Eletricidade Aplicada

ATIVIDADES PRÁTICASSUPERVISIONADAS

Engenharia Mecânica 5° Semestre

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Cícero Francisco dos Santos Gabriel Durães SouzaIsaque Rocha BelitardoJoão Paulo Jesus da SilvaLuciano de Jesus Simão

RA:5826164320RA: 5825162433RA: 5690155037RA: 5658154351RA: 8430199951

Profº: Élio

ETAPA 1

Passo 1 (Aluno)

Corrente contínua e alternada

Se considerarmos um gráfico i x t (intensidade de corrente elétrica por tempo), podemos classificar a corrente conforme a curva encontrada, ou seja:

Corrente contínua

 Uma corrente é considerada contínua quando não altera seu sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa.

A maior parte dos circuitos eletrônicos trabalha com corrente contínua, embora nem todas tenham o mesmo "rendimento", quanto à sua curva no gráfico i x t, a corrente contínua pode ