fios, leds, resistores e chave liga-desliga e a bateria 9V, soldados e acoplados na maquete.
Evandro.cantu (discussão) 08h25min de 1 de junho de 2023 (-03)