Na descrio da composio da matria, importante que voc se lembre
dos seguintes termos:
Na descrio da composio da matria, importante que voc se lembre
dos seguintes termos:MATRIA definida como qualquer coisa que ocupe
espao e tenha peso.
Um ELEMENTO uma substncia que no pode ser reduzida a uma
substncia mais simples por mtodos qumicos.Um COMPOSTO uma combinao
qumica de elementos que pode ser separada por mtodos qumicos, mas
no por mtodos fsicos. criado pela combinao qumica de dois ou mais
elementos.Uma MISTURA uma combinao de elementos ou compostos que
pode ser separada por meios fsicos.Uma MOLCULA a combinao qumica de
dois ou mais tomos. Em um composto, a molcula a menor partcula que
tem todas as caractersticas do composto.
Um TOMO a menor partcula de um elemento que retm as
caractersticas daquele elemento. Um tomo constitudo por eltrons,
prtons e nutrons. O nmero e a disposio dessas partculas sub-atmicas
determinam a espcie do elemento.
Um ELTRON considerado como uma carga negativa de eletricidade.Um
PRTON considerado como uma carga positiva de eletricidade.Um
NEUTRON uma partcula neutra que no possui carga eltrica.A ENERGIA
em um eltron pode ser de dois tipos cintica (energia de movimento)
e potencial (energia de posio).Em um eltron existem NVEIS DE
ENERGIA, porque o eltron tem massa e movimento. O movimento lhe d a
energia cintica e sua posio lhe d energia potencial. O equilbrio da
energia mantm o eltron em rbita e caso ele adquira energia, ele vai
assumir uma rbita mais distante do centro do tomo. Ele vai
permanecer nesse nvel apenas por uma frao de segundo antes que
irradie o excesso de energia e retorne para uma rbita, mais prxima
ao ncleo.CAMADAS E SUBCAMADAS de eltrons so as rbitas dos eltrons
no tomo. Cada camada contm no mximo 2 vezes o seu nmero de eltrons
elevado ao quadrado. Para as camadas so atribudas letras de K at Q,
iniciando por K que a camada mais prxima ao ncleo do tomo. A camada
pode ser subdividida em 4 subcamadas, rotuladas s, p, d e f, que
contm 2, 6, 10 e 14 eltrons, respectivamente. A VALNCIA DE UM TOMO
determinada pelo nmero de eltrons na camada mais externa. A camada
conhecida como a camada de valncia, e os eltrons que ela contm so
chamados de eltrons de valncia. Um tomo com poucos eltrons de
valncia requer pouca energia para liberar esses eltrons. IONIZAO
refere-se aos eltrons contidos em um tomo. Um tomo com uma carga
positiva perdeu alguns de seus eltrons e chamado de on positivo. Um
tomo carregado negativamente chamado de on negativo.
CONDUTORES, SEMICONDUTORES, e ISOLADORES so classificados assim
pelo nmero de eltrons de valncia em seus tomos. O condutor
normalmente tem 3, ou menos, eltrons de valncia e oferece menor
resistncia ao fluxo de eltrons (corrente eltrica). O isolador contm
5 ou mais eltrons de valncia e oferece alta resistncia ao fluxo de
eltrons. O semicondutor usualmente tem quatro eltrons de valncia de
condutividade e encontra-se em um meio termo entre o condutor e o
isolador. Os melhores condutores em ordem de condutncia so prata,
cobre, ouro e alumnio.CORPOS CARREGADOS afetam um ao outro da
seguinte forma: Quando dois corpos que possuem cargas diferentes so
aproximados um do outro, eles tendem a se atrarem mutuamente em uma
tentativa de equalizarem as respectivas cargas. Quando dois corpos
tendo ambos cargas positivas ou negativas so aproximados um do
outro, eles tendem a repelir-se uma vez que no pode ocorrer nenhuma
equalizao. Quando a carga de um corpo alta o suficiente com
respeito carga de um corpo adjacente, uma corrente de equalizao ir
fluir entre os corpos, independentemente do material que compe os
corpos.Um CORPO NEUTRO pode ser atrado tanto por um corpo carregado
positiva ou negativamente devido diferena relativa em suas
respectivas cargas.CORPOS CARREGADOS vo atrair-se ou repelir-se com
uma fora que diretamente proporcional ao produto de suas cargas
individuais, e inversamente proporcional ao quadrado da distncia
entre os corpos.LINHAS ELETROSTTICAS de fora so uma representao
grfica do campo ao redor de um corpo carregado. Essas linhas so
imaginrias. As linhas oriundas de um corpo carregado positivamente
so indicadas como se estivessem fluindo do centro do corpo para o
exterior, enquanto que as linhas de um corpo carregado
negativamente so indicadas como fluindo do exterior em direo ao
interior do corpo.MAGNETISMO a propriedade de um material que
permite a ele atrair peas de ferro. Um material com essa
propriedade chamado de im. Qualquer material que atrado por um im
pode, por sua vez, constituir um im.MATERIAIS FERROMAGNTICOS so
materiais facilmente magnetizveis; por exemplo, ferro, ao e
cobalto.IMS NATURAIS, chamados de magnetitas, magnetitas
polarizadas, ou pedra-guia foram os primeiros magnetos a serem
estudados. A maioria dos ims, em uso prtico atualmente, so
artificialmente feitos pelo homem, e so feitos por meios eltricos
ou atacando-se um material magntico com um im.RELUTNCIA definida
como a oposio de um material em ser magnetizado.PERMEABILIDADE
definida como a facilidade com que um material aceita o magnetismo.
Um material que fcil de ser magnetizado no mantm seu magnetismo por
muito tempo, e vice-versa.RETENTIVIDADE a capacidade de um material
reter o magnetismo.Um PLO MAGNTICO localizado em cada extremidade
de um im. A maior parte da fora magntica concentrada nesses plos e
aproximadamente a mesma em ambos os plos.O PLO NORTE, ou plo de
busca do norte, de um im suspenso livremente em uma corda sempre
aponta em direo ao plo norte geogrfico.Os PLOS IGUAIS dos ims
repelem um ao outro, enquanto que os plos diferentes se atraem.A
TEORIA DO MAGNETISMO DE WEBER assume que todos os materiais
magnticos so constitudos de molculas magnticas, as quais, se
alinhadas na direo do plo norte para o plo sul, sero ims. Se as
molculas no estiverem alinhadas, o campo magntico sobre elas ir
neutralizar-se entre essas molculas, e nenhum efeito magntico ser
observado.A TEORIA DO MAGNETISMO DE DOMNIO atesta que se os eltrons
do tomo em um material, giram mais em uma direo do que em outra, o
material ser magnetizado.O CAMPO MAGNTICO existe no espao que
circunda um im.LINHAS MAGNTICAS DE FORA so linhas imaginrias usadas
para descrever os padres do campo magntico sobre um im. Assume-se
que essas linhas fluem externamente do plo norte e internamente
para o plo sul.FLUXO MAGNTICO o nmero total de linhas magnticas de
fora, deixando ou entrando no plo de um im.DENSIDADE DO FLUXO o
nmero de linhas de fora por unidade de rea.INTENSIDADE DO CAMPO ou
intensidade do campo magntico diretamente relacionada com a fora
exercida pelo campo.A INTENSIDADE DE ATRAO/REPULSO entre plos
magnticos pode ser descrita por uma lei quase idntica lei de
Coulomb sobre Corpos Carregados, que diz que a fora entre dois plos
diretamente proporcional ao produto da fora nos plos e inversamente
proporcional ao quadrado da distncia entre os plos.ISOLAMENTO
MAGNTICO pode ser feito colocando-se um escudo de ferro macio ao
redor do objeto a ser protegido, dessa forma direcionando as linhas
de fora ao redor do objeto.MAGNETOS SO CLASSIFICADOS PELA FORMA,
incluindo-se a, o im em barra, o im em forma de ferradura (U), e o
im circular. O im circular usado em circuitos de memria de
computadores; o im em ferradura em alguns circuitos de medidores.
ENERGIA pode ser definida como a habilidade de realizar um
trabalho.O COULOMB (C) a unidade bsica para indicarmos uma carga
eltrica. Um Coulomb igual carga de 6,28 x 1018 eltrons. Quando um
Coulomb de carga existe entre dois corpos, a fora eletromotiva (ou
voltagem) de um Volt.VOLTAGEM medida como a diferena de potencial
entre duas cargas em ao.MEDIES DE VOLTAGEM podem ser expressas nas
seguintes unidades: volts (V), kilovolts (kV), milivolts (mV), ou
microvolts (V). Por exemplo:1 kV = 1000 V1 mV = 0,001 V1 V =
0,000001 VMTODOS DE PRODUO DE TENSO incluem:
1. Frico 2. Presso (piezo-eletricidade) 3. Calor
(termo-eletricidade) 4. Luz (foto-eletricidade) 5. Ao qumica
(baterias) 6. Magnetismo (gerador de induo eletromagntica) GERADOR
DE INDUO ELETROMAGNTICA Para produzir voltagem atravs do
magnetismo, trs condies devem ser satisfeitas: Deve haver um
CONDUTOR no qual a voltagem ser produzida; deve haver um CAMPO
MAGNTICO nas adjacncias do condutor e, deve haver movimento
relativo entre o campo magntico e o condutor. Quando estas trs
condies so satisfeitas, os eltrons DENTRO DO CONDUTOR so
impulsionados em uma ou outra direo, criando fora eletromotiva, ou
voltagem.CORRENTE DE ELTRON baseada na suposio que o fluxo da
corrente de eltrons ocorre do negativo para o positivo atravs de um
circuito. Uma CORRENTE ELTRICA um movimento direcionado de eltrons
em um condutor ou circuito.O AMPERE a unidade bsica utilizada para
indicar uma corrente eltrica. Uma corrente de um ampere flui quando
um Coulomb de carga (6,28 x 1018 eltrons) passa por um determinado
ponto durante um tempo de um segundo. As medidas de corrente podem
ser expressas atravs das seguintes unidades: ampere (A),
mili-ampere (mA), e micro-ampere (A). A corrente em um circuito
aumenta na proporo direta da voltagem (fora eletromotriz emf)
aplicada atravs do circuito.RESISTNCIA a oposio corrente. O ohm a
unidade bsica de resistncia e representado pela letra grega mega
(). Dizemos que um condutor tem um ohm de resistncia quando uma
fora eletromotriz de um volt faz um ampere de corrente fluir no
condutor. A resistncia pode ser expressa atravs das seguintes
unidades: ohm (), kilo-ohm (k), e mega-ohms (M). Por exemplo,
1.000.000 = 1.000 k = 1 M.A RESISTNCIA DE UM MATERIAL determinada
pelo tipo, dimenses fsicas e a temperatura do material, isto :1. Um
bom condutor contm abundncia de eltrons livres.2. medida que a rea
de uma seco de um condutor aumentada, a resistncia vai diminuir.3.
medida que o comprimento de um condutor aumenta, a sua resistncia
aumenta. 4. Em um material possuindo um coeficiente de temperatura
positivo, a resistncia vai aumentar medida que a temperatura
aumenta. A CONDUTNCIA DE UM MATERIAL a recproca da resistncia.A
UNIDADE DE CONDUTNCIA o mho e seu smbolo V.G. ou S.O RESISTOR
fabricado para fornecer um valor especfico de resistncia.O RESISTOR
DE CARBONO feito de carbono, com preenchedores e cintas, alternados
para controlar o valor da resistncia.
A RESISTNCIA DE UM RESISTOR DE FIO determinada pelo metal
constituinte do fio e o comprimento do fio. Resistores de fio podem
ter derivaes, assim dois ou mais valores de tenso podem ser
aplicados ao mesmo resistor.
INCLUDEPICTURE
"http://www.novaeletronica.net/curso_el_basica/img/res_tub_fio.jpg"
\* MERGEFORMATINET O POTENCIMETRO E O REOSTATO so resistores
variveis que podem ser ajustados para qualquer valor de resistncia
dentro da sua faixa de resistncia. O reostato usado normalmente
para aplicaes de corrente relativamente alta; o potencimetro tem 3
conexes e um dispositivo de resistncia relativamente alta e baixa
corrente.Dois exemplos de potencimetros:
INCLUDEPICTURE
"http://www.novaeletronica.net/curso_el_basica/img/pot_2.jpg" \*
MERGEFORMATINET Exemplo de reostato.
