FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA Projeto de Pesquisa da Primeira Série Série: Primeira Curso: Eletrotécnica Turma: 2123 Sala: 234 Início: 02 de junho de 2009 Entrega: 26 de agosto de 2009 Aluno: Josane da Silva (16) Aluno: Keli Lopes (18) Aluno: Júlia Salazar Iense (17) Aluno: Yuri L. R. Stelmach (32) Orientador: Prof. Marco A. Weschenfelder Co-orientador: Prof (a). Nára Terezinha De Medeiros Morais PAINEL ELÉTRICO 1 INTRODUÇÃO A proposta da criação de um projeto neste ano letivo se dá pela importância de se pesquisar. Nosso grupo realizará a construção de um painel elétrico, fazendo uso e eplicação do que são associações em série e paralelo. Para a visão de um profissional neste assunto, a compleidade do trabalho não será grande, mas, para nós será um bom desafio. Temos em mente um objetivo maior, que será apresentada no decorrer do trabalho, maior para a utilização deste projeto que será importante para alunos recém-ingressados no curso de Eletrotécnica. 1.1 Tema Temos como tema a montagem de um circuito elétrico utilizando as associações em série e paralelo. Nas associações em série ocorre à passagem da corrente por apenas um percurso. Já na associação em paralelo, todos os componentes estão ligados a mesma fonte de tensão, havendo um caminho por componente para a corrente elétrica passar. 1.2 Justificativa(s) Para haver um bom entendimento de circuitos elétricos é fundamental que se aprenda primeiramente a associação em série e paralelo. Estudando estes dois circuitos um aluno de Eletrotécnica aprende conceitos que serão muito utilizados, com mais compleidade, na carreira profissional. Destacamos a importância de que o aluno aprenda, pois esperamos que os próprios estudantes utilizem o projeto para fins didáticos em sala de aula, justificando assim, a construção deste painel elétrico. 1.3 Delineamento O tema do projeto será eplorado para compreender o problema, depois formularemos
hipóteses e usaremos fórmulas e cálculos adequados para a construção do protótipo. A pesquisa bibliográfica é indispensável no desenvolvimento deste projeto, pois, vamos necessitar de definições já elaboradas sobre determinados assuntos, cálculos de tensão, corrente elétrica, potência e outros mais que não surgiram ao acaso. A etapa eperimental consiste na construção do painel elétrico. Já foram selecionadas as variáveis que o influenciam, portanto agora se requer um estudo mais focado nestas variáveis e não em alguma coisa mais ampla. 1.4 Problema É possível construir um circuito elétrico utilizando as associações série e paralelo, que possa ser utilizado como material didático nas aulas de Eletricidade 1? 1.5 Hipótese(s) A construção será possível, podendo servir para as aulas de Eletricidade 1 e as aulas de Física. 1.6 Objetivo(s) Construir um circuito de quatro lâmpadas, utilizando as noções de circuitos em série e circuitos em paralelo, para futuramente servir de auílio no estudo em sala de aula. 1.6.1 Critérios do projeto - A fonte de tensão deve ter potência suficiente para alimentar o circuito na condição de máima corrente. - As lâmpadas devem ser do tipo incandescente. - Depois de pronto, temos a visão de que os alunos das primeiras séries do curso de Eletrotécnica e das aulas de física utilizem o projeto para interagir e entender os fundamentos de circuitos elétricos. 2 CONTEXTUALIZAÇÃO DA PESQUISA Realizamos pesquisas em livros de Eletricidade e em alguns livros de Física, mas essas pesquisas são feitas em cima de teorias já elaboradas, servindo para eplicar o projeto. O que diferencia o nosso trabalho dos demais é a sua finalidade de ser usado em sala de aula, servindo como instrumento de apoio, não só para alunos de Eletrotécnica, mas também para todas as disciplinas que necessitarem. 2.1 Contetualização histórica Um fato foi crucial para o surgimento da corrente elétrica e dos circuitos elétricos.
