Fundamentos de Eletricidade - V2: Corrente Alternada e Instrumentos de Medição

Autor(es): Richard Fowler
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O livro faz parte da série Habilidades Básicas em Eletricidade, Eletrônica e Telecomunicações, vencedora nos EUA. Aborda assuntos referentes às áreas da eletricidade, eletrônica e telecomunicações, contemplando cursos técnicos e tecnológicos. Possui material de apoio com resumos e questões adicionais em exclusivo ambiente virtual de aprendizagem (clique no ícone de "Hotsite").

8 capítulos

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Capítulo 8 - Correntes e tensões alternadas

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capítulo 8

Correntes e tensões alternadas

A maior parte da energia elétrica no mundo é transmitida e distribuída na forma de tensões e correntes alternadas. Nossas casas e indústrias são ambas alimentadas por eletricidade

CA. Obviamente, esses são a maior parte dos consumidores de energia elétrica.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Diferenciar as várias formas de correntes alternadas e contínuas.

Explicar e usar as relações entre tempo e frequência.

Descrever quatro maneiras de expressar a amplitude de uma corrente alternada.

Entender como uma onda senoidal pode ser gerada.

Entender a diferença entre, e a relação entre, graus mecânicos e elétricos.

Ilustrar como tensões alternadas trifásicas são produzidas.

Explicar as características e aplicações das conexões delta e estrela em sistemas CA.

Explicar as vantagens de sistemas trifásicos em relação a sistemas monofásicos.

Correntes alternadas mudam periodicamente o sentido em que elas estão fluindo. Elas também mudam a amplitude (valor), continuamente ou periodicamente. Na maior parte das correntes alternadas, a amplitude é alterada continuamente.

 

Capítulo 9 - Potência em circuitos CA

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capítulo 9

Potência em circuitos CA

A forma mais comum de potência elétrica é aquela produzida por correntes e tensões alternadas. Em muitos circuitos CA, as ondas de corrente e tensão não sobem e caem juntas

(ou seja, no mesmo passo). Na realidade, em muitos circuitos, a corrente e a tensão estão defasadas. Desse modo, antes de determinar a potência em circuitos CA, precisamos aprender algumas novas técnicas de análise de circuitos.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Entender relações de fase em circuitos CA.

Usar diagramas fasoriais para representar correntes e tensões de um circuito CA.

Aplicar relações de um triângulo retângulo para determinar os ângulos de fase de circuitos elétricos.

Usar funções trigonométricas para determinar as correntes/tensões resistivas e reativas.

Entender a relação entre potência ativa e potência aparente.

Explicar a importância do fator de potência de um sistema elétrico de distribuição.

 

Capítulo 10 - Capacitância

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capítulo 10

Capacitância

Os capacitores, dispositivos que possuem capacitância, são quase tão comuns quanto os resistores em circuitos elétricos e eletrônicos. Eles são usados em motores elétricos, sistemas de ignição de automóveis, flashes eletrônicos de máquinas fotográficas e na partida de lâmpadas fluorescentes, apenas para citar algumas poucas aplicações.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Explicar a construção de capacitores e o propósito de cada parte.

Entender como os capacitores se comportam em circuitos CA e CC.

Entender porque os capacitores provocam um atraso de 90° da tensão em relação à corrente.

Determinar os valores de reatância, tensão e corrente em circuitos capacitivos.

Escrever as especificações necessárias para comprar um capacitor.

Verificar defeitos em capacitores: capacitor aberto ou capacitor curto-circuitado.

Determinar o tempo necessário para carregar um capacitor em um circuito resistor-capacitor (circuito RC).

 

Capítulo 11 - Indutância

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capítulo 11

Indutância

Muitos dispositivos elétricos e eletrônicos operam com base no princípio da indutância.

Portanto, é importante que você desenvolva uma sólida compreensão sobre indutância e indutores.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Entender o que é indutância e os efeitos associados a ela.

Compreender a terminologia associada a indutância e indutores.

Identificar tipos comuns de indutores e escrever especificações completas para eles.

Entender por que indutâncias causam um atraso de 90° da corrente em relação à tensão.

Compreender e usar as relações entre indutância, frequência e reatância.

Calcular grandezas elétricas em circuitos que contenham indutores conectados em série e em paralelo.

Entender a razão de um indutor ter uma resistência e como isso controla o fator de qualidade do indutor.

Compreender porque um indutor oferece maior oposição à circulação de uma corrente

CA que a uma corrente CC.

 

Capítulo 12 - Transformadores

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capítulo 12

Transformadores

Os transformadores são indutores de múltiplos enrolamentos. Eles operam como base no princípio da indutância mútua. Para um dispositivo relativamente simples, eles são extremamente versáteis. Para se ter uma ideia, nosso atual sistema de transmissão e distribuição não existiria sem os transformadores.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Desenhar o símbolo correto para cada tipo de transformador.

Entender e usar corretamente a terminologia de transformadores.

Entender como um transformador pode variar (elevar ou baixar) os níveis de tensão, casar impedâncias e fornecer isolamento elétrico.

Entender quais são as causas das perdas no núcleo do transformador e como essas perdas podem ser minimizadas.

Selecionar um transformador com as especificações que são apropriadas para a função a ser desempenhada.

Conectar os enrolamentos de transformadores trifásicos em configurações delta ou estrela.

 

Capítulo 13 - Circuitos RLC

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capítulo 13

Circuitos RLC

Nos capítulos anteriores, abordamos o uso de resistências, indutâncias e capacitâncias individualmente em circuitos CA. Este capítulo trata dos resultados associados a uma combinação de duas ou mais dessas grandezas em um único circuito.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Entender as relações entre resistência, reatância e impedância.

Desenvolver suas habilidades no uso de fasores para representar grandezas elétricas.

Adicionar tensões, correntes e grandezas defasadas de 90°.

Calcular a impedância (módulo e ângulo de fase) para circuitos RC, RL e RLC, quando os componentes estão conectados em série ou em paralelo.

Calcular a frequência de ressonância, o fator de qualidade e a largura de banda de circuitos LC.

Entender a finalidade e a operação de circuitos de seleção de frequências ou filtros.

Identificar e classificar filtros simples.

Impedância

A oposição combinada à circulação de corrente senoidal CA, devido à resistência e à reatância, é chamada IMPEDÂNCIA. O símbolo para impedância é Z. Assim como resistências e reatâncias, a impedância tem como unidade básica o ohm.

 

Capítulo 14 - Motores elétricos

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capítulo 14

Motores elétricos

O motor elétrico é um dos dispositivos elétricos mais comuns. Ele é extensivamente utilizado em eletrodomésticos, automóveis, computadores, impressoras e indústrias em geral.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Classificar motores de acordo com a fonte de potência de alimentação, aplicação e características especiais.

Entender as características nominais dos motores e usá-las na seleção de um motor adequado para uma aplicação específica.

Identificar as partes de vários motores de indução de gaiola de esquilo.

Apreciar a versatilidade dos motores CA e CC.

Entender e enumerar várias maneiras de produzir o campo magnético girante necessário para dar partida na maior parte dos motores de indução.

Entender as características especiais de cada tipo de motor monofásico.

Entender as características especiais dos principais tipos de motores CC.

Entender a operação de um motor CC sem escovas.

 

Capítulo 15 - Instrumentos e medidas

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capítulo 15

Instrumentos e medidas

Em capítulos anteriores estudamos como usar medidores para medir grandezas elétricas.

Neste capítulo, vamos aprender como um medidor mede essas grandezas tais como corrente, tensão, resistência, potência, frequência, capacitância e indutância.

OBJETIVOS

Após o estudo deste capítulo, você será capaz de:

Entender como um multímetro digital mede corrente, tensão e resistência.

Compreender como capacitância e indutância são medidas com um medidor digital.

Entender como um medidor de conjunto móvel analógico pode ser convertido em um

VOM.

Calcular valores de resistores shunt (derivador) e multiplicador.

Medir a potência em circuitos trifásicos com cargas balanceadas ou desbalanceadas.

Usar uma ponte para medir capacitância, indutância e resistência.

Calcular o efeito de carga introduzido pelos instrumentos na medição de corrente e tensão.

Entender porque alguns ohmímetros são de leitura inversa e não linear.

 

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