Tabela 1-1. Codificao padro de cores para Resistores:A GRADUAO
DO CONSUMO EM WATTS DE UM RESISTOR relativo ao seu tamanho fsico,
isto , quanto maior a superfcie exposta ao ar, maior essa
graduao.
O CDIGO PADRO DE CORES para resistores usado para determinar o
seguinte:
1. Valor hmico
2. Tolerncia
3. Nvel de Confiabilidade (em alguns resistores)
Para conhecer mais consulte nossa calculadora:
Cdigo de Cores de Resistor 4 bandas
Pilhas e Baterias
Mini-Bateria selada chumbo-cida recarregvel de 12V/1.3Ah para
ser utilizada como backup do mdulo rastreador GTM Tracker I.Uma
PILHA, ou clula um dispositivo que transforma energia qumica em
energia eltrica. A pilha tem trs partes: os eletrodos, o eletrlito
e o continer, ou recipiente. Existem dois tipos bsicos de pilhas:
primria e secundria. Os ELETRODOS so os condutores de corrente da
pilha.O ELETRLITO a soluo que age sobre os eletrodos.O CONTINER
guarda o eletrlito e prove meios para a montagem dos eletrodos.A
PILHA PRIMRIA uma pilha na qual a reao qumica acaba por destruir um
dos eletrodos, normalmente o negativo. A pilha primria no pode ser
recarregada.A PILHA SECUNDRIA uma pilha na qual as aes qumicas
alteram os eletrodos e o eletrlito. Os eletrodos e o eletrlito
podem ser restaurados sua condio original pela recarga da pilha.AO
ELETROQUMICA o processo de converso de energia qumica em energia
eltrica. O ANODO o eletrodo positivo de uma pilha.O CATODO o
eletrodo negativo de uma pilha.QUMICA DA PILHA PRIMRIA o processo
no qual os eltrons, deixando o catodo para realizar um trabalho,
criam uma carga positiva que atrai os ons negativos do eletrlito.
Os ons negativos se combinam com o material do catodo e formam uma
substncia, tal como sulfato de chumbo. Eltrons oriundos do trabalho
para o anodo criam uma carga negativa que atrai ons positivos
(hidrognio) a partir do eletrlito.QUMICA DA PILHA SECUNDRIA o
processo no qual o eletrlito age e muda quimicamente ambos os
eletrodos. Esse processo tambm diminui a quantidade de material
ativo do eletrlito. Uma corrente de carga aplicada pilha reverte o
processo e restaura a pilha sua condio original.POLARIZAO o efeito
do hidrognio que, circundando o anodo de uma pilha, aumenta a
resistncia interna da pilha. A polarizao pode ser evitada pela
ventilao da pilha, adio de um material rico em oxignio ou adio de
outro material que absorva o hidrognio.AO LOCAL a continuao do
fluxo de corrente dentro da pilha quando no h um trabalho externo a
ser realizado. causada por impurezas no eletrodo e pode ser evitada
pelo uso de amlgama de mercrio junto com o material do
eletrodo.PILHA SECA um tipo de pilha comumente conhecido como
bateria de flashes. Uma vez que o eletrlito no est em estado
lquido, mas sim pastoso, o termo seca utilizado. Na maioria das
pilhas secas, o prprio invlucro o catodo.VIDA DE PRATELEIRA o
perodo pelo qual a clula pode ficar armazenada e ainda poder ser
utilizada.PILHAS DE MERCRIO nunca devem sofrer curto-circuito
devido ao risco de exploso.PILHAS SECAS podem ser de muitos tipos,
cada um tendo vantagens e desvantagens. O tipo escolhido para uso
depende de vrios fatores como custo, facilidade de reposio e
voltagem ou corrente necessrias. PILHA DE CHUMBO-CIDO o tipo mais
utilizado de pilhas secundrias. A pilha de chumbo-cido produz
eletricidade por ao eletroqumica. O anodo feito de perxido de
chumbo, o ctodo de chumbo esponjoso e o eletrlito composto de cido
sulfrico e gua.A PILHA DE NQUEL-CDMIO, comumente chamadas de NICAD
tm as seguintes vantagens sobre as pilhas de chumbo-cido:
carregam-se em um perodo mais curto de tempo, entregam uma
quantidade maior de energia, podem permanecer ociosas por mais
tempo e podem ser carregadas e descarregadas muitas vezes. O anodo
de hidrxido de nquel, o catodo de hidrxido de cdmio e o eletrlito
composto de hidrxido de potssio e gua.A PILHA DE XIDO DE PRATA , na
maioria dos casos, utilizada em equipamentos de emergncia. leve,
pequena e possui uma grande capacidade de energia para o seu
tamanho. O anodo de xido de prata, o catodo de zinco e o eletrlito
composto de hidrxido de potssio e gua.A PILHA DE PRATACDMIO combina
as melhores caractersticas das baterias de nquel-cdmio e de xido de
prata. O anodo de xido de prata, o catodo de hidrxido de cdmio e o
eletrlito hidrxido de potssio. Uma BATERIA uma fonte de voltagem em
um continer simples feito de uma ou mais pilhas (ou clulas). As
clulas podem ser combinadas em srie, em paralelo ou em
srie-paralelo.CLULAS LIGADAS EM SRIE provem maior voltagem do que
uma nica clula, sem aumento na corrente.CLULAS LIGADAS EM PARALELO
provem corrente mais alta do que uma nica clula, sem aumento na
voltagem.CLULAS LIGADAS EM SRIE-PARALELO provem maior voltagem e
maior corrente do que uma nica clula.TIPOS DE BATERIAS podem ser
determinados pelos dados contidos na plaqueta de identificao.Um
DENSMETRO prov os meios para verificar a densidade do
eletrlito.PRECAUES DE SEGURANA devem ser sempre observadas e
praticadas quando trabalhamos com baterias.CAPACIDADE uma indicao
da capacidade de fornecimento de corrente da bateria para um perodo
de tempo determinado, por exemplo, 400 amperes/hora. POTNCIA
NOMINAL, ou CLASSIFICAO a capacidade da bateria para uma razo de
descarregamento especfica. Na maioria das baterias a classificao
dada para um ciclo de descarga de 20 horas, por exemplo, 20 amperes
por 20 horas.CARGA DE BATERIAS o processo de reverso do fluxo de
corrente atravs da bateria para restaur-la sua condio original. A
adio de ingrediente ativo ao eletrlito no ir recarregar a bateria.
H cinco tipos de cargas:1. Carga inicial 2. Carga normal 3. Carga
de equalizao 4. Carga de flutuao 5. Carga rpida. Tenso de
gaseificao (GASSING GERAO DE GASES)Durante o processo de carga a
tenso na bateria sobe lentamente, ultrapassando a tenso nominal e a
de flutuao at atingir a tenso de gaseificao. A partir desse momento
cessa a acumulao de energia e se insistirmos alm desse ponto a
bateria passa a consumir toda a corrente entregue realizando a
eletrlise da gua, o que pode ser visto com facilidade atravs da
intensa formao de bolhas. O termo "pilha" antigo, vem quando o
italiano Alexandro Volta inventou um artefato que gerava
eletricidade. Era composto por uma srie de discos eletrodos
empilhados (vai da o nome = pilha) e isolados com uma espcie de
feltro embebido em um eletrlito.Hoje se usa o termo "pilha" para um
elemento que gere eletricidade, e "bateria" uma associao deles,
(paralelo ou srie) com o intuito de gerar uma tenso ou corrente
maior.Um CIRCUITO ELTRICO BSICO consiste de uma fonte de energia
conectada a uma carga. Essa carga utiliza a energia e a transforma
em uma forma de trabalho til.Um DIAGRAMA ESQUEMTICO uma imagem de
um circuito que utiliza smbolos para representar os componentes. O
espao necessrio para representarmos um circuito eltrico ou
eletrnico reduzido muito pelo uso de um diagrama esquemtico.
Algumas definies:VOLTAGEM (E) a fora ou presso eltrica operando
em um circuito.AMPERE (A) representa o fluxo de corrente produzido
por um volt atravs de uma resistncia de um ohm.
RESISTNCIA (R) a oposio corrente. Ela medida em ohms (). Um ohm
de resistncia vai limitar a corrente produzida por um volt para o
nvel de um ampere.
FRMULA LEI DE OHM pode ser transposta para encontrar-se qualquer
dos valores em um circuito se os outros dois so conhecidos. Voc
pode transpor matematicamente a frmula da Lei de Ohm:
ou utiliza-la- para determinar a relao matemtica entre R, E e
I.
ANLISE GRFICA da relao entre R, E e I pode ser estudada
colocando-se esses valores em um grfico. Tal grfico til para
observarmos as caractersticas de um dispositivo eltrico.
POTNCIA a razo em que um trabalho realizado por unidade de
tempo. O tempo necessrio para realizar uma determinada quantidade
de trabalho vai determinar a potncia utilizada. Em uma frmula, P =
E x I, onde P = potncia em watts, E = voltagem em volts, e I a
corrente em amperes.
As QUATRO UNIDADES ELTRICAS BSICAS so P, I, E e R. Qualquer uma
dessas unidades de medida sendo desconhecida, pode ser expressa em
termos se as duas outras forem conhecidas. O grfico de frmulas uma
representao simples dessas relaes.
POTNCIA NOMINAL em watts indica a taxa em que um dispositivo
converte energia eltrica em outra forma de energia. A potncia
nominal de um resistor indica a potncia mxima que o resistor pode
suportar sem ser destrudo.
A POTNCIA UTILIZADA por um dispositivo eltrico medida em
watts/hora. Um watt/hora igual a um watt utilizado continuamente
durante uma hora.
A EFICINCIA de um dispositivo eltrico igual potncia eltrica
convertida em energia til, dividida pela potncia eltrica fornecida
ao dispositivo.
HORSEPOWER, ou CAVALO-VAPOR uma unidade de medida normalmente
utilizada para classificarmos motores eltricos. uma unidade de
trabalho. Um cavalo-vapor igual a 746 watts.
Um CIRCUITO EM SRIE definido como um circuito que tem apenas um
caminho para o fluxo de corrente.
DC E AC A Corrente Contnua (DC) flui apenas em uma direo
enquanto a Corrente Alternada (AC) est constantemente mudando em
amplitude e direo.VANTAGENS E DESVANTAGENS DE DC E AC A corrente
continua tem vrias desvantagens quando comparada com a corrente
alternada. A corrente continua, por exemplo, precisa ser gerada no
nvel de voltagem requerido pelo trabalho (carga). A corrente
alternada, por sua vez, pode ser gerada em um nvel alto e rebaixada
at o consumo final (pelo uso de transformadores), para qualquer que
seja o nvel de voltagem requerido pela carga. Uma vez que a potncia
em sistemas alimentados por DC deve ser transmitida em baixa
voltagem e nveis altos de corrente, a perda de corrente, I2R , se
torna um problema em sistemas alimentados por corrente contnua. Uma
vez que a potncia em sistemas alimentados por AC pode ser
transmitida em um nvel mais alto de tenso e mais baixo de corrente,
a perda de potncia I2R muito menor do que em sistemas alimentados
por corrente contnua. FORMAS DE ONDAS DE TENSO A forma de onda de
tenso ou de corrente uma imagem grfica das mudanas nos valores da
corrente e voltagem durante um perodo de tempo.
ELETROMAGNETISMO Quando uma bssola colocada nas adjacncias de um
condutor de corrente, a agulha se alinha em ngulo reto com o
condutor. O plo norte da bssola indica a direo do campo produzido
pela corrente. Sabendo a direo da corrente, voc pode usar a regra
da mo esquerda para condutores para determinar a direo das linhas
magnticas ou de fora.
Setas so geralmente utilizadas em diagramas eltricos para
indicar a direo da corrente em uma fiao. Uma cruz (+) no final de
uma viso seccional do fio, indica que a corrente est fluindo para
longe de voc, enquanto que um ponto () indica que a corrente est
fluindo em sua direo.Quando dois condutores paralelos e adjacentes
carregam corrente na mesma direo, os campos magnticos ao redor
desses condutores, auxiliam-se mutuamente. Quando as correntes
fluem em direes opostas nos condutores, os campos ao redor dos
condutores iro se opor.
CAMPO MAGNTICO DE UMA BOBINA Quando um fio enrolado ao redor de
um ncleo, ele forma uma BOBINA. Os campos magnticos produzidos
quando a corrente flui atravs da bobina se combinam. A influncia
combinada de todos os campos ao redor das voltas do fio produz um
campo de dois plos similar ao de um nico im de barra. Quando a
direo da corrente na bobina invertida, a polaridade do campo de
dois plos na bobina revertido. A fora do campo magntico na bobina
depende de: O nmero de voltas do fio na bobina. A quantidade de
corrente na bobina, A razo entre o comprimento e a largura da
bobina Do material do ncleo. GERAO BSICA DE AC Quando um condutor
est em um campo magntico e, ou o condutor ou o campo se move, uma
fora eletromotriz (voltagem) induzida no condutor. Esse efeito
chamado de induo eletromagntica. Uma volta de fio girando em um
campo magntico produz uma voltagem que est constantemente mudando
de amplitude e direo. A forma de onda produzida chamada de senide e
a representao grfica da corrente alternada (AC). Uma volta completa
(360) do condutor produz um ciclo de AC. O ciclo composto de duas
alternaes: uma alternao positiva e uma negativa. Um ciclo de AC em
um segundo igual a 1 hertz (1Hz).
FREQNCIA O nmero de ciclos de AC por segundo chamado de
freqncia. A freqncia de AC medida em Hertz. A maioria dos
equipamentos classificada pela freqncia, bem como pela voltagem e
corrente. PERODO O tempo necessrio para completar um ciclo de uma
onda chamado de PERODO DA ONDA. Cada onda senide composta de duas
alternaes. A alternao que ocorre durante o perodo em que a onda
senide positiva chamado de alternao positiva. A alternao que ocorre
durante o perodo em que a onda senide negativa chamada de alternao
negativa. Em cada ciclo da onda senide, as duas alternaes so
idnticas em tamanho e forma, mas opostas em polaridade. O perodo de
uma onda senoidal inversamente proporcional freqncia, isto , quanto
maior a freqncia menor o perodo. As relaes matemticas entre tempo e
frequencia so:
COMPRIMENTO DE ONDA O perodo de uma onda definido pelo tempo que
ela leva para completar um ciclo. A distncia que a onda cobre
durante esse perodo chamado de comprimento de onda. O comprimento
de onda indicado ela letra grega Lambda (e medido de um ponto em
uma determinada onda senide at o ponto correspondente na onda
senide seguinte.
VALORES DE PICO E DE PICO-A-PICO O valor mximo atingido durante
uma alternao de uma onda senoidal o valor de pico. O valor mximo
atingido durante a alternao positiva at o mximo valor atingido
durante a alternao negativa o valor pico-a-pico. O valor
pico-a-pico o dobro do valor de pico.
VALOR INSTANTNEO O valor instantneo de uma onda senoidal de uma
voltagem ou corrente alternada o valor da voltagem, ou da corrente
em um instante em particular. H um nmero infinito de valores
instantneos entre zero e o valor de pico. VALOR MDIO O valor mdio
de uma onda senide de voltagem ou corrente a mdia de todos os
valores instantneos durante uma alternao. O valor mdio igual a
0,0636 do valor de pico. As frmulas para voltagem mdia e corrente
mdia so:
Lembre-se: O valor mdio (Emdia ou Imdia) para uma alternao
apenas. O valor mdio de uma onda completa zero. VALOR EFETIVO O
valor efetivo de uma corrente ou voltagem, alternadas, o valor
daquela corrente ou voltagem que produz a mesma quantidade de calor
em um componente resistivo que seria produzida pelo mesmo
componente por uma corrente continua ou voltagem contnua de mesmo
valor. O valor efetivo de uma onda senide igual a 0,707 vezes o
valor de pico. O valor efetivo tambm chamado de valor RMS (root
means square) ou valor mdio quadrtico, ou ainda de valor mdio
eficaz. O termo valor RMS usado para descrever o processo de
determinao do valor efetivo de uma onda senide, usando-se os
valores instantneos de voltagem ou corrente. Voc pode encontrar o
valor rms de uma corrente ou voltagem tomando valores instantneos
igualmente espaados na onda senide e extraindo a raiz quadrada da
mdia da soma desses valores. Da vem o termo valor quadrtico mdio.
As frmulas para os valores efetivo e mdio de voltagem e corrente
so:
ONDAS SENIDES EM FASE Quando duas ondas senides esto exatamente
no mesmo passo, uma com a outra, dizemos que esto em fase. Para
estarem em fase, ambas devem passar por seus pontos mnimo e mximo
ao mesmo tempo e na mesma direo.
ONDAS SENIDES FORA DE FASE Quando duas ondas senoidais passam
por seus pontos mximo e mnimo em momentos diferentes, uma diferena
de fase existe entre elas. Dizemos que as duas ondas esto fora de
fase, uma em relao outra. Para descrever essa diferena os termos
liderar e atrasar so empregados. Dizemos que a onda que atinge o
seu ponto mnimo (ou mximo) primeiro lidera a outra onda. O termo
atraso usado para descrever a onda que atinge seu ponto mnimo (ou
mximo) aps a primeira onda. Quando demonstramos uma onda que est
liderando ou em atraso, a diferena normalmente mencionada em graus.
Por exemplo, a onda E1 lidera a onda E 2 por 90, ou, a onda E2 est
atrasada 90 em relao onda E 1. Lembre-se: duas ondas senides podem
diferir por qualquer nmero de graus, exceto 0 e 360. Duas ondas que
diferem por 0 ou 360 so consideradas em fase. Duas ondas senoidais
que tm polaridade oposta e que diferem por 180 so consideradas fora
de fase, mesmo que passem por seus pontos mnimo e mximo ao mesmo
tempo.
LEI DE OHM EM UM CIRCUITO AC Todas as regras e leis DC
aplicam-se a um circuito AC que contm apenas resistncia. O ponto
importante a lembrar : No misturar valores ac. As formulas da lei
de Ohm para circuitos AC so:
INDUTNCIA A caracterstica de um circuito eltrico que se ope a
mudanas na corrente. A reao (oposio) causada pela criao ou destruio
de um campo magntico. Quando a corrente comea a fluir, linhas
magnticas de fora so criadas. Essas linhas de fora cortam o
condutor induzindo uma fora eletromotriz contrria em direo oposta
corrente.
AUTO-INDUTNCIA O processo pelo qual um circuito induz uma fora
eletromotriz (fem) em si prprio pela movimentao de seu campo
magntico. Todo circuito eltrico possui auto-indutncia. Essa oposio
(indutncia), entretanto, apenas aparece quando h uma mudana na
corrente do circuito. A Indutncia NO se ope corrente, apenas a
MUDANAS na corrente. A propriedade da indutncia pode ser aumentada
se o condutor formar um lao. Em uma volta, as linhas de fora afetam
mais o condutor. Isso aumenta a fem auto induzida.
INDUTNCIA EM UMA BOBINA A propriedade da indutncia pode ser
aumentada ainda mais se o condutor for enrolado em uma bobina. Como
uma bobina contm muitas voltas, mais do condutor ser afetado pelo
campo magntico. Indutores (bobinas) so classificados de acordo com
o tipo de ncleo. Normalmente o material deste Ncleo o ar (ncleo
oco), Lminas de Ao Silcio ou ferrite .
FATORES QUE AFETAM A INDUTNCIA DAS BOBINAS A indutncia em uma
bobina totalmente dependente da sua constituio fsica. Alguns dos
fatores que afetam a indutncia so: O nmero de voltas na bobina.
Aumentando o nmero de voltas, aumenta-se a indutncia.
Dimetro da bobina. A indutncia aumenta em proporo direta ao
aumento da rea da seco transversal da bobina.
Comprimento da bobina. Quando o comprimento da bobina aumentado,
mantendo-se o nmero de voltas inalterado, o espao entre as voltas
aumenta. Isso diminui a indutncia da bobina.
INCLUDEPICTURE
"http://www.novaeletronica.net/curso_el_basica/img/021.gif" \*
MERGEFORMATINET O tipo de material do ncleo. Aumentando-se a
permeabilidade do ncleo aumenta-se a indutncia da bobina.
Enrolar a bobina em camadas. Quanto mais camadas so usadas para
formar uma bobina, maior o efeito que o campo magntico tem sobre o
condutor. Enrolando-se a bobina em camadas aumenta-se a
indutncia.
UNIDADE DE INDUTNCIA A Indutncia (L) medida em henries (H). Um
indutor tem uma indutncia de um henry (H) se uma fora eletromotriz
(fem) de um volt induzida no condutor quando a corrente atravs do
condutor est mudando a uma taxa de um ampere por segundo. As
unidades comuns de indutncia so (H), milihenry (mH) e o microhenry
(H). AUMENTO E QUEDA DE CORRENTE EM UM CIRCUITO LR O tempo
requerido para a corrente em um indutor aumentar at 63,2% da
corrente mxima, ou para diminuir at 35,9% da corrente mxima
conhecido como constante de tempo. O smbolo para a constante de
tempo LR L/R. Ou como formula:
A constante de tempo de um circuito LR tambm pode ser definida
como o tempo necessrio para a corrente no indutor aumentar ou cair
at o seu valor final caso ela continuar a aumentar ou diminuir sua
taxa inicial. Para os propsitos prticos, a corrente no indutor
alcana o seu valor mximo em 5 Constantes de Tempo e diminui para
zero em 5 Constantes de Tempo. PERDA DE POTNCIA EM UM INDUTORUma
vez que um indutor (bobina) contm um certo nmero de voltas de fio,
e todo fio tem alguma resistncia, o indutor tem uma certa quantia
de resistncia. Essa resistncia normalmente muito pequena e tem um
efeito desprezvel sobre a corrente. Entretanto, h perdas de potncia
em um indutor. As principais perdas de potncia num indutor so:
perdas devidas ao cobre, histerese, e ao turbilhonamento da
corrente. A perda devida ao cobre pode ser calculada
multiplicando-se o quadrado da corrente pela resistncia do fio na
bobina (I2R).A perda por histerese acontece pela potncia que
dissipada na reverso do campo magntico toda vez que a corrente muda
de direo. A perda por turbilhonamento da corrente acontece devido
ao aquecimento do ncleo causado pelas correntes circulantes
induzidas no ncleo de ferro pelo campo magntico da bobina.
INDUTNCIA MTUA Quando duas bobinas so posicionadas de modo que o
fluxo de uma bobina corte as voltas do enrolamento da outra, essas
bobinas tm indutncia mtua. A quantidade de indutncia mtua depende
de vrios fatores: a posio relativa dos eixos das bobinas, a
permeabilidade dos ncleos, a dimenso fsica das duas bobinas, do
nmero de voltas em cada bobina, e da distncia entre as bobinas. O
coeficiente K desse acoplamento especifica a intensidade de interao
entre as bobinas. Se todo o fluxo de uma bobina cortar todas as
voltas do enrolamento da outra o coeficiente K 1 ou unitrio. Se
nenhum fluxo de uma das bobinas cortar o enrolamento da outra, o
coeficiente k zero. A indutncia mtua entre duas bobinas (L1 e L2)
pode ser expresso matematicamente assim:
CALCULANDO A INDUTNCIA DE UM CIRCUITO Quando a indutncia total
de um circuito calculada, os valores individuais so tratados da
mesma forma que valores de resistncia. As indutncias de vrias
bobinas em srie so somadas, como as resistncias de resistores em
srie. Isto :
As indutncias de bobinas em paralelo so combinadas
matematicamente como as resistncias de resistores em paralelo, isto
:
Ambas as formulas acima so precisas, mostrando que no h
indutncia mtua entre os indutores. O CAMPO ELETROSTTICO Quando um
corpo carregado aproximado de outro corpo carregado, ambos se
atraem ou se repelem (se as cargas so semelhantes, eles se repelem;
se as cargas so opostas eles se atraem). O campo que causa esse
efeito chamado de CAMPO ELETROSTTICO. A intensidade na qual as
cargas se atraem ou se repelem depende do tamanho das cargas e da
distncia entre elas. O campo eletrosttico (fora entre dois corpos
carregados) pode ser representado por linhas de fora desenhadas
perpendicularmente s superfcies carregadas. Se um eltron estiver
colocado no campo, ele vai se mover em direo carga positiva.
