Eletricidade Básica: 2023

O galvanômetro é um dispositivo utilizado, pela sua sensibilidade, para detectar e medir correntes elétricas (contínuas) de pequena intensidade e entra, como componente, nos amperímetros, usados para medir correntes elétricas mais intensas, e voltímetros, usados para medir diferenças de potencial elétrico.

O galvanômetro também funciona aproveitando o torque sobre uma bobina numa região de campo magnético. Um ponteiro P é montado fixo a uma bobina B que, por sua vez, é montada de modo a poder girar em torno de um eixo horizontal numa região de campo magnético gerado por um imã permanente em forma de U. Uma mola M, em espiral, exerce sobre a bobina um torque que equilibra o torque devido ao campo magnético. O vetor torque devido ao campo magnético é paralelo ao eixo de rotação da bobina e tem módulo e sentido que dependem, respectivamente, da intensidade e do sentido da corrente que circula na bobina, que é a corrente que se procura detectar ou medir.
O deslocamento da agulha é proporcional à corrente que circula pelo circuito do galvanômetro, de modo que pode ser feita uma analogia entre a posição da agulha e a intensidade da corrente. Por este motivo, esse tipo de instrumento é denominado análogo ou analógico. Uma outra característica importante desse tipo de indicador, dada pela sua forma de indicação analógica, é que a agulha se desloca de forma constante pela escala, de modo a não haver saltos de indicação.
O galvanômetro é um dispositivo utilizado para medir correntes elétricas de pequena intensidade. Além disso é o componente dos amperímetros e voltímetros reais. Quando o galvanômetro é associado a um resistor em série (multiplicativo) esse funciona como voltímetro. Quando o galvanômetro é associado a um resistor em paralelo (shunt) esse funciona como um amperímetro.
1.1.1 - Construção de Voltímetro com Galvanômetro

O Voltímetro é um instrumento destinado a medir diferença de potencial elétrico (ddp). Ele deve se ligado em paralelo com o elemento de circuito cuja ddp se quer medir.
No esquema abaixo, o voltímetro mede a ddp entre os terminais do resistor de resistência R. Para que o voltímetro não altere o valor da ddp a ser medida, sua resistência elétrica interna RV deve ser muito alta. Voltímetro ideal: resistência RV infinitamente grande (RV → ∞).
Um voltímetro é construído pela associação em série de um resistor RS com um galvanômetro. A diferença de potencial total UV aplicada sobre a associação se divide entre o resistor e o galvanômetro na razão direta de suas resistências RS e RG.

A tensão UG aplicada sobre os terminais do galvanômetro é apenas uma fração da tensão total UV aplicada sobre a associação; se soubermos em que proporção UV se divide entre UG e US poderemos determinar quanto vale a tensão total UV medindo a parte dela que atua sobre o galvanômetro.
UV = UR + UG;
Mas: iv = ir = ig ;
Asim temos: UV = UG (1 + RS / RG);
A partir dessa relação podemos calcular o valor da resistência necessário para converter o galvanômetro num voltímetro na escala desejada.
1.1.2 - Construção de Amperímetro com Galvanômetro

O galvanômetro pode ser modificado de modo a medir correntes de intensidades maiores e nesse caso é chamado de amperímetro. Essa modificação consiste em colocar em paralelo com o galvanômetro G (Fig.1) um resistor de pequena resistência denominado shunt. Se tivermos um instrumento que possua um fundo de escala de 1 mA, por exemplo, e desejarmos medir correntes até 100 mA, poderemos usar um shunt (RS) que desvie 99 mA da corrente.
No amperímetro entra uma corrente de intensidade i (100 mA) que se divide em duas partes: uma corrente de intensidade iG ( 1 mA) que passa pelo galvanômetro (cuja resistência é RG) e uma corrente de intensidade iS ( 99 mA) que passa pelo shunt (cuja resistência é RS). Como o galvanômetro e o shunt estão em paralelo e portanto estão submetidos à mesma tensão.

U = RG x iG = RS x iS ;
Mas: i = iG + iS ;
Asim temos i = i = iG (1 + RG / RS);
O Amperímetro é um instrumento destinado a medir intensidade de corrente. Ele deve ser ligado em série com o elemento de circuito cuja corrente se quer medir.
No esquema abaixo, o amperímetro mede a intensidade da corrente que percorre o resistor de resistência R. Para que o amperímetro não altere o valor da intensidade da corrente a ser medida, sua resistência elétrica interna RA deve ser muito baixa. O Amperímetro ideal posui resistência RA nula (RA = 0).
1.1.3 - Construção de Multimetro com Galvanômetro

Dos instrumentos analógicos usados em um multímetro o ohmímetro é o único que precisa ser energizado. No circuito acima para cada valor de corrente existe um único valor de Rx , relacionados pela equação:
Para calcular o valor de E e de R precisamos montar duas equações relacionando as duas variáveis. Uma equação é obtida impondo que para RX = 0 a corrente no instrumento será igual à de fim de escala IGM. Fazer RX = 0 é a operação chamada de zerar o ohmímetro, e deve ser feita obrigatoriamente toda vez que o ohmímetro for ser usado ou quando da mudança de escala . Observe que fazer isto significa estabelecer o zero. Na prática, o ajuste do zero é feito através de um potenciômetro no painel do multímetro.
A equação resultante para essa condição é: E = ( R + RiG ).IGM nesta equação são conhecidos RiG e IGM, devemos portanto escrever outra equação relacionando entre si E e R. Esta outra equação é obtida impondo-se que, quando RX for igual à um determinado valor que chamaremos de resistência de meio de escala ( RDME ) a corrente no circuito será igual a IGM / 2, isto é, o ponteiro para no meio da escala. A equação para essa condição é: E = ( R + RiG + RDME ).IGM / 2.

Essas duas equações constituem um sistema de duas equações e duas incógnitas, podendo ser resolvida facilmente. A outra marca importante corresponde à condição de circuito aberto RX infinita . Observe que a escala de resistência é o contrário da escala de corrente, e mais a polaridade da bateria interna é o contrário da polaridade indicada externamente, isso se deve à necessidade de se usar o mesmo Galvanômetro para medir corrente, tensão e resistência.
1.2 - Multímetro experimental

Este instrumento mede resistências elétricas, mede tensões contínuas e alternadas até 100 volts além de servir também como testador de continuidade na escala de resistências entre muitas outras aplicações.
A comutação é feita por bornes onde são inseridas as pontas de prova. As resistências são todas de 1/8 de watt e o microamperímetro é de 0-200 microampéres O condensador de 100nf é de poliéster com uma tensão mínima de 100 volts. As resistências variáveis servem de ajuste para cada uma das escalas. Para usar o aparelho em escala de ohms basta apenas ajustar o potenciômetro que está em série com a resistência de 4.7k e a pilha de 1.5 volts, colocar as pontas de prova entre o comum e ohm e ajustar até o ponteiro indicar zero antes de cada medida. O ajuste de cada escala de tensão pode ser obtido por comparação de outro multímetro.
© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 26/02/2015

segunda-feira, 19 de junho de 2023

Aula 33 - Potencia e correção de fator de potência em corrente alternada

A capacidade de um equipamento elétrico de produzir trabalho em um determinado tempo, a partir da energia elétrica, é chamada de potência elétrica. Em um circuito de corrente contínua, a potência é dada em watts, multiplicando-se a tensão pela corrente. No entanto, quando se trata de circuitos de CA com cargas indutivas e/ou capacitivas, ocorre uma defasagem entre tensão e corrente. Isso nos leva a considerar três tipos de potência: Potência Aparente (S), Potência Ativa (P) e Potência Reativa (Q).

Figura 01 - Potencia aparente (S)

Potência Aparente é o resultado do produto da multiplicação entre a tensão e a corrente. Em circuitos não resistivos em corrente alternada esta potência não é real, pois não considera a defasagem que existe entre a corrente e a tensão. Recebe a notação S e é expressa em Volt Ampere (VA).

Figura 02 - Potencia ativa (P)

Potência Ativa é a potência que realmente produz o trabalho na carga. Recebe como notação a letra P e é expressa em Watts (W). No cálculo da potência ativa é importante considerar o produto entre a corrente e a tensão e também o fator de potência (cos φ).

Figura 03 - Potencia reativa (Q)

Potência reativa é a porção da potência aparente que é fornecida ao circuito. Sua função é constituir o circuito magnético nas bobinas e um campo elétrico nos capacitores. Como os campos aumentam e diminuem acompanhando a freqüência, a potência reativa varia duas vezes por período entre a fonte de corrente e o consumidor. A potência reativa aumenta a carga dos geradores, dos condutores e dos transformadores originando perdas de potência nesses elementos do circuito. A unidade de medida da potência reativa é o volt-ampère reativo (VAr) e é representada pela letra Q.

Figura 04 - Potencias em circuitos RLC
Fator de Potência se aplica quando cargas indutivas são acionadas com alimentação por corrente alternada, ocorre um fenômeno de defasagem entre as ondas da tensão e da corrente, causando o surgimento da Potência Reativa. Esta defasagem é quantificada pelo chamado Fator de Potência (FP).

Logo, de uma forma resumida, o Fator de Potência (FP) nada mais é que uma medida de quanto da potência elétrica consumida está de fato sendo convertido em trabalho útil.

