Oficina: Instrumentacao Eletronica: mudanças entre as edições

De Wiki Cursos IFPR Foz
Ir para navegaçãoIr para pesquisar
 
(32 revisões intermediárias pelo mesmo usuário não estão sendo mostradas)
Linha 3: Linha 3:
==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


Linha 19: Linha 20:
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)
Linha 25: Linha 26:
[[Arquivo:Tomada.jpeg|300px]]
[[Arquivo:Tomada.jpeg|300px]]


;Média Tensão: Distribuição Urbana
;Média Tensão: '''Distribuição Urbana'''
*Trifásica: 3,8kV
*Trifásica: 13,8kV
;Alta Tensão: Transmissão de Energia
;Alta Tensão: '''Transmissão de Energia'''
*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>
</font><font color="orange">'''Cuitado com a ligação incorreta de equipamentos!!!'''</font>


==Circuito elétrico==
==Circuito elétrico==
Linha 60: Linha 63:
: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.
: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===
===</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.
#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 4.000 W e será alimentado por '''tensão''' de 127 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?
#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?
#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.
#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 (&Omega;)'''.
===Código de cores de resistores===
[[Arquivo:codigo_de_cores.png | 600px]]
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 (&Omega;). 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 &Omega; 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>
[[Arquivo:AssociacaoSerie.png]]
===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>
ou
R<sub>eq.</sub> = R<sub>1</sub>.R<sub>2</sub> / (R<sub>1</sub> + R<sub>2</sub>)
[[Arquivo:AssociacaoParalelo.png]]
===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.
[[Arquivo:Potenciometro.png]] [[Arquivo:potenciometro.jpg|150px]]


==Medidas Elétricas, Materiais e Ferramentas==
==Medidas Elétricas, Materiais e Ferramentas==
Linha 82: Linha 120:
;Multímetro: Aperelho multi propósito que permite medir '''tensão''' e '''corrente''' continua e alternada, '''resistências''' e '''testar continuidade''' em circuitos.
;Multímetro: Aperelho multi propósito que permite medir '''tensão''' e '''corrente''' continua e alternada, '''resistências''' e '''testar continuidade''' em circuitos.


[[Arquivo:Multimetro.jpg|200px]]
[[Arquivo:multimetro.jpeg]]
 
;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]]


===Procedimentos práticos com multímetro===
===</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 AA, em duas pilhas em série e em quatro pilhas em série;
* Medir a tensão em uma pilha 9V;
# Medir a tensão em uma pilha 9V;
* Medir a tensão em uma bateria de moto.
# Testar a continuidade de fios;
* Testar a continuidade de fios;
# Medir resistências;
* 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==
==Montagens Eletrônicas==
Linha 114: Linha 160:
  R ≈ 470  Ω (valor comercial)
  R ≈ 470  Ω (valor comercial)


===Laboratório===
===</font><font color="orange">Laboratório: Montagem de três leds em paralelo e em série</font>===
;Montagem de três leds em paralelo: 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.
* 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'''.


;Solda estanho: A '''solda estanho''' é utilizada para soldar '''componentes eletrônicos''' em uma '''placa de circuito impresso'''.
===</font><font color="orange">Laboratório: Montagem de mini maquete</font>===
;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.
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.
 
[[Arquivo:maquete.jpeg]]


----
----
Linha 125: Linha 177:
----
----


[[Categoria:Eletrônica]] [[Categoria:Eletrotécnica]]
[[Categoria:Eletrônica]] [[Categoria:LabMaker]] [[Categoria:Energia Eletrica]]

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

  1. Determine a corrente elétrica que flui por um resistor de 1 kΩ quando ele é submetido a uma tensão de 5 V.
  2. 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?
  3. Se chuveiro acima fosse para tensão de 127 V, qual seria o valor da corrente elétrica.
  4. 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?
  5. 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

  1. Medir a tensão em uma pilha AA, em duas pilhas em série e em quatro pilhas em série;
  2. Medir a tensão em uma pilha 9V;
  3. Testar a continuidade de fios;
  4. Medir resistências;
  5. Medir resistências em série (verifique o valor de cada resistência e compare com a resistência série);
  6. Medir resistências em paralelo (verifique o valor de cada resistência e compare com a resistência paralelo);
  7. 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)