CAPACITNCIA Capacitncia a propriedade de um circuito que se OPE
a qualquer MUDANA na VOLTAGEM do circuito. O efeito da capacitncia
pode ser observado em qualquer circuito onde a voltagem esteja
mudando. A capacitncia normalmente definida como a habilidade de um
circuito armazenar energia eltrica. Essa energia armazenada em um
campo eletrosttico. O dispositivo utilizado em um circuito eltrico
para armazenar essa carga (energia) chamado de CAPACITOR. A unidade
bsica de medida de capacitncia o FARAD (F).Um capacitor de um farad
vai armazenar um Coulomb de carga (energia) quando um potencial de
um volt for aplicado atravs das placas desse capacitor. O farad uma
unidade enorme para medir capacitncia. Unidades mais prticas so o
microfarad (F) ou o picofarad (pf).
CAPACITOR Um capacitor um componente fsico constitudo por duas
peas (placas) de material condutor separados por um material
isolante. Esse material isolante conhecido como DIELTRICO. Nenhuma
corrente flui pelo capacitor pois o dieltrico um isolante. Se ele
falha e se torna um condutor, o capacitor no pode mais manter uma
carga e se torna intil. A capacidade de um dieltrico manter uma
carga sem falhar, chamada de fora dieltrica. A medida da habilidade
do material dieltrico armazenar energia chamada de constante
dieltrica. A constante dieltrica um valor relativo baseado em 1,0
para o vcuo.
CAPACITORES EM UM CIRCUITO DC Quando um capacitor conectado aos
terminais de uma bateria, cada placa do capacitor se carrega. A
placa conectada ao plo positivo perde eltrons. Essa placa assume
uma carga positiva porque tem uma carncia de eltrons. A placa
conectada ao plo negativo recebe eltrons. Devido ao excesso de
eltrons essa placa assume uma carga negativa. Esse processo
continua at que a carga atravs das placas se iguale voltagem
aplicada. Nesse ponto, a corrente pra de fluir no circuito. Uma vez
que nada muda no circuito, o capacitor vai manter a sua carga e no
haver corrente em nenhuma parte do circuito. Se os terminais do
capacitor entrarem em curto (ou um curto for provocado entre eles),
a corrente volta a fluir no circuito. A corrente continuar a fluir
at que as cargas nas duas placas sejam iguais. Nesse ponto, a
corrente pra de fluir novamente. Com uma fonte de tenso DC a
corrente vai fluir no circuito tempo suficiente apenas para
carregar (ou descarregar) o capacitor. Assim, um capacitor NO
permite que corrente DC flua continuamente em um circuito.
FATORES QUE AFETAM A CAPACITNCIA H trs fatores que afetam a
capacitncia. Um deles a rea da superfcie das placas. Aumentando-se
essa rea, aumenta-se a capacitncia. Outro fator o espao entre as
placas. Quanto mais prximas as placas, maior ser o campo
eletrosttico. Um campo eletrosttico maior causa uma capacitncia
maior. O espaamento entre as placas determinado pela espessura do
dieltrico. O terceiro fator que afeta a capacitncia a constante
dieltrica. O valor da constante dieltrica depende do tipo de
dieltrico utilizado. VOLTAGEM DE TRABALHO A voltagem de trabalho de
um capacitor a mxima voltagem que pode ser aplicada constantemente
ao capacitor sem que ele se rompa (entre em curto). A voltagem de
trabalho depende do tipo de material usado como dieltrico (a
constante dieltrica) e a espessura do dieltrico. PERDAS NO
CAPACITOR As perdas de potncia em um capacitor so causadas por
disperso (vazamento) no dieltrico e por histerese no dieltrico. A
disperso no dieltrico causada pela dissipao de corrente causada
pela resistncia do dieltrico. Embora essa resistncia seja
extremamente alta, uma pequena quantidade de corrente flui. A
histerese no dieltrico pode ser definida como um efeito em um
material dieltrico similar histerese encontrada em um material
magntico. CONSTANTE DE TEMPO RC O tempo necessrio para carregar um
capacitor at 63,2 por cento da voltagem aplicada, ou para
descarreg-lo at 36,8 por cento de sua carga. A constante de tempo
(t) igual ao produto da resistncia e da capacitncia. Expressada
como uma formula fica:
onde o tempo t est em segundos, R em ohms, e C em farads.
CAPACITOR EM SRIE O efeito de ligar capacitores em srie serve
para aumentar a distncia entre as placas. Isso reduz a capacitncia
total do circuito. A capacitncia total para capacitores ligados em
srie pode ser calculada pela formula:
Se um circuito eltrico contm apenas dois capacitores ligados em
srie, CT pode ser calculada usando a seguinte frmula:
CAPACITORES EM PARALELO O efeito de ligarmos capacitores em
paralelo serve para aumentar a rea das placas dos capacitores. A
capacitncia total (CT) pode ser encontrada usando-se a seguinte
frmula:
TIPOS DE CAPACITORES - Capacitores so fabricados em diversas
formas e podem ser divididos entre duas classes principais
capacitores fixos e capacitores variveis. Um capacitor fixo
construdo para ter um valor de capacitncia constante. Um capacitor
varivel permite que a capacitncia varie, ou seja, ajustada.
INDUTNCIA EM UM CIRCUITO AC Um indutor em um circuito AC se ope a
qualquer mudana no fluxo de corrente, assim como acontece em um
circuito dc.
RELAES DE FASE DE UM INDUTOR A corrente se atrasa em relao
voltagem em 90 em um indutor (ELI).
REATNCIA INDUTIVA A oposio que um indutor oferece AC chamada de
reatncia indutiva. Ela vai aumentar se houver um aumento em
freqncia ou um aumento em indutncia. O smbolo utilizado XL, e a
frmula XL = 2fL.
CAPACITNCIA EM CIRCUITOS AC Um capacitor em um circuito AC se
ope a qualquer mudana na voltagem, exatamente como faz em um
circuito DC.
RELAES DE FASE DE UM CAPACITOR A corrente se antecipa voltagem
em 90 em um capacitor (ICE).
REATNCIA CAPACITIVA A oposio que um capacitor oferece a AC
chamada de reatncia capacitiva. A reatncia capacitiva vai diminuir
se houver um aumento na freqncia ou um aumento na capacitncia.
O smbolo XC e a frmula :
REATNCIA TOTAL A reatncia total de um circuito AC em srie
determinada pela frmula X = XL - XC ou X = XC - X L. A reatncia
total em um circuito ou capacitiva, ou indutiva, dependendo do
maior valor de XC e XL. Em um circuito em paralelo a reatncia
determinada por
Onde IX = IC - IL ou IX = IL - IC. A reatncia em um circuito em
paralelo ou capacitiva ou indutiva dependendo do maior valor de IL
e IC.
NGULO DE FASE O nmero de graus que a corrente antecipa ou atrasa
em relao voltagem em um circuito AC chamado de ngulo de fase. O
smbolo . FRMULA DA LEI DE OHM PARA AC As frmulas derivam da lei de
Ohm usada em AC so E = IZ e I = E/Z.
POTNCIA REAL A potncia dissipada atravs da resistncia em um
circuito AC chamada de potncia real. medida em watts e a frmula :
Pot. Real = (IR)2R. POTNCIA REATIVA A potncia retornada para a
fonte por elementos reativos do circuito chamada de potncia
reativa. medida em volt-amperes reativos (var). A frmula : Pot.
Reativa = (IX)2X.
POTNCIA APARENTE A potncia que aparece na fonte devido impedncia
do circuito chamada de potncia aparente. a combinao da potncia real
e da potncia reativa, e medida em volt-amperes (VA). As frmulas
so:
FATOR DE POTNCIA A poro da potncia aparente dissipada em um
circuito chamada de fator de potncia do circuito. Ela pode ser
expressa em forma decimal ou percentual. As frmulas para o fator de
potncia so
Em um circuito em srie,
FATOR DE CORREO DE POTNCIA Para reduzir as perdas em um circuito
o fator de potncia deve ser o mais prximo possvel da unidade, ou
100%. Isso feito pela adio de reatncia capacitiva a um circuito
quando a reatncia total indutiva. Se a reatncia total for
capacitiva, reatncia indutiva acrescentada ao circuito.
DISPOSITIVOS DE PROTEO DE CIRCUITOS so necessrios para proteger
pessoas e circuitos de condies perigosas. Essas condies podem ser
causadas por um curto-circuito direto, corrente excessiva ou calor
excessivo. Dispositivos de proteo de circuitos esto sempre
conectados em srie com o circuito que esto protegendo.CURTO
CIRCUITO DIRETO uma condio na qual algum ponto do circuito, onde a
voltagem total do sistema est presente, entra em contato direto com
a terra, ou o lado de retorno do circuito.CORRENTE EXCESSIVA
descreve uma situao que no um curto direto, mas na qual a corrente
do circuito aumenta alm da capacidade projetada de conduzir
corrente do circuito.CALOR EXCESSIVO descreve uma condio na qual o
calor no circuito ou ao seu redor aumenta para um nvel mais alto
que o normal. FUSVEIS e DISJUNTORES so os dois tipos de
dispositivos de proteo de circuitos discutidos neste captulo
FUSVEIS TIPO PLUGUE (rolha) so usados em circuitos de baixa
voltagem e baixa corrente. Este tipo de fusvel est sendo substitudo
rapidamente pelos disjuntores. FUSVEIS DE CARTUCHO esto disponveis
em uma ampla gama de tamanhos e valores de corrente e voltagem.
Esse o tipo mais utilizado. A CLASSIFICAO DE CORRENTE de um fusvel
um valor expresso em amperes que representam a quantidade de
corrente que o fusvel permite fluir antes de se romper (abrir). A
CLASSIFICAO DE VOLTAGEM de um fusvel indica a habilidade do fusvel
extinguir rapidamente o arco aps o elemento se fundir e a mxima
voltagem que o fusvel aberto ir bloquear. A CLASSIFICAO DE TEMPO DE
RETARDO de um fusvel indica a relao entre a corrente atravs do
fusvel e o tempo que ele leva para se romper. Os trs tipos de
classificao de retardo so LENTO, PADRO e RPIDO.
FUSVEIS LENTOS permitem que picos de corrente o atravessem sem
abrir. So usados para proteo de motores, solenides e
transformadores. FUSVEIS PADRO no tem atraso e nem ao rpida. So
usados em automveis, circuitos de iluminao e de potncia eltrica.
FUSVEIS RPIDOS abrem-se muito rapidamente com qualquer corrente
acima da indicada. So usados para proteger instrumentos delicados
ou componentes semicondutores. A ANTIGA DESIGNAO MILITAR DE FUSVEIS
um sistema de classificao de fusveis que utiliza cdigos para
representar a corrente, voltagem e o tempo de retardo do fusvel.
Novos fusveis adquiridos pela Marinha no usam mais essa
designao.
A NOVA DESIGNAO MILITAR PARA FUSVEIS o sistema utilizado para
identificar fusveis adquiridos pela Marinha atualmente. A codificao
de voltagem e corrente foi substituda pela impresso direta dessas
classificaes.
A ANTIGA DESIGNAO COMERCIAL DE FUSVEIS era usada pelos
fabricantes para identificar os fusveis. As classificaes de
corrente e voltagem eram impressas no fusvel, mas a classificao de
tempo de retardo estava contida na codificao do estilo do
fusvel.
