CONSTRUÇÃO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO

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1 CONSTRUÇÃO DE LINHAS DE TRANSMISSÃO NOÇÕES DE PROJETO E CONSTRUÇÃO DACQ.C

2 Revisão: Mai/2007 Direitos autorais reservados a Furnas Centrais Elétricas S.A. DACQ.C Divisão de Apoio e Controle de Qualidade Estrada do Pau da Fome, 839 Taquara Rio de Janeiro RJ Brasil CEP: Tel: 55 (21) Fax: 55 (21) [email protected]

3 SUMÁRIO 1 NOÇÕES DE ELETRICIDADE CARGAS ELÉTRICAS ESTRUTURA ATÔMICA CONDUTORES E ISOLANTES ELETRIZAÇÃO Eletrização por Indução Eletrização por Contato...7 EXERCÍCIOS...8 BIBLIOGRAFIA...9 Sumário

4 1 NOÇÕES DE ELETRICIDADE 1.1. CARGAS ELÉTRICAS Desde 600 a.c. os gregos sabiam que o âmbar, friccionado com lã, adquiria a propriedade de atrair pequenos objetos. Hoje em dia, para descrever essa propriedade dizemos que o âmbar está eletrizado ou possui carga elétrica. É possível provocar o aparecimento de cargas elétricas em qualquer corpo sólido esfregandoo em outra substância. Assim, um automóvel se torna carregado devido ao atrito do seu movimento com o ar. Numa folha de papel que se move numa impressora aparecem cargas elétricas. Há duas espécies de cargas elétricas, a negativa e a positiva. Na verdade, um corpo carregado positivamente perdeu algo e outro carregado negativamente tem algo da mesma natureza em excesso. Somente no fim do século XIX é que se constatou que esse "algo" consistia de porções muito pequenas de eletricidade negativa chamadas de elétrons ESTRUTURA ATÔMICA Toda matéria é constituída de moléculas, essas por sua vez são constituídas de átomos. Os átomos são constituídos além de outras partículas, de três principais: o elétron, negativamente carregado, o próton positivamente carregado e o nêutron que, como o nome indica é neutro. A carga do elétron possui a mesma grandeza que a carga do próton e, até hoje, não foram observadas cargas de menor valor. Os prótons e os nêutrons formam o núcleo que possui carga positiva. Fora do núcleo, se encontram os elétrons cujo número é igual ao número de prótons. Se o átomo não for perturbado, de modo que não haja falta de elétrons em torno do núcleo, ele é eletricamente neutro. Caso se verifique a remoção de um ou mais elétrons, a estrutura de carga positiva que resta é chamada íon positivo. Íon negativo é um átomo ou grupo de átomos que possui um ou mais elétrons além dos normais. O processo de perder ou ganhar elétrons é chamado ionização. ELÉTRONS NÚCLEO PRÓTONS E NÊUTRONS Fig. 1.1 Bibliografia 4 / 9

5 1.3. CONDUTORES E ISOLANTES Condutores são substâncias que possuem cargas "livres" no seu interior e que se movem quando sobre elas age uma força devido a um campo elétrico. As cargas livres em um condutor metálico são os elétrons. Os metais em geral são bons condutores. Os isolantes já não têm em seu interior elétrons livres, como exceção, aparecem apenas em números reduzidos. São isolantes entre outras a borracha, o vidro, etc. Existem também os materiais chamados semicondutores, que são utilizados na retificação de corrente alternada ELETRIZAÇÃO Eletrização por Indução A eletrização de um corpo neutro pode ocorrer por simples aproximação de um outro corpo eletrizado, sem que haja o contato entre eles. Considere, por exemplo, uma esfera inicialmente neutra e um bastão eletrizado negativamente. Quando aproximamos o bastão eletrizado da esfera neutra, as suas cargas negativas repelem os elétrons livres da esfera para posições mais distantes possíveis, neste caso, para o lado oposto da esfera, em relação à região de aproximação. ANTES DA APROXIMAÇÃO Fig. 1.2 DEPOIS DA APROXIMAÇÃO Fig. 1.3 Dessa forma, surgem na esfera duas regiões distintas: no lado voltado para o bastão a esfera fica com falta de elétrons, e, portanto, eletrizada com cargas positivas; no outro lado, a esfera fica com excesso de elétrons, ou seja, eletrizada com cargas negativas. Dizemos, então, que houve uma indução eletrostática cuja conseqüência é a eletrização de um corpo. Chamase indutor o corpo que provocou a indução. No nosso exemplo, o bastão eletrizado é o corpo indutor. Chamase induzido o corpo no qual ocorreu o fenômeno da indução, no caso, a esfera que estava, inicialmente, neutra. Bibliografia 5 / 115

6 Considere, agora, o indutor e o induzido na seguinte situação. INDUZIDO INDUTOR Fig. 1.4 Se quisermos obter no induzido uma eletrização com cargas de um só sinal, será suficiente ligálo à terra, na presença do indutor. ELÉTRON Fig. 1.5 Nessa situação, os elétrons livres do induzido, que estão sendo repelidos pela presença do indutor, escoam para a terra. Fig. 1.6 Desfazendose esse contato, e logo após separandose os corpos, a esfera ficará carregada positivamente. Fig. 1.7 Repetindose esse procedimento com um indutor eletrizado com cargas positivas, notase que o induzido ficará carregado com cargas negativas. Conclusão: No processo da indução eletrostática, o corpo induzido se eletrizará sempre com carga de sinal contrário à carga do indutor. Sumário

7 Eletrização por Contato Vimos que, se de uma maneira qualquer o equilíbrio entre o número de elétrons e prótons for quebrado, ficando o corpo com um excesso ou deficiência de elétrons, dizemos que o corpo está carregado; falamos em corpos carregados ou simplesmente cargas. Há vários processos pelos quais o equilíbrio entre as cargas pode ser alterado. Um deles é o processo por atrito, como já visto, quando, por exemplo, uma borracha endurecida e pele de gato são postas em contato há uma transferência de elétrons da pele para a borracha. Portanto, nesse processo não há criação de cargas elétricas e sim uma transferência de elétrons de um corpo para outro. Um instrumento para verificação se um corpo está ou não carregado é o Eletroscópio de Folhas. PLACA HASTE LÂMINAS O Eletroscópio de Folhas Fig. 1.8 É constituído de duas finas lâminas de alumínio que são fixadas a uma haste metálica que atravessa um suporte de vidro. Quando se toca a placa com um corpo carregado, as folhas adquirem cargas do mesmo sinal e se repelem, sendo sua divergência uma medida de maior ou menor carga que elas receberam. Bibliografia 7 / 115

8 EXERCÍCIOS 1. A capacidade de um condutor armazenar cargas elétricas depende: a) Da sua dimensão b) Da sua forma e dimensão c) Do meio que o envolve d) Da sua forma, dimensão e meio que o envolve 2. Assinale a afirmativa correta: a) Os materiais condutores não são utilizados na eletrônica b) Os materiais semicondutores não são utilizados na eletrônica c) Os materiais semicondutores são utilizados na eletrônica d) O alumínio é um material mais condutor que o cobre 3. A lei de joule expressa: a) O valor da corrente no resistor b) O valor da tensão no resistor c) A potência dissipada no resistor d) O campo elétrico no resistor 4. A corrente elétrica quando percorre um condutor cria ao seu redor um campo magnético: a) Sempre b) Nunca c) Depende da seção do condutor d) Depende do comprimento do condutor 5. Quando um condutor movimentase entre dois pólos de um ímã é produzida uma f.e.m induzida: a) Sempre b) Nunca c) Se o movimento for transversal d) Se o movimento for longitudinal 6. Utilizandose a regra da mão esquerda, o dedo indicador indica o sentido do(a): a) Movimento do condutor b) Corrente c) Fluxo magnético d) F.e.m. induzida Sumário

9 BIBLIOGRAFIA Alvarenga, Antônio Máximo e Beatriz Física Volume 3 Relatórios de Obras de Linhas de Transmissão Bibliografia 9 / 115