Aula 02 Noções de Eletricidade

Curso Técnico em Informática Integrado ao Ensino Médio IFC Campus Avançado Sombrio Disciplina: Hardware de Computadores Professor: Me. Jéferson Mendonça de Limas Aula 02 Noções de Eletricidade

Roteiro de Aula 2

Corrente Elétrica Matéria Tudo o que existe na natureza, possui massa e ocupa um lugar no espaço. 3

Corrente Elétrica Toda matéria é composta por uma parte menor conhecida como molécula; Molécula é a menor parte da matéria que ainda conserva suas características. H2O 4

Corrente Elétrica A menor parte da matéria é o Átomo. 5

Corrente Elétrica Os elétrons são divididos em órbitas que circulam ao redor do núcleo; Normalmente nos o número total de elétrons é igual ao número de prótons, chama-se este fato de elemento equilibrado. Quando o Número de elétrons é maior que o de prótons o elemento é carregado negativamente, e quando o número de prótons é maior o elemento é carregado positivamente. 6

Corrente Elétrica Elementos equlibrados. 7

Corrente Elétrica Elementos negativos ou positivos. 8

Corrente Elétrica Um elemento positivo e outro negativo. 9

Corrente Elétrica Classificação dos Elementos Elementos Condutores Os átomos com poucos elétrons na última órbita, são considerados bons condutores por que têm a facilidade de perder elétrons. Elementos Isolantes Os átomos com muitos elétrons na última órbita, são considerados Isolantes, pois têm a facilidade para receber elétrons. 10

Corrente Elétrica Nos átomos condutores, os elétrons da última camada (elétrons livres) trocam constantemente de átomo. 11

Corrente Elétrica Colocando um polo positivo de um lado e um negativo de outro, a troca destes elétrons passa a ser realizada de forma ordenada, assim gerando a corrente elétrica. 12

Corrente Elétrica Corrente Elétrica: é o movimento ordenado dos elétrons no interior de um condutor; Simbolo: I (Intensidade da Corrente Elétrica); Unidade de Medida: ampère (A). 13

Corrente Elétrica 23mA = 0,023 A 65,2 ma = 0,0652 A 0,2 ka = 200 A 6,6 ka = 6600 A 14

Corrente Elétrica Como obter corrente elétrica? Através de um circuito elétrico; Elementos do Circuito Elétrico: Gerador: orienta o movimento dos elétrons; Condutor: assegura a transmissão da corrente elétrica; Carga: utiliza a corrente elétrica. 15

Corrente Elétrica 16

Corrente Elétrica Existem dois tipos de corrente elétrica: Alternada e a Contínua. Corrente Alternada (VAC ou CA): corrente varia de direção e intensidade ao longo do tempo; Exemplos: Rede Elétrica, no Brasil a frequência da energia entregue é de 60 Hertz. 17

Corrente Elétrica Corrente Contínua (VCC ou DC): as cargas elétricas movimentam-se em uma única direção e sem variação; Exemplos: Pilhas, Baterias 18

Como Medir a Corrente Elétrica? Para medir a Intensidade da Corrente Elétrica utiliza-se o Amperímetro que deve ser ligado em Série ao circuito elétrico; https://www.youtube.com/watch?v=ndu2p2vp6gc https://www.youtube.com/watch?v=yz1yk8zyxka 19

Outras Grandezas Elétricas Tensão Elétrica Resistência Elétrica 20

Tensão Elétrica Força que impulsiona os elétrons; Para que ocorra a movimentação dos elétrons dentro do condutor é necessário uma força que empurre-os pelo condutor; A tensão elétrica também é conhecida como: Voltagem; DDP (Diferencial de Potencial) 21

Tensão Elétrica A Tensão é aplicada para re-estabelecer o equilíbrio de um circuito, ou seja, quando existe uma diferença de elétrons entre os átomos dos elementos do circuito. Para facilitar imaginemos um Sistema Hidráulico: 22

Tensão Elétrica 23

Tensão Elétrica 24

Tensão Elétrica 25

Tensão Elétrica Pressão exercida sobre os elétrons livres para que eles se movimentem no interior de um condutor; Simbolo: U Unidade de Medida: Volts (V) 26

Tensão Elétrica 13,8 kv = 13800 V 13,8 mv = 0,0138 V 27

Como Medir a Tensão Elétrica? O equipamento utilizado para realizar a medição da Tensão Elétrica é o Voltímetro. Ele deve ser ligado em paralelo ao circuito elétrico. 28

Resistência Elétrica Dificuldade encontrada pelos elétrons para atravessar um condutor; Símbolo: R Unidade de Medida: Ohm (Ω) 29

Lei de Ohm A Resistência é a relação existente entre a Tensão (U) e a Intensidade (I), onde a resistência é dada pela seguinte equação: 30

Outras Variações da Fórmula U=RxI 31

Potência Elétrica Capacidade de gerar trabalho; Símbolo: P Unidade de Medida: watt (W) 32

Fórmulas para Potência P = R x I² P=VxI 33

Exemplos Qual a tensão em um circuito elétrico que passe com uma resistência de 100Ω com uma corrente de 1A? Qual a potência de uma batedeira usa para funcionar quando a sua resistência é de 4Ω e sua tensão elétrica é de 110V? 34

Materiais Condutores e Isolantes Condutores: Materiais que possuem poucos elétrons na última órbita e com isso permitem a livre movimentação destes; Exemplos: Metais (Cobre, Alumínio e Ferro), Soluções Aquosas (Sulfato de cobre, ácido sulfúrico), etc... Isolantes: Materiais com muitos elétrons na última órbita e com isso dificultam a movimentação dos elétrons; Exemplos: borracha, madeira, vidro, plástico, etc... 35

Materiais Condutores e Isolantes 36

Fenômenos Elétricos São distúrbios que a corrente elétrica apresenta devido a fenômenos naturais, interferência eletromagnéticas ou equipamentos externos que fazem com que a corrente elétrica não seja uma senoide perfeita. Estes fenômenos são de fundamental importância, pois a maioria deles pode causar problemas nos micro-computadores. 37

Corrente Elétrica Normal 38

Principais Distúrbios (Alterações na Senoide da Corrente Elétrica) 1. Surtos de Tensão 2. Ruídos de Linha 3. Distorção Harmônica 4. Sub-Tensão 5. Sobre-Tensão 6. Pequenas Interrupções 7. Grandes Interrupções 8. Variação de Frequência 39

1. Surto de Tensão Alterações bruscas na Energia, ou seja, subida muito rápida da tensão elétrica; Acontece com mais frequência no verão pela ação dos raios; Potencialmente mais perigosa, provoca muitos estragos; Nos Computadores: queimam placas, Discos Rígidos e Fontes de Alimentação. 40

2. Ruídos de Linha Leve alteração na frequência da Energia, provocando uma alteração da senoide; Muito comum ao serem ligados no circuito elétrico motores; Provocam chuviscos nos Monitores e Televisores. 41

3. Distorção Harmônica Característica de ser uma deformação na senoide e geralmente ocorre com adição de equipamentos com grande consumo de energia em sua partida de funcionamento; Pode provocar a desenergização momentânea da fonte de alimentação dos equipamentos, travar o micro-computador; 42

4 e 5. Sub e Sobre Tensão Sub-tensão: quando o fornecimento de energia está abaixo do limite aceitável, nos computadores provoca a perda de dados e travamentos; Sobre-tensão: ocorre quando o fornecimento de energia fica acima do limite aceitável, pode queimar os equipamentos. 43

6. Pequenas Interrupções (Efeito Flicker) Interrupções no fornecimento de energia muito rápidas, geralmente não perceptível pelo usuário; Essas interrupções são na casa dos milésimos de segundo; Nos computadores pode provocar perda de dados, corrompimento de arquivos e travamentos. 44

7. Grandes Interrupções (Black out) O fornecimento da energia sofre uma interrupção que pode durar de alguns minutos até mesmo horas; Para os computadores, causa a perda de dados, corrompimento dos arquivos; Grande prejuízo as empresas, pois ficam sem poder realizar suas atividades. 45

8. Variação de Frequência Quando a energia fornecida tem sua frequência alterada, encurtando ou aumentando o comprimento da senoide; No Brasil: 60Hz; Limites de variação aceitáveis: + ou 0,5Hz. Para os equipamentos eletrônicos em geral a variação muito grande da frequência ocasiona o superaquecimento e queima dos mesmos. 46

Como se proteger destes Fenômenos? 47

Proteção dos Equipamentos Eletrônicos Existem muitas formas de proteção, sendo que para cada tipo de fenômeno tem um equipamento projetado para a proteção; Filtro de Linha; Estabilizadores; Nobreaks ( Stand By, Interativo e Senoidal) 48

Distúrbio X Equipamentos de Proteção 49

O Filtro de Linha O Filtro de Linha condiciona a rede elétrica, diminuindo ou eliminando ruídos, picos de tensão ou interferências eletromagnéticas. Possui proteção contra: Sobre-carga e curto circuito (fusível); Sobre-tensão (varistor); Oferece múltiplas tomadas, respeitada a potência máxima desde que 50

O Filtro de Linha 51

O Estabilizador É um equipamento que corrige a tensão recebida, tornando-a estável, protegendo os equipamentos contra sub e sobretensão; Eles incorporam o filtro de linha, tornando-se eficientes também na proteção contra ruídos e surtos de tensão; 52

O Nobreak Equipamento que fornece interrupção em suas saídas; energia sem Protege contra: Efeito Flicker (microdesligamentos); Black out; Surtos de tensão; Sobre tensão; Ruídos. 53

O Nobreak (Tipos) Interativo: enquanto à rede elétrica ele transfere para a saída, quando faltar energia ele utiliza o inversor para fornecer energia através das baterias. Tempo de reação entre 1 ~ 5 ms. On-line: reconstroem a senoide a partir da bateria ou rede elétrica, seu inversor funciona o tempo todo, o tempo de reação é instantâneo. 54

O Nobreak (Funcionamento) 55

O Aterramento O Aterramento é o fio ou barra de cobre fincada ao solo; Tem três finalidades básicas: Proteger o usuário contra descargas ou choque; Proteger o equipamento contra corrente de retorno ou estática; Proteger a rede de alimentação contra qualquer tipo de vazamento de corrente; 56

O Aterramento (Como Fazer) 57

O Aterramento (O que não fazer) Colocar o fio terra na janela; Utilizar um vaso de flor como terra; Prender o fio terra na estrutura do prédio (Viga); Não prender o fio terra na caixa da tomada interna; Não utilizar o Neutro ligado ao fio Terra. 58

O Aterramento (Testando) 0 Volts Aterramento Perfeito; 0,1 à 3 Volts Aterramento dentro dos limites aceitáveis; Acima de 3 Aterramento comprometido. 59

Exercícios 60