A NOVA DESIGNAO COMERCIAL DE FUSVEIS usada atualmente pelos
fabricantes para identificar os fusveis. similar antiga designao
comercial com a diferena sendo a parte de codificao do estilo na
designao. SUPORTES PARA FUSVEIS so utilizados para permitir a fcil
substituio de fusveis nos circuitos.
O SUPORTE COM BRAADEIRAS tem braadeiras para conectar as
extremidades metlicas (no caso dos cartuchos), ou as lminas ao
circuito. O SUPORTE ROSQUEVEL guarda o fusvel em seu interior. A
conexo central deve ser conectada fonte de alimentao e a exterior
carga. FUSVEIS QUEIMADOS, ou abertos, podem ser descobertos por
INSPEO VISUAL, INDICADORES DE FUSVEIS, ou pelo uso de um MULTMETRO.
As seguintes precaues de segurana devem ser observadas quando se
est checando um fusvel: Desligar a fora e descarregar o circuito
antes de remover o FUSVEL. Usar um extrator de fusveis quando o
mesmo estiver em um suporte com braadeiras. Quando estiver
verificando um fusvel com um Voltmetro, tenha cuidado para evitar
choques eltricos e curtos-circuitos. Quando estiver utilizando um
ohmmetro para checar um fusvel com baixa classificao de corrente,
tome cuidado para evitar que o mesmo se rompa por corrente
excessiva.
FUSVEIS PARA REPOSIO devem ser do tipo apropriado. Verifique a
lista de componentes no manual tcnico para identificao do fusvel
adequado. Se for necessria a substituio de um fusvel, as seguintes
orientaes devem ser seguidas: Nunca usar um fusvel com uma
classificao de corrente mais alta, voltagem mais baixa, ou tempo de
retardo mais lento do que o especificado. O melhor utilizar um
fusvel com as mesmas classificaes de corrente e tempo de retardo e
uma classificao de voltagem mais alta. Se um fusvel com classificao
de corrente menor ou tempo de retardo mais curto for utilizado ele
pode se queimar mesmo em situaes normais de funcionamento do
circuito. Fusveis de reposio devem ter o mesmo estilo (dimenses
fsicas) do fusvel que se esta substituindo. ENCAIXE ADEQUADO entre
o fusvel e o suporte essencial. Se as braadeiras do suporte
estiverem empenadas, elas devem ser corrigidas, ou substitudas.
Qualquer corroso nos fusveis ou nos suportes deve ser removida com
uma lixa fina.
A MANUTENO PREVENTIVA de fusveis envolve a checagem do uso de
fusveis corretos, corroso, encaixe e fusveis queimados; e a correo
de qualquer discrepncia. Os DISJUNTORES tm cinco componentes
principais: A estrutura, o mecanismo de operao, o extintor de arco,
os terminais conectores e o elemento de disparo.
Um ELEMENTO TRMICO DE DISPARO usa um elemento bi-metlico que
aquecido pela corrente da carga e se empena devido a esse calor. Se
a corrente (ou a temperatura) aumentar acima do normal, o elemento
bi-metlico se empena contra a barra de disparo e abre o
circuito.
Um ELEMENTO MAGNTICO DE DISPARO usa um eletro-magneto em srie
com a corrente da carga para atrair a barra de disparo e abrir o
circuito em caso de excesso de corrente.
Um ELEMENTO TERMO-MAGNTICO DE DISPARO combina os elementos
trmico e magntico de disparo em uma nica unidade. Um circuito de
ABERTURA-LIVRE (TRIP-FREE) vai disparar (abrir) mesmo que o
mecanismo de operao esteja na posio LIGADO. Um disjuntor de
ABERTURA LIVRE deve ser usado em circuitos no crticos.
Um disjuntor SEM TRIP-FREE pode ser ignorado (bypass)
segurando-se o mecanismo de operao na posio LIGADO. Um disjuntor
desse tipo seria usado para emergncias ou circuitos de equipamentos
essenciais. As CLASSIFICAES DE TEMPO DE RETARDO de disjuntores so:
INSTANTNEO, TEMPO DE RETARDO CURTO e TEMPO DE RETARDO LONGO.
ABERTURA (TRIPPING) SELETIVA usada para fazer com que o disjuntor
mais prximo ao circuito com problemas se abra, isolando o circuito
com problemas sem afetar outros circuitos que estejam funcionando
corretamente. Isso conseguido pelo uso de um disjuntor instantneo
prximo carga, um de tempo de atraso curto na conexo mais prxima, e
um de longo tempo de retardo na caixa principal de junes.
Os FATORES usados para escolher um disjuntor so as necessidades
de potncia do circuito e o espao fsico disponvel. Quando
TRABALHAMOS EM DISJUNTORES os seguintes itens devem ser observados
ANTES de trabalharmos no disjuntor: Checar o manual de aplicao
tcnica, obter a aprovao de um engenheiro eltrico (para disjuntores
embutidos), remover a energia do disjuntor e marcar a chave que
remove a fora do disjuntor. Os seguintes itens devem ser checados e
discrepncias devem ser corrigidas: Verificar o funcionamento suave
do mecanismo de operao, verificar se os contatos apresentam sulcos
pelo uso, verificar os terminais por corroso e se esto devidamente
apertados, observar todo o conjunto de montagem por desgaste e
apertos, verificar todos os componentes por desgaste e limpeza.
DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE CIRCUITOS so usados para aplicar ou
remover energia e para selecionar uma funo ou circuito dentro de um
dispositivo.Uma CHAVE um tipo de dispositivo de controle de
circuitos. Chaves podem ser classificadas em muitas maneiras
diferentes.
UMA CHAVE MANUAL precisa ser LIGADA e DESLIGADA pela ao de uma
pessoa. Uma CHAVE AUTOMTICA vai LIGAR e DESLIGAR um circuito sem a
ao de uma pessoa, atravs de mecanismos eltricos ou mecnicos. CHAVES
MULTI-CONTATOS tornam possvel o controle de mais de um circuito, ou
a escolha de um entre vrios circuitos possveis, atravs de uma nica
chave.
OS PLOS de uma chave so os pontos nos quais a corrente vai
entrar na chave. CONTATOS representam o nmero de possveis circuitos
que podem ser conectados a cada plo. O nmero de INTERRUPES o nmero
de pontos nos quais a chave pode interromper o circuito.
UMA CHAVE ROTATRIA uma chave de mltiplos contatos dispostos de
maneira circular ou semicircular.
UMA CHAVE WAFER uma chave rotatria na qual os contatos
encontram-se em camadas. Os contatos so mecanicamente conectados
pela haste da chave.
O ATUADOR de uma chave a poro da chave que movida para fazer com
que a chave mude as posies dos contatos. O atuador pode ser um
flip-flop, um boto, um balancim, ou, no caso das chaves rotatrias,
um eixo ou alavanca. O NMERO DE POSIES de uma chave refere-se ao
nmero de pontos nos quais o atuador pode selecionar a configurao de
um contato.
UMA POSIO MOMENTNEA de uma chave uma na qual o atuador permanece
apenas enquanto uma fora aplicada nele (atuador). Quando a fora
removida, o acionador (e a chave) vai retornar a sua posio de
origem. UMA POSIO TRAVADA em uma chave usada para prevenir a
movimentao acidental do acionador para, ou de uma posio
especfica.
UMA CHAVE DE AO RPIDA (SNAP-ACTING) uma chave na qual o
movimento dos contatos relativamente independente do movimento do
acionador. Isso conseguido pelo uso de uma mola como contato comum
da chave. UM MICROSWITCH uma chave de ao rpida precisa e o ponto de
operao pr-determinado e conhecido com bastante preciso.
A CLASSIFICAO DE VOLTAGEM de uma chave a voltagem mxima para a
qual a chave foi projetada. Uma voltagem mais alta do que a
classificao pode causar um arco e abrir os contados da chave. A
CLASSIFICAO DE CORRENTE de uma chave a corrente mxima que uma chave
capaz de suportar; ela dependente da classificao de voltagem.
Qualquer corrente acima da classificao pode derreter os contatos da
chave ou fundir um ao outro. Os contatos podem ser verificados com
um ohmmetro se a fora estiver desligada, ou com um voltmetro caso a
fora esteja aplicada na chave. Para verificar uma chave, o
acionador deve ser checado por operao suave e correta, os terminais
no devem ter evidncias de corroso, e a condio fsica geral da chave
deve ser observada. Caso seja necessrio substituir uma chave
defeituosa, a chave de reposio deve atender aos seguintes
requisitos:
Pelo menos o mesmo nmero de plos, contatos e posies; o mesmo
nmero de interrupes e uma configurao idntica com relao a posies
momentneas e travadas; e classificao de voltagem e de corrente
iguais s da chave original. Adicionalmente a chave substituta deve
ser de tamanho compatvel com a montagem e ter o mesmo tipo de
acionador da chave original. UM SOLENIDE um dispositivo de controle
que usa eletromagnetismo para converter energia eltrica em
movimento mecnico. O campo magntico da bobina e do ncleo vai atrair
o mbolo de um solenide quando houver corrente fluindo atravs da
bobina. Quando a corrente interrompida, a mola anexa ao mbolo faz
com que este retorne sua posio original. Se um solenide falhar,
verifique as conexes dos terminais e o mecanismo anexo, a voltagem
de operao e a bobina.
UM REL um dispositivo de controle eletromagntico que difere de
um solenide por ter um ncleo fixo, e o solenide ter um ncleo mvel.
Rels so classificados como RELS DE CONTROLE, que controlam
circuitos COMUNS de baixa potncia, e RELS DE POTNCIA ou CONTATORES,
os quais controlam circuitos de alta potncia.
RELS DE CONTATO MVEL (CLAPPER) usam um mbolo (contato mvel) para
mover as posies dos contatos e completar a alternncia de
circuitos.
Rels so descritos pelo tipo de encapsulamento. Um rel pode ser
ABERTO, SEMI-SELADO ou SELADO.
Se um rel falha ao funcionar, o movimento dos contatos deve ser
verificado; a bobina deve ser checada por aberturas ou curtos; os
terminais devem ser verificados para ver se no esto queimados ou
isolados por queimaduras; e a superfcie dos contatos deve ser
verificada pela existncia de carvo, espaos e arcos. UMA FERRAMENTA
DE POLIMENTO usada para limpar os contatos de um rel. Limas, lixas
ou lixas de esmeril NO devem ser usados.
UM DOBRADOR DE CONTATOS usado para ajustar o espaamento entre os
contatos. Nenhuma outra ferramenta recomendada.
Para que voc possa comparar os diferentes tipos e tamanhos de
condutores, ns consideramos os seguintes fatores:
Unidade de Tamanho A unidade de tamanho de um condutor o milsimo
de p. Um milsimo de um p um condutor que tem o comprimento de 1 p
com dimetro de 1 milsimo de polegada.
Tamanho de Condutores O quadrado do milsimo de polegada, e a rea
circular de um dimetro de 1 milsimo de polegada so as unidades de
medida utilizadas para determinar a rea da seco transversal de
condutores eltricos. O milsimo de polegada elevado ao quadrado,
refere-se a condutores quadrados, e a rea da seco transversal de um
condutor quadrado com lado de 1 milsimo de polegada.
O milsimo de polegada circular a rea da seco transversal de um
condutor circular com dimetro de 1 milsimo de polegada. A rea
circular de 1 milsimo de polegada (CMA) de um condutor que
calculada elevando-se o dimetro do condutor circular ao quadrado
chamada de mils. Assim, um fio tendo um dimetro de 4 mils (0,004
pol) tem uma CMA de 42, ou 16 mils circulares. Se o condutor for
tranado, a CMA de cada fio calculado, e a CMA do condutor calculada
pela multiplicao da CMA de cada fio pelo nmero total de fios
tranados. A relao do milsimo de polegada quadrado com o milsimo de
polegada circular determinada pela comparao da rea quadrada de um
condutor circular com dimetro de 1/1000 pol (A = x r2) com a rea
circular do mesmo condutor (D2) . Dessa forma h 0,7854 milsimos de
polegada quadrados para 1 milsimo de polegada circular. H mais
milsimos de polegada circulares do que quadrados em uma determinada
rea.