Segundo a Legislação Brasileira o Fator de Potência mínimo permitido para as contas de energia é de 0,92. Abaixo deste valor, a Concessionária deve cobrar multa na fatura de energia sobre o consumo de Potência Reativa além dos 8% máximos permitidos.

As principais cargas que causam baixo FP são lâmpadas fluorescentes, transformadores em vazio (sem carga) ou com baixa carga e motores de indução (motores mais usados na indústria). Equipamentos baseados em resistências elétricas como lâmpadas incandecentes e aquecedores elétricos em geral tem FP próximo a 1, ou seja, são os que menos contribuem para o surgimento das multas.

A forma de compensar o baixo Fator de Potência é a instalação de bancos de capacitores em paralelo na entrada de energia ou no próprio equipamento com carga indutiva. Esses bancos introduzem na instalação uma carga capacitiva, que tem o efeito contrário da carga indutiva. Isso compensa o baixo Fator de Potência e ajusta o valor para mais próximo de 1, evitando as multas.

Medidores de qualidade de energia, são importantes na identificação dos equipamentos com baixo FP e assim otimizar a implementação de projetos para correção.

O fator de potência é a razão entre a potência ativa e a potência aparente. Ele indica a eficiência do uso da energia. Um alto fator de potência indica uma eficiência alta e inversamente, um fator de potência baixo indica baixa eficiência energética.

Um triângulo retângulo é frequentemente utilizado para representar as relações entre P (kW), Q (kvar) e S (kVA), conforme a Figura.

A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua plena utilização, condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitados se o fator de potência apresentasse valores mais altos. O “espaço” ocupado pela energia reativa poderia ser então utilizado para o atendimento de novas cargas.

Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente aos transformadores e condutores necessários. O transformador a ser instalado deve atender à potência total dos equipamentos utilizados, mas devido a presença de potência reativa, a sua capacidade deve ser calculada com base na potência aparente das instalações.

Uma forma econômica e racional de se obter a energia reativa necessária para a operação adequada dos equipamentos é a instalação de capacitores próximos desses equipamentos. A instalação de capacitores porém, deve ser precedida de medidas operacionais que levem à diminuição da necessidade de energia reativa, como o desligamento de motores e outras cargas indutivas ociosas ou superdimensionadas.

A correção do fator de potência por si só já libera capacidade para instalação de novos equipamentos, sem a necessidade de investimentos em transformador ou substituição de condutores para esse fim específico.

Para iniciar um projeto de Correção do Fator de Potência deveremos seguir inicialmente duas etapas básicas:

1. Interpretar e analisar os parâmetros elétricos das instalações: nas Empresas em Operação, através das medições efetuadas e nas Empresas em Projeto, através dos parâmetros elétricos presumidos;

2. Ter em mãos e interpretar as especificações técnicas de todos os materiais que serão empregados na execução do projeto.

A correção pode ser feita instalando os capacitores, tendo como objetivos a conservação de energia e a relação custo/benefício. A Correção localizada é obtida instalando-se os capacitores junto ao equipamento que se pretende corrigir o fator de potência e representa, do ponto de vista técnico, a melhor solução, apresentando as seguintes vantagens: reduz as perdas energéticas em toda a instalação; diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos; pode-se utilizar em sistema único de acionamento para a carga e o capacitor, economizando-se um equipamento de manobra; gera potência reativa somente onde é necessário.

Cálculo da Capacitância do Capacitor

Quando se corrige um fator de potência de uma instalação, consegue-se um aumento de potência aparente disponível e também uma queda significativa da corrente.

quinta-feira, 19 de janeiro de 2023

Técnico em Eletromecânica

Nesta profissão você pode atuar no planejamento, execução, inspeção e instalação de máquinas e equipamentos eletromecânicos. Também está apto a trabalhar no controle de qualidade e gestão em indústrias com linhas de produção automatizadas em empresas de pesquisa e manutenção eletromecânicas.

Você executar atividades de manutenção mecânica em ativos operacionais de industrias, respeitando normas técnicas, de saúde, de segurança e ambientais, em conformidade com os procedimentos da empresa.

Você poderá trabalhar:

Indústrias com linhas de produção automatizadas, aeroespaciais, automobilística, metalomecânica e plástico:

Indústrias de transformação e extrativa em geral;

Empresas de manutenção e reparos;

Empresas que atuam na instalação, manutenção, comercialização e utilização de equipamentos e sistemas eletromecânicos;

Grupos de pesquisa que desenvolvam projetos na área de eletromecânica;

Laboratórios de controle de qualidade, calibração e manutenção.