Esse fato se deve a Alessandro Volta (1745-1825) que, no final do século XVIII, inventou a primeira bateria capaz de produzir corrente elétrica. Depois disto surgiu a lâmpada incandescente, criada por Thomas Alva Edison (1847-1931), proporcionando a primeira aplicação dos circuitos elétricos: a iluminação elétrica que conhecemos e utilizamos até este momento no século XXI. 2.2 Contetualização teórica Além das descobertas feitas, por Alessandro Volta e Thomas Edson, muitos outros Físicos contribuíram para aperfeiçoar o ramo da Eletricidade. George Simon Ohm desenvolveu a primeira teoria matemática da condução elétrica, que hoje é conhecida como Lei de Ohm. Gustav Kirchhoff (1824-1887) desenvolveu duas leis relacionadas com circuitos elétricos: a Lei das Correntes e a Lei dos Nós. Estas leis são baseadas no principio da conservação de energia. 2.3 Contetualização tecnológica Os circuitos elétricos estão presentes diariamente em nossas vidas, sendo utilizados em residências, prédios comercias, etc. A desvantagem desta tecnologia utilizada há anos, sem sombra de duvidas, é o impacto ambiental que causa. O desperdício de energia elétrica causa queima ecessiva de combustíveis fósseis como carvão, gás natural e petróleo. O século XXI se destaca pela criação de energias alternativas e que causam menos impacto ambiental, prometendo assim, ser a geração de energia do futuro. 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Apresentaremos as teorias que vamos necessitar para a construção do protótipo. 3.1 Lei de Ohm A Lei de Ohm foi formulada por Georg Simon Ohm em 1826, sendo dita como lei fundamental do circuito elétrico. A lei de Ohm pode ser enunciada da seguinte forma: em um circuito DC, a corrente é diretamente proporcional à tensão, e inversamente proporcional à resistência. Considerando a corrente em ampères, a tensão em volts e a resistência em ohms, a lei de ohm é epressa por três equações: I = E R R = Onde (E) é tensão, (I) é corrente e (R) é resistência. E I E = R I
3.2 Circuito Série O circuito em série permite somente um caminho para o fluo da corrente, do pólo negativo ao pólo positivo da fonte, atravessando todo o circuito. A corrente é eatamente a mesma em todos os dispositivos ligados ao circuito. O ponto negativo é o fato de que se um componente queimar, consequentemente os outros componentes vão parar de funcionar. 3.3 Circuito Paralelo O circuito paralelo caracteriza-se pelo fato de dois ou mais componentes estarem ligados à mesma fonte de tensão, havendo um ou mais pontos onde a corrente divide-se e segue caminhos diferentes. Neste circuito, a corrente não é a mesma em todos os pontos. 3.4 Circuito Misto O circuito misto é constituído de circuitos série e paralelo. Eles podem ser simples, com poucos componentes, ou complicados, como a instalação elétrica de uma residência. 3.5 Bateria Uma bateria serve para armazenar energia química e tornar essa energia disponível em forma de eletricidade. A capacidade de uma bateria em armazenar carga é epressa na forma de ampère-hora. 4 METODOLOGIA 4.1 Proposta de solução A idéia que temos é que o circuito seja construído sobre MDF sendo um tipo de madeira macia, não complicando no momento em que precisarmos parafusar materiais sobre ela. Os materiais que se fará uso sobre o MDF são os soquetes para fiar as lâmpadas e barras de alumínio, sendo este último item usado para deiar uma estética melhor no trabalho. Podemos dizer isto, pois os fios que vão conduzir a corrente elétrica estarão na parte debaio da madeira.
Figura 1- Montagem do protótipo Figura 2- Protótipo Figura 3- Esquema elétrico
4.2 Orçamento Tabela 1.Orçamento de materiais para eecução do projeto. Orçamentos Melhor Material Loja A Loja B Loja C Preço Custo Quatro interruptores R$ 3,00 R$ 2,90 R$ 3,50 Loja B R$ 11,60 Quatro soquetes p/ lâmpadas R$ 4,50 R$ 3,90 R$ 4,00 Loja B R$ 15,60 Dois metros de fio elétrico R$ 0,80 p/ R$ 1,00 p/ R$ 0,80 p/ Loja A R$ 1,20 metro metro metro Total R$ 28,40 4.3 Cronograma Tabela 2.Previsão de prazos para eecução das atividades do projeto. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Atividade Visita ao MCT-PUC Escolha do Co-orientador Escolha do Orientador Escolha do Projeto Inicio do Projeto de Pesquisa Compra de materiais Entrega do Projeto de Pesquisa Construção do Protótipo Apresentação de Slides Entrega do Protótipo Entrega do Relatório BIBLIOGRAFIA ARNOLD, Robert. Fundamentos de Eletrotécnica. 1ed. São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária. Pg. 54-55. GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica. 2ed. São Paulo: Makron Books, 1996. Pg. 65-118. JUNIOR, Francisco Ramalho at all. Os Fundamentos da Física. 8ed. São Paulo: Moderna, 2003. Pg. 31-32. MAGALDI, Miguel. Noções de Eletrotécnica. 3ed. Rio de Janeiro: Reper. Pg. 43-45. MILEAF, Harry. Eletricidade 2. 1ed. São Paulo: Martins Fontes, 1982. Pg. 44-83.