Resistncia Especfica A resistncia especfica de uma substncia a
resistncia em ohms apresentada por um volume unitrio (o milsimo de
polegada circular) ao fluxo de corrente eltrica. Os trs fatores que
so utilizados para calcularmos a resistncia especfica para um
condutor em particular so: (1) o seu comprimento, (2) a rea de sua
seco transversal, e (3) a resistncia especfica do volume unitrio da
substncia da qual o condutor feito. A resistncia especfica para
vrios tamanhos e comprimentos de fios de cobre slidos padronizados
pode ser determinada pelo uso de tabelas.
Aferidor de Fios Um aferidor utilizado para determinar a medida
AWG (American Standard Wire Gauge) de condutores. A medida de um
condutor desencapado tomada no vo, e no na rea circular no final do
slot, conforme a figura.
Escolha do tamanho do Condutor Quatro fatores devem ser
considerados na escolha do tamanho do fio apropriado para um
determinado circuito eltrico. Esses fatores so (1) o tamanho do
condutor, (2) o material de que feito, (3) a localizao do condutor
no circuito, e, (4) o tipo de isolamento utilizado. Alguns tipos de
isolamento utilizados em ambientes de alta temperatura so etileno
propileno fluorado (FEP), Politetrafluoretileno extrudado (PTFE) e
borracha de silicone. A temperatura ambiente (circundante) de um
condutor uma parte importante do aquecimento total do condutor.
Condutores de Cobre-versus-Alumnio Os dois metais mais comuns
utilizados para a fabricao de condutores eltricos so cobre e
alumnio.
Algumas vantagens do cobre sobre o alumnio so que o cobre tem
maior condutividade, mais malevel, tem uma fora elstica maior e
pode ser soldado com facilidade. Duas vantagens do alumnio para
carregar eletricidade por distncias longas so sua leveza e sua
corona (descarga de eletricidade pela superfcie de um condutor sob
alto potencial).
Coeficiente de Temperatura da Resistncia O coeficiente de
temperatura da resistncia a quantidade de resistncia que uma
amostra de um ohm de um condutor aumenta por cada grau que a
temperatura aumenta acima de 0C.
A resistncia do cobre e outros metais puros aumenta com a elevao
da temperatura.
Isolao de Condutores Isoladores tem uma resistncia to alta, para
todos os propsitos prticos, que so no-condutores.
Duas propriedades fundamentais de materiais isolantes so (1) a
resistncia de isolao e (2) a resistncia a fugas de corrente atravs
da isolao. A fora dieltrica a habilidade do material isolador
resistir a diferenas de potencial. A fora dieltrica de um isolador
determinada aumentando-se a voltagem aplicada em uma amostra de
testes at seu limite de resistncia.
Materiais Isolantes Alguns materiais isolantes tem propriedades
e precaues de segurana que devem ser observadas. Algumas so: O
propsito de recobrir um condutor de cobre com estanho quando se usa
isolao de borracha prevenir que a isolao se deteriore por ao
qumica.
Quando isolao de PTFE aquecida, deve-se ter cuidado de no
respirar os vapores emanados.
Os materiais isolantes mais comumente utilizados para condutores
de voltagem extremamente alta so tecido envernizado e papel
impregnado em leo.
Fio magntico o nome comum para fios esmaltados utilizados em
meters, rels, pequenos transformadores, enrolamentos de motores,
etc...
A Marinha est abandonando o uso de amianto como isolante porque
suas fibras podem causar doena pulmonar e/ou cncer.
Isolao de Amianto se torna um condutor quando umedecida.
Proteo do Condutor H vrios tipos de protees para condutores. O
tipo mais comum, utilizado em navios da Marinha a blindagem de fios
tranados. A exigncia fundamental para qualquer unio ou conexo de
terminais que ela seja tanto mecnica quanto eletricamente to forte
quando o condutor ou dispositivo em que ser utilizada. Remoo da
Isolao O primeiro passo na ligao ou terminao de condutores eltricos
remover a isolao. O mtodo preferido para descascar um fio o uso de
uma ferramenta apropriada. Um descascador de lmina quente no deve
ser utilizado em materiais isolantes como amianto ou fibra de
vidro. Um mtodo alternativo o uso de um canivete, que o mtodo
indicado para fios de alumnio. Tome cuidado de no marcar o alumnio
com a lmina, pois o fio pode se romper facilmente nessas marcas.
Emenda Western Union Uma conexo simples, conhecida como Emenda
Western Union usada para emendar condutores pequenos e slidos. Aps
a emenda ter sido feita, as extremidades do condutor so dobradas
para dentro para evitar danos fita isolante.
Emenda escalonada utilizada em cabos de mltiplos condutores para
evitar que a emenda fique volumosa. Emenda Rabo-de-rato Uma emenda
utilizada em caixas de juno para conexo de ramos de circuitos. A
fiao colocada conduites.
Emenda de Fixao Quando condutores de tamanhos diferentes devem
ser emendados, como por exemplo, fios fixos de um circuito para com
um ramo de outro circuito, a emenda de fixao deve ser utilizada.
Emenda com n Esse tipo de emenda usada para unirmos um fio a um
outro fio contnuo. Esta no considerada uma emenda de topo como as
previamente discutidas.
Isolao de Emendas Fita de borracha um isolante adequado para os
tipos de emenda que vimos at aqui. Fita Isolante Tem muito pouco
valor isolante, mas utilizada como uma cobertura de proteo para a
fita de borracha. Outro tipo de isolao a fita eltrica plstica que
muito cara. Terminais Os terminais utilizados em fiaes eltricas so
do tipo soldado ou crimpados. A vantagem do uso dos terminais
crimpados que esse tipo de conexo requer pouca habilidade do
operador, enquanto que uma conexo soldada quase totalmente
dependente da habilidade do operador. Alguma forma de isolao deve
ser usada em junes no isoladas e com terminais. Os tipos usados so
tubos plsticos (espaguetes) e tubos que encolhem com calor. Quando
se usa uma ferramenta de calor para encolher esse ultimo tipo, o
calor no deve ultrapassar 300F (aproximadamente 150C). Quando se
usa uma ferramenta de ar comprimido/nitrognio, a fonte de
ar/nitrognio no pode ser maior do que 200 psig.
Terminais de Alumnio e Emendas Terminais de Alumnio e emendas no
isoladas so muito difceis de usar. Algumas das coisas que voc deve
se lembrar ao usar fio de alumnio so (1) nunca tentar limpar o fio
de alumnio. J existe um composto abrasivo de petrleo no terminal
que automaticamente limpa o fio. (2) As nicas ferramentas que devem
ser utilizadas so os crimpadores. (3) Nunca use arruelas de presso
prximas a terminais de alumnio pois estas iro deformar a rea
estanhada e acelerar a deteriorao. Terminais e Juntas de cobre
Pr-isolados O mtodo mais comum para terminaes e emendas de fios de
cobre o uso de terminais e juntas pr-isolados. Alm de dispensar a
tarefa de isolar o terminal ou junta aps a operao de crimpagem, a
outra vantagem que esse tipo fornece um isolamento extra para o
fio. Diversas ferramentas podem ser usadas, de acordo com o tipo de
terminal ou junta. Esses terminais ou juntas so codificados em
cores para indicar o tamanho de fio em que devem ser
utilizados.
Soldagem As habilidades bsicas necessrias para soldar terminais,
juntas e conectores eltricos so cobertas nesta rea. Antes de
qualquer solda ser feita, os itens a serem soldados devem ser
limpo; eles no vo aderir a superfcies empoeiradas, oleosas ou
oxidadas. O prximo passo o processo de estanhamento. Esse processo
realizado pela cobertura do material a ser soldado com uma
cobertura brilhante de solda. O fio a ser soldado deve ser
desencapado cerca de 1/32 pol alm do comprimento da rea de soldagem
do terminal ou junta que vai ser utilizado. Isso feito para
prevenir a queima do material isolante. E tambm permite que o fio
se flexione no ponto de stress. Quando voc estanha o fio, isso deve
ser feito at a metade do comprimento desencapado. Quando estiver
soldando uma conexo, tome cuidado de evitar a movimentao das partes
enquanto a solda est esfriando. Uma solda fria (fraturada) o
resultado da no observao desse cuidado.
Ferramenta de Solda A diferena mais importante entre o tamanho
de ferros de solda no a temperatura (todos produzem 500-600F /
260315C), mas a sua inrcia trmica. Inrcia Trmica a habilidade da
ferramenta manter uma temperatura de soldagem satisfatria enquanto
fornece calor junta a ser soldada. Um ferro bem projetado tem
auto-regulagem porque seu elemento de aquecimento aumenta com o
aumento da temperatura, assim, incitando a corrente a um nvel
satisfatrio. Se utilizar uma pistola de solda, no mantenha o boto
pressionado por mais que 30 segundos. Fazer isso causa
superaquecimento da ponta, at o ponto de incandescncia. Os
parafusos e porcas que mantm as pontas firmes nos soldadores tendem
a afrouxar-se com os repetidos ciclos de aquecimento e
resfriamento. Assim, eles devem ser reapertados periodicamente. Voc
NUNCA deve usar uma pistola de solda em componentes eletrnicos,
como resistores, capacitores e transistores. Uma vantagem de usar
um ferro de soldar com resistncia para soldar fios a conectores que
as pontas ficam quentes apenas durante um breve perodo, suficiente
para soldar as conexes. Solda A solda comum uma liga fusvel de
estanho e chumbo usada para ligar dois ou mais metais a
temperaturas menores que as suas temperaturas de fuso. A ao
solvente do metal que ocorre quando condutores de cobre so soldados
acontece porque uma pequena quantidade de cobre se combina com a
solda formando uma nova liga. Assim, a juno se torna um metal
comum. A liga usada para propsitos gerais de solda composta de 60%
de estanho e 40% de chumbo (solda 60/40). Pasta Pasta de solda
usada no processo de soldagem para limpar o metal, removendo a
camada oxidada do metal e para prevenir futura oxidao durante o
processo de soldagem. Sempre utilize pastas ou resinas no
corrosivas e no condutoras quando estiver soldando componentes
eletrnicos ou eltricos. Solventes - Solventes so utilizados no
processo de soldagem para remover contaminaes das superfcies que
sero unidas. Auxlios Soldagem Use um dissipador de calor quando
estiver soldando componentes sensveis. Ele dissipa o calor, assim
prevenindo danos aos componentes sensveis. Algum tipo de suporte
deve ser utilizado para o ferro de soldar, a fim de evitar
queimaduras ao operador.
Enlaando Condutores A finalidade de enlaar os condutores
apresent-los de uma forma mais limpa e facilitar seu acompanhamento
no caso de alteraes ou reparos serem necessrios. Uma fita plana
prefervel a um cordo redondo. O cordo tem a tendncia de cortar a
isolao do fio. A quantidade de fio ou fita necessria para enlaar um
grupo de condutores cerca de duas vezes e meia o comprimento do
condutor mais longo. Uma lanadeira til durante a tarefa de enlaar
os cios para evitar que a fita ou o cordo fique frouxo. Fios devem
ser tranados antes do enlace, tais como em filamentos de
amplificadores eletrnicos valvulados. Quando enlaando feixes de
fios contendo cabos coaxiais, use fita apropriada e no aperte
demais o feixe. Nunca use cordes em cabos coaxiais. Um lao simples
iniciado com um n quadrado e pelo menos dois laos no percurso. Um
lao duplo requerido para feixes de uma ou mais polegadas de
dimetro. Ele comea com um lao telefnico. Grupos de cabos so presos
juntos com o uso de uma braadeira telefnica.
Ns em pontos Ns em pontos so utilizados como suportes nos cabos
e estes suportes so colocados distantes aproximadamente a cada 12
polegadas.
Braadeiras auto-crimpveis Se essas braadeiras forem utilizadas
deve ser utilizada uma ferramenta adequada para esse uso. reas de
alta temperatura Quando voc precisar amarrar feixes de fios em reas
de altas temperaturas, utilize apenas fita apropriada para altas
temperaturas e sensvel presso. Sistemas de Marcao em Cabos e Fios
Cabos e fios devem ser identificados para fornecer aos tcnicos
meios de localiz-los quando estiverem consertando ou alterando
sistemas eltricos e eletrnicos. Os sistemas de marcao de cabos e
fio discutidos neste captulo so sistemas tpicos.O nmero de sistemas
utilizados em toda a Marinha muito numeroso para discutirmos aqui.
Para a identificao de cabo ou fio, para um equipamento especfico,
consulte o manual tcnico daquele equipamento. Um sistema de
identificao de fios com o qual voc vai se deparar, certamente o
cdigo de cores dos fios usados em ferramentas e aplicaes eltricas.
Lembre-se, o propsito do condutor verde em uma ferramenta ou
aparelho que use cabos prevenir choques ao operador no caso de
ocorrer um curto circuito com a estrutura do equipamento ou
ferramenta.
Diagramas Eltricos Exemplos de diagramas eltricos que voc
precisar ler (interpretar) e suas utilizaes so os seguintes:
Diagrama PictORIAL Mostra uma imagem ou esboo dos diversos
componentes de um sistema e a fiao entre esses componentes. Esse
tipo de diagrama usado para identificao dos componentes em um
sistema.
Diagrama Isomtrico Mostra os contornos de um navio, avio, ou pea
de equipamento. Esse diagrama mostra os componentes e a passagem
dos cabos entre eles. Esse diagrama usado para localizarmos os
componentes em um sistema.
Diagrama de Blocos Mostra os componentes em forma de blocos.
Diagramas assim so usados em conjunto com material escrito. Servem
para oferecer uma descrio geral de um sistema e suas funes.
Diagrama de Linha nica Usado para a mesma finalidade do diagrama
de blocos mostrar as funes bsicas de um circuito.
Diagrama Esquemtico Mostra, atravs de smbolos grficos, as
conexes eltricas e funes de um determinado circuito. usado para
analisar o circuito independentemente do tamanho fsico, forma, ou
localizao dos componentes ou partes. Um diagrama esquemtico mostra
a operao global do sistema. utilizado durante a correo de problemas
para identificar possveis locais de mau funcionamento do circuito.
Diagrama de Fiao um diagrama detalhado de cada instalao do circuito
mostrando todos os conectores de fiao, placas de terminais e os
componentes eltricos e eletrnicos do circuito. Ele tambm identifica
os cdigos de cores ou nmeros, fio a fio. Esse diagrama deve ser
usado em conjunto com um diagrama esquemtico para corrigir
problemas em um sistema, com a finalidade de descobrir o ponto de
testes para checagens de resistncia e voltagem. Diagrama de
Terminais usado para conectar fios a placas de terminais, rels, e
outros componentes de um circuito.
Segurana Todas as pessoas so responsveis pela compreenso e
obedincia a normas de segurana e normas estabelecidas para a
preveno de ferimentos a elas mesmas ou a terceiros, e danos a
propriedades e equipamentos. Cultivando hbitos de trabalhar com
segurana e acatando as precaues de segurana protege VOC e seus
COMPANHEIROS DE NAVIO. Siga risca as precaues de segurana. NO
ASSUMA RISCOS. A falta de cuidado pode custar a sua vida. Os trs
TIPOS DE MOTORES AC apresentados so: em srie, sncrono e motor de
induo. MOTORES EM SRIE AC so quase idnticos motores dc em srie.
Tcnicas especiais de construo permitem que motores ac em srie sejam
utilizados como MOTORES UNIVERSAIS, operando tanto em ac quanto em
dc.
CAMPOS ROTATRIOS so desenvolvidos pela aplicao de voltagens em
mltiplas fases aos enrolamentos estticos (estatores), que consistem
em mltiplas bobinas de campo. Esse campo magntico rotatrio faz com
que o rotor seja atrado e repelido devido interao entre ele (rotor)
e seu prprio campo magntico. CAMPOS ROTATRIOS DE DUAS FASES
requerem dois pares de bobinas de campo colocadas a 90 uma da
outra. Eles devem ser energizados por voltagens que tambm tenham
uma disposio de fase de 90.
CAMPOS ROTATRIOS DE TRS FASES requerem trs pares de enrolamentos
separados por 120, energizados por voltagens que tambm tem uma
diferena de fase de 120.
MOTORES SNCRONOS so especificamente projetados para manter
velocidade constante, com o rotor sincronizado com o campo
rotatrio. Motores sncronos requerem modificaes, tal como a adoo de
enrolamentos envolventes, tipo gaiola-de-esquilo, para terem
partida automtica.
MOTORES DE INDUO so os motores eltricos mais utilizados devido a
sua simplicidade e baixo custo. Motores de induo podem ser mono ou
multifsicos. Eles no requerem conexo eltrica com o rotor. Motores
de fase-dividida com enrolamentos especiais de partida e motores de
plo-sombreado so tipos de motores de induo monofsicos.
VELOCIDADE SINCRONIZADA a velocidade da rotao do campo estator.
Ela determinada pelo nmero de plos e pela freqncia da voltagem de
entrada. Assim, para um determinado motor, a velocidade
sincronizada constante. VOLANTE a diferena entre a velocidade real
do motor e a velocidade sincronizada em motores de induo. Volante
deve existir para que exista torque no eixo do rotor. VLVULAS
MLTIPLAS foram desenvolvidas para reduzir o tamanho dos circuitos
de tubo de vcuo. Incorporando mais que um tubo em um mesmo invlucro
permitiu que circuitos de tubos de vcuo fossem reduzidos
consideravelmente em tamanho. Enquanto que uma nica cpsula pode
conter dois ou mais tubos, esses tubos so independentes um do
outro. VLVULAS MULTI-ELETRODOS foram desenvolvidas para ampliar a
capacidade de vlvulas convencionais. Em alguns casos, um nico tubo
de mltiplos elementos pode conter at sete grades. Esses tipos de
vlvulas so normalmente classificados pelo nmero de grades que
contm.
PENTODOS DE POTNCIA so utilizados em amplificadores de corrente
ou de potncia. Eles utilizam uma disposio de grades em linha. Dessa
maneira, mais eltrons podem chegar a cada placa do catodo. Com
efeito, isso diminui a resistncia da placa e permite a mxima
condutibilidade atravs da vlvula.
VLVULAS DE FEIXE DIRIGIDO tambm so utilizadas como
amplificadores de potncia. Em adio sua disposio de grades em linha,
elas usam um conjunto de placas formadoras de feixe negativamente
carregadas. As placas formadoras de feixe foram os eltrons que
seriam normalmente desviados da placa, de volta para uma corrente
de eletros, e assim, aumentar o nmero de eltrons que o tubo pode
utilizar para amplificao de potncia.
VLVULAS COM MU () VARIVEL ou VLVULAS COM CORTE-DE-FREQNCIA
REMOTO foram desenvolvidas para ampliar a faixa de amplificao de
tubos de eltrons evitando a possibilidade da vlvula entrar em corte
de freqncia. Isso feito pelo espaamento varivel entre os fios das
grades.
TUBOS UHF so tubos com finalidade especial projetados para
operar em freqncias ultra-altas entre 300 e 3000 MHz, com o menor
efeito de limitaes de trnsito. Entre esses encontram-se os tubos
acorn (em forma de noz), doorknob (em forma de maaneta) e oilcan
(semelhante a uma oleadeira).
VLVULAS PLANARES tm as suas placas e grades montadas
paralelamente umas s outras. Devido a essa construo, podem
trabalhar com grandes quantidades de potncia em freqncias uhf.
VLVULAS PREENCHIDAS COM GS contm uma pequena quantidade de gs
que se ioniza e reduz a resistncia interna dos tubos. Por causa
disso, essas vlvulas podem trabalhar com quantidades relativamente
altas de potncia enquanto mantm uma queda de voltagem constante
atravs do tubo.
VLVULAS DE CATODO FRIO carecem de aquecedores ou filamentos,
dessa forma no usam emisso termo-inica. Ao invs disso, um potencial
de voltagem aplicado atravs do tubo faz com que o gs no interior se
ionize. Uma vez ocorrida a ionizao, a queda de voltagem permanece
constante, independente do aumento da condutibilidade.
O TRC (tubo de raios catdicos) um tubo de propsito geral que tem
a capacidade nica de mostrar visualmente sinais eletrnicos. O CRT
usa os princpios da atrao e repulso eletrostticas e da
fluorescncia. Devido a essa capacidade nica o CRT se torna o corao
de muitos tipos de equipamentos de teste com os quais voc vai se
familiarizar durante a sua carreira em eletrnica.
FONTES DE ALIMENTAO so circuitos eletrnicos projetados para
converter ac em dc a qualquer nvel desejado. Quase todas as fontes
de alimentao so compostas de quatro sees: transformador,
retificador, filtro e regulador.
O TRANSFORMADOR DE POTNCIA o transformador de entrada para a
fonte de alimentao. Alm da alta voltagem, o transformador de
potncia tambm fornece voltagem para filamentos.
O RETIFICADOR a seo da fonte que contm os enrolamentos
secundrios dos transformadores e o circuito retificador. O
retificador usa a propriedade de um diodo para conduzir durante
metade de um ciclo de AC para converter AC em DC. RETIFICADOR DE
MEIA-ONDA fornecem uma sada em apenas metade de um ciclo da AC de
entrada. Por essa razo, os pulsos de DC so separados por um perodo
de meio ciclo de voltagem potencial zero.
RETIFICADORES DE ONDA COMPLETA conduzem em ambas as metades dos
ciclos AC de entrada. Como resultado, os pulsos de DC no so
separados um do outro. Uma caracterstica dos retificadores de onda
completa o uso de um secundrio de alta voltagem com uma derivao
central. Devido derivao central, a sada do retificador limitada
metade da voltagem de entrada do secundrio de alta voltagem.
PONTES RETIFICADORAS so retificadores de onda-completa que no
usam um secundrio de alta voltagem com derivao. Por isso, a sua
voltagem DC de sada igual voltagem de entrada do secundrio de alta
voltagem do transformador de potncia. Pontes retificadoras usam
quatro diodos conectados em uma rede de ligaes. Tubos conduzem em
pares diagonais para fornecer uma sada DC pulsando em onda
completa.
CIRCUITOS DE FILTRAGEM so projetados para suavizar, filtrar a
voltagem irregular presente na sada DC do retificador. Isso feito
por um componente eltrico que tem a capacidade de armazenar energia
e ento liberar essa energia armazenada. FILTROS DE CAPACITNCIA no
passam de grandes capacitores colocados atravs da sada na seo
retificadora. Devido ao tamanho grande dos capacitores, caminhos
rpidos de carga e caminhos lentos de descarga, o capacitor vai se
carregar at o valor mdio, o que evita que a sada pulsante em DC
atinja zero volts.
FILTROS INDUTORES usam um indutor, chamado abafador (choke) para
filtrar os pulsos DC de entrada. A sada do filtro tem amplitude
mais baixa do que a entrada devido impedncia oferecida corrente do
circuito.
FILTROS TIPO PI(p) usam tanto filtros capacitivos como indutores
conectados em uma configurao P (devido forma do circuito de
entrada). A combinao dos dispositivos filtrantes d ao filtro tipo p
maior habilidade para remover as ondulaes da voltagem do que os
filtros indutores ou de capacitncia, individualmente.
REGULADORES DE VOLTAGEM so circuitos projetados para manter a
sada das fontes de alimentao em uma amplitude constante apesar das
variaes na alimentao AC ou mudanas na resistncia da carga. Isso
feito pela criao de um divisor de voltagem com um elemento
resistivo no regulador e a resistncia da carga. A regulagem
conseguida variando-se a resistncia do elemento resistivo no
regulador. UM REGULADOR EM SRIE usa uma resistncia varivel em srie
com a carga. A regulagem obtida pela variao da resistncia, ou
aumento ou diminuio da queda de voltagem atravs do elemento
resistivo no regulador. Caracteristicamente, a resistncia do
resistor varivel move-se na mesma direo da carga. Quando a
resistncia da carga aumenta, a resistncia varivel do regulador
aumenta. Quando a resistncia da carga diminui, a resistncia varivel
do regulador diminui.
REGULADORES DE DERIVAO usam uma resistncia varivel colocada em
paralelo com a carga. A regulagem obtida pela manuteno da
resistncia da carga constante. Caracteristicamente a resistncia da
derivao se move em direo oposta quela da resistncia da carga.
TUBOS VR REGULADORES so reguladores de derivao que usam um
catodo frio como resistncia varivel em paralelo com a carga. Devido
a sua habilidade em manter um potencial de voltagem constante entre
suas placas e o catodo, esses tubos podem ser conectados em srie
para regular qualquer voltagem. Adicionalmente, podem entregar
diferentes voltagens a diferentes cargas.
TUBOS DE ELTRONS SIMPLES COMO REGULADORES usam a placa de
resistncia DC de um triodo como resistor varivel em srie com a
carga. A resistncia do tubo de vcuo variada pela mudana na
intensidade de conduo do tubo. Isso feito mantendo-se a voltagem na
grade de controle em um nvel constante e permitindo a voltagem do
catodo variar com a voltagem de sada.
O REGULADOR DE VOLTAGEM AMPERITE OU TUBO DE BALLAST normalmente
usado para controlar picos de corrente. Isso feito pelo aquecimento
de um fio de ferro em um invlucro preenchido com hidrognio. O ferro
aquecido vai apresentar resistncia alta ao fluxo de corrente.
O UNIVERSO consiste de duas partes principais matria e energia.
MATRIA qualquer coisa que ocupa espao e tem peso. Rochas, gua e ar
so exemplos de material. Matria pode ser encontrada em qualquer um
destes trs estados: slido, lquido e gasoso. Ela tambm pode ser
composta de um elemento ou de uma combinao de elementos. Um
ELEMENTO uma substncia que no pode ser reduzida a uma forma mais
simples por meios qumicos. Ferro, ouro, prata, cobre e oxignio so
bons exemplos de elementos. Um COMPOSTO uma combinao qumica de dois
ou mais elementos. gua, sal de cozinha, lcool etlico e amnia so
exemplos de compostos. Uma MOLCULA a menor parte de um composto que
tem todas as caractersticas do composto. Cada molcula contm algum
ou alguns dos tomos de cada elemento que forma o composto. O TOMO a
menor particular na qual um elemento pode ser dividido ou
decomposto, e ainda manter as suas propriedades originais. Um tomo
feito de electrons, protons e neutrons. O nmero e disposio dessas
partculas determinam o tipo de elemento.
Um ELTRON carrega uma pequena carga negativa de eletricidade. O
PRTON carrega uma carga positive de eletricidade que igual e oposta
carga do eltron. Entretanto a massa do prton aproximadamente 1.837
vezes maior que aquela do eltron. O NUTRON uma particular neutral
que no possui carga eltrica. A massa do nutron aproximadamente
igual a do prton. O NVEL DE ENERGIA DE UM ELTRON a quantidade de
energia requerida por um eletro para permanecer em rbita. Apenas
por moverem-se sozinhos, um eltron tem energia cintica. A posio do
eltron em referncia ao ncleo d a ele energia potencial. Um
equilbrio energtico mantm o eltron em rbita e medida que ele ganha
ou perde energia, ele assume uma rbita mais distante ou mais prxima
do centro do tomo. CAMADAS e SUBCAMADAS so as rbitas dos eltrons em
um tomo. Cada camada contm um nmero mximo de eltrons que pode ser
determinado pela frmula 2n2. As camadas tm rtulos atravs de letras,
iniciando por K, que a camada mais prxima do ncleo, e terminando em
Q. Uma camada pode ser subdividida em quatro subcamadas rotuladas
s, p, d e f, que podem conter 2, 6, 10 e 14 eltrons,
respectivamente.
VALNCIA a habilidade de um tomo a combinar com outros tomos. A
valncia de um tomo determinada pelo nmero de eltrons em sua camada
mais externa. Essa camada conhecida como CAMADA DE VALNCIA. Os
eltrons na camada mais externa so chamados ELTRONS DE VALNCIA.
IONIZAO o processo pelo qual um tomo ganha ou perde eltrons. Um
tomo que perde alguns de seus eltrons nesse processo se torna
positivamente carregado, sendo chamado de um ON POSITIVO. Um tomo
que tem um excedente de eltrons carregado negativamente e chamado
de ON NEGATIVO. FAIXAS DE ENERGIA so grupos de nveis de energia que
resultam da proximidade dos tomos em um slido. As faixas de energia
mais importantes so: FAIXA DE CONDUO, FAIXA PROIBIDA e FAIXA DE
VALNCIA
CONDUTORES, SEMICONDUTORES, e ISOLADORES so classificados como
tal pelo conceito do uso da faixa de energia. a largura da faixa
proibida que determina se um material um isolador, semicondutor ou
um condutor. Um CONDUTOR tem uma faixa proibida muito estreita, ou
no apresenta essa faixa. Um SEMICONDUTOR tem uma faixa proibida
media enquanto que um ISOLADOR tem uma faixa proibida larga.
LIGAO COVALENTE o compartilhamento de valncia entre eltrons de
dois ou mais tomos. essa ligao que mantm os tomos unidos em uma
estrutura ordenada chamada CRISTAL.
O PROCESSO DE CONDUO em um SEMICONDUTOR completado por dois
tipos diferentes de fluxo de corrente: FLUXO DE VAZIOS e FLUXO DE
ELTRONS. Fluxo de vazios muito similar ao fluxo de eltrons exceto
que esses vazios (cargas positivas) movem-se em direo a um
potencial negativo e em direo oposta aos eltrons. Em um
semicondutor INTRNSECO (que no contm impurezas), o nmero de vazios
sempre igual ao nmero de eltrons condutores.
DOPAGEM o processo pelo qual, pequenas quantidades de aditivos
selecionados, chamados impurezas, so adicionadas a semicondutores
para aumentar o seu fluxo de corrente. Semicondutores submetidos a
esse processo so conhecidos por SEMICONDUTORES EXTRNSECOS. Um
SEMICONDUTOR TIPO-N um que foi dopado com uma impureza tipo n, ou
doadora (uma que perde facilmente seus eltrons excedentes para o
semicondutor fazendo com que este tenha um nmero excessivo de
eltrons livres). Uma vez que esse tipo de semicondutor tem um
supervit de eltrons, os eltrons so considerados os principais
transportadores de corrente, enquanto que os vazios so os
transportadores minoritrios de corrente.
Um SEMICONDUTOR TIPO-P um que foi dopado com uma impureza
tipo-p, ou receptora (uma que diminui o nmero de eltrons livres,
causando mais vazios). Os vazios nesse tipo de semicondutor so os
transportadores principais de corrente, pois esto presentes em
maior quantidades, enquanto que os eltrons so os transportadores
minoritrios de corrente.
O DIODO SEMICONDUTOR, tambm conhecido como DIODO DE JUNO PN, um
componente semicondutor de dois elementos que faz uso das
propriedades retificadoras de uma juno PN para converter corrente
alternada em corrente contnua, permitindo que a corrente flua em um
nico sentido.
Uma CONSTRUO EM JUNO PN varia de um fabricante para outro.
Algumas das tcnicas de fabricao mais utilizadas so: AUMENTADA,
LIGA, LIGA FUNDIDA, DIFUSA e CONTATO A PONTO.
O FLUXO DE CORRENTE em um MATERIAL TIPO-N similar conduo em fio
de cobre. Isto , com a voltagem aplicada atravs do material, os
eltrons vo se mover atravs do cristal em direo ao terminal
positivo, exatamente como a corrente faz em um fio de cobre.
O FLUXO DE CORRENTE em um MATERIAL TIPO-P ocorre pelos vazios
positivos ao invs dos eltrons negativos. Ao contrrio do eltron, o
vazio se move do terminal positivo do material P para o terminal
negativo.
BARREIRA DE JUNO um campo eletrosttico que foi criado pela juno
de uma seco de material N com uma seo de material P. Uma vez que
vazios e eletros devem transpor esse campo para atravessarem a juno
esse campo eletrosttico comumente chamado de BARREIRA. A rea ao
redor da barreira se tornou conhecida como REGIO DE DEPLEO porque
apresenta uma diminuio ou falta de eltrons livres e vazios.
POLARIZAO DIRETA uma voltagem externa que aplicada a uma juno PN
para reduzir a sua barreira, e desse modo, auxiliar a corrente a
fluir atravs da juno. Para completar essa funo a voltagem externa
ligada de forma que se oponha ao campo eletrosttico na juno.
POLARIZAO REVERSA uma voltagem externa que conectada atravs de
uma juno PN de forma que sua voltagem auxilie a juno e, assim,
oferea uma resistncia alta ao fluxo de corrente atravs da juno.
A JUNO PN tem a habilidade nica de oferecer muito pouca
resistncia ao fluxo de corrente na direo de polarizao direta, mas a
mxima resistncia ao fluxo de corrente quando a polaridade
revertida. Por essa razo, a juno PN comumente usada como um diodo
para converter AC em DC.
A APLICAO DE JUNES PN expandiu muitas reas diferentes de uma
simples proteo de voltagem at um diodo de amplificao. Duas das
aplicaes mais freqentes para as junes PN so O DIODO DE SINAL
(mixando, detectando e alternando sinais) e o DIODO RETIFICADOR
(convertendo AC em DC).
O RETIFICADOR METLICO ou retificador de disco-seco um
dispositivo metal-semicondutor que atua de forma similar a um diodo
na qual ele permite a corrente fluir mais prontamente em uma direo
do que na outra. Retificadores metlicos so utilizados em muitas
aplicaes onde uma quantidade relativamente alta de potncia
requerida.
CARACTERSTICAS DO DIODO so as informaes fornecidas pelos
fabricantes para os diferentes tipos de diodos, ou nos seus manuais
ou nas fichas de especificaes tcnicas. CLASSIFICAES DOS DIODOS so
os valores limitadores das condies de funcionamento de um diodo. A
operao do diodo fora dos seus limites de operao pode danificar o
componente. Diodos geralmente so classificados por: CORRENTE DIRETA
MXIMA MDIA, CORRENTE DIRETA RECORRENTE DE PICO, MXIMA CORRENTE DE
PICO e VOLTAGEM REVERSA DE PICO. O SISTEMA DE IDENTIFICAO DE
SEMICONDUTORES um cdigo alfanumrico utilizado para distinguir um
semicondutor de outros. Ele usado para diodos, transistores e
muitos outros componentes semicondutores.
As MARCAES NOS DIODOS so letras e smbolos colocados nos diodos
pelos fabricantes para distinguir uma extremidade do diodo da
outra. Em alguns casos, uma forma incomum ou uma tira colorida
usada para distinguir o catodo do anodo.
O SISTEMA PADRO DE CDIGO DE CORES PARA DIODOS serve para duas
finalidades quando utilizado: (1) identificar a extremidade que
representa o catodo, e, (2) tambm identificar o diodo por
nmeros.
MANUTENO DE DIODOS o procedimento ou mtodos utilizados para
manter um diodo em boas condies de funcionamento. Para prevenir
danos ao diodo voc deve observar as precaues de segurana
pertinentes diodos e assegurar-se que os diodos no sejam submetidos
a calor, sobrecargas de corrente e voltagens de operao
excessivamente altas. O TESTE DE UM DIODO pode ser realizado pelo
uso de um ohmmetro, do mtodo de substituio, ou um testador dinmico
de diodos. O meio mais conveniente e rpido para testarmos um diodo
com um ohmmetro.
Um TRANSISTOR um componente de estado slido (solid-state) de trs
ou mais elementos que amplifica atravs do controle do fluxo de
portadoras de corrente entre os seus materiais semicondutores.
Os TRS ELEMENTOS DE UM TRANSISTOR so (1) o EMISSOR, o qual
fornece as portadoras de corrente, (2) a BASE que controla as
portadoras, e, (3) o COLETOR que recebe as portadoras