Conceitos Básico da Eletricidade

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• ENERGIA E TENSÃO ELÉTRICA

Energia: capacidade de um sistema de realizar trabalho.
Tensão elétrica: diferença de potencial entre dois pontos.
Unidade: volt, símbolo V.

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• CORRENTE ELÉTRICA :

É o resultado da aplicação de uma tensão entre dois pontos, continuamente ou durante um certo tempo.
Unidade: Ampére, símbolo A.

• CORRENTE CONTÍNUA E ALTERNADA

Corrente contínua é constante com o tempo (pilhas, acumuladores,circuitos eletrônicos e outros).
Corrente alternada é aquela que varia com o tempo, geralmente de forma senoidal, repetindo 60 ciclos/s ou 60 Hz (motores, geradores, transformadores, retificadores, instalações elétricas industriais e prediais.
Analogia Com Sistema Hidráulico :
Pressão para elevar um líquido para um nível superior seria a tensão.O líquido em escoamento seria a corrente.

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• POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA

Potência é o trabalho realizado em um determinado tempo.
Potência de 1 watt desenvolvida quando se realiza o trabalho de um joule, em cada segundo, contínua e uniformemente.
Unidade de potência: watt, símbolo W.
Exemplo: Uma potência de 500 W significa que foi realizado um trabalho de 500 joules em 1 segundo

O joule é a unidade de energia.
Nos circuitos de corrente alternada o joule toma o nome de:

· volt-ampére-segundo , VAs ou watt.segundo energia aparente
· Ws ou var.segundo, Vars  energias ativa ou reativa.

Unidade de energia watthora (Wh)

Quando o tempo é expresso em hora e a potência em watt a unidade de energia será de um watthora.
Relação entre o Watthora e o joule
1 Watthora = (1 joule / segundo) hora
1 hora = 3600 s
Substituindo:
1 Watthora = (1 joule / segundo) 3600 segundos = 3600 joules
Portanto:
1 Wh = 3600 J

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• POTÊNCIA APARENTE, ATIVA E REATIVA

Em corrente alternada tem-se também a potência aparente VA, a potência ativa, já vista, o W e a potência reativa o Var.
Normalmente os cálculos e avaliações em corrente alternada são feitos com essas unidades, para poder expressar, fisicamente, a existência de resistência, indutância e capacitância em um circuito.
A unidade de medida de resistência e reatância é o Ohm, símbolo .
O conjunto resistência-reatância tem o nome de impedância.
Circuitos com resistências e reatâncias têm as senóides de tensão e corrente defasadas, conforme figura 1.

Figura 1 - Senoides de tensão e corrente defasadasAo co-seno do ângulo de defasagem () entre a corrente e a tensão dá-se o nome de fator de potência do circuito.
A expressão da potência em corrente contínua é:

P = V I (Watt)
Em corrente alternada é:
P = V I cos  (Watt)
Exemplo: Lâmpada incandescente comum de 40 W, 127 V só apresenta resistência. Sua corrente será de:
I = P / V = 40 / 127 = 0,315 A
Uma lâmpada fluorescente de 40 W tem um reator em série.Se o reator for de baixa qualidade seu fator de potência pode ser muito baixo, até da ordem de 0,5. Nessas condições a corrente seria:
I = P / V cos  = 40 / 127.0,5 = 0,63 A,
isto é, a corrente dobrou em função do fator de potência.
A potência das usinas geradoras de eletricidade são dadas em múltiplos de W, isto é, quilowatt (kW),megawatt (MW), etc.
1kW = 1 000 W = 10³ W
1MW = 1 000 000 W = 10⁶ W
1GW = 1 000 000 000 W = 10⁹ W
1TW = 1 000 000 000 000 W = 10¹² W
Pode-se citar, como exemplo, a usina hidrelétrica de Itaipu, com uma potência instalada de
12 600 000 kw = 12 600 MW.
No Brasil, a energia é 95% gerada por usinas hidrelétricas.

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• CÁLCULO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA

A conta de energia elétrica é dada em kWh.
Exemplo: A conta de energia de uma residência de classe média, registrou
um consumo de 372 kWh e incluindo impostos, um custo de R$ 110,70, isto é:
1 kWh custa R$ 0,297/kWh.
Nela residem 6 pessoas que levam no banho, 10 minutos cada, isto é, 60 min
ou 1h por dia.
O chuveiro elétrico da casa tem uma potência de 5400 W.
Logo o consumo de energia diário será de 5400 Wh ou 5,4 kWh, e o custo
diário será de 5,4 x 0,297 , isto é R$ 1,60 / dia. Considerando um mês de 30 dias:
R$ 48,10/mês
Pode-se notar que 43% da conta de energia é devido ao uso do chuveiro elétrico!

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• GERADOR DE CORRENTE ALTERNADA

Um gerador de corrente alternada simples é constituído de um imã fixo e de uma espira colocada no meio do imã como mostra a fig.2 abaixo. A alimentação da lâmpada é realizada através das escovas que estão em contato com os anéis que estão ligados na extremidade da espira. Ao girar a espira, há variação de fluxo magnético induzindo uma corrente, que vai  através das escovas alimentar o circuito e portanto acender a lâmpada. Esta corrente é alternada e neste caso o gerador é denominado gerador de corrente alternada.