Objetivos do curso: Apoiar a gestão da montagem e da manutenção de sistemas mecânicos, elétricos e automatizados e atuar no desenvolvimento de projetos de sistemas eletromecânicos de máquinas e equipamentos industriais, atendendo as normas e padrões técnicos, de qualidade, saúde e segurança e de meio ambiente.

Requisitos de acesso: Cursando ou ter concluído o ensino médio.

Básico - 300 horas - Unidades curriculares: Fundamentos da Tecnologia Mecânica; Fundamentos da Eletricidade Industrial; Fundamentos da Comunicação E Informática; Introdução á Fabricação Mecânica.

Específico I - 300 horas - Unidades curriculares: Montagem de Sistemas Mecânicos; Organização da Produção Mecânica; Montagem de Sistemas Elétricos; Fabricação Mecânica Aplicada à Manutenção e à Montagem.

Específico II - 300 horas - Unidades curriculares: Manutenção Elétrica de Máquinas e Equipamentos; Planejamento e Controle da Manutenção; Manutenção Mecânica de Máquinas e Equipamentos.

Específico III - 300 horas - Unidades curriculares: Projeto de Inovação em Eletromecânica Metodologia de Projetos; Manutenção de Sistemas Automatizados; Controladores Lógicos Programáveis.

Salário Médio: R$ 4494,421. Pesquisa Mudo_SENAI em 2022.

O técnico em Eletromecânica precisa entender bem de eletricidade e de mecânica e pode trabalhar nas duas áreas. O curso tem duração de dois anos e requer dos alunos interesse por física, química e matemática. Assista ao vídeo para saber como é a rotina desse profissional e como se dá a formação de futuros técnicos.

A série Futura Profissão foi exibida pelo Canal Futura e produzida em parceria com o SENAI.

segunda-feira, 16 de janeiro de 2023

Técnico em Eletroeletrônica

Técnico em eletroeletrônica

Objetivo do curso: Habilitar profissional para desenvolver, instalar e manter sistemas eletroeletrônicos, de acordo com procedimentos e normas técnicas, ambientais, de qualidade, de saúde e segurança no trabalho.

Objetivos do curso

Desenvolver, instalar e manter sistemas eletroeletrônicos de acordo com procedimentos e normas técnicas, ambientais, de qualidade, de saúde e segurança no trabalho.

BÁSICO - 300 horas

Unidades curriculares: Comunicação Oral e Escrita; Qualidade, Saúde, Meio Ambiente e Segurança no Trabalho; Leitura e Interpretação de Desenho Técnico e Eletricidade.

ESPECÍFICO I - 360 horas

Unidades curriculares: Instalação de Sistemas Eletrônicos; Instalação de Sistemas Eletroeletrônicos Industriais; Instalação de Sistemas Elétricos Prediais e Gestão da Instalação de Sistemas Eletroeletrônicos.

ESPECÍFICO II - 240 horas

Unidades curriculares: Manutenção de Sistemas Eletroeletrônicos Industriais, Manutenção de Sistemas Elétricos Prediais, Manutenção de Sistemas Eletrônicos e Gestão da Manutenção de Sistemas Eletroeletrônicos.

ESPECÍFICO III - 300 horas

Unidades curriculares: Projeto de Melhorias de Sistemas Eletroeletrônicos; Projeto de Sistemas Eletroeletrônicos Industriais; Projeto de Sistemas Elétricos Prediais e Projeto de Sistemas Eletrônicos.

Descrição da ocupação: Consertam e instalam aparelhos eletrônicos, desenvolvem dispositivos de circuitos eletrônicos, fazem manutenções corretivas, preventivas e preditivas, sugerem mudanças no processo de produção, criam e implementam dispositivos de automação. Treinam, orientam e avaliam o desempenho de operadores. Estabelecem comunicação oral e escrita para agilizar o trabalho, redigem documentação técnica e organizam o local de trabalho. Podem ser supervisionados por engenheiros eletrônicos. Consertam e instalam aparelhos eletrônicos, desenvolvem dispositivos de circuitos eletrônicos, fazem manutenções corretivas, preventivas e preditivas, sugerem mudanças no processo de produção, criam e implementam dispositivos de automação. Treinam, orientam e avaliam o desempenho de operadores. Estabelecem comunicação oral e escrita para agilizar o trabalho, redigem documentação técnica e organizam o local de trabalho. Podem ser supervisionados por engenheiros eletrônicos.

Veja o vídeo no canal Futura sobre a profissão: Técnico em Eletroeletrônica.

A série Futura Profissão foi exibida pelo Canal Futura e produzida em parceria com o SENAI.

Salário Médio: R$2.996,51. Pesquisa Mudo_SENAI em 2016.

Carga horária : 1.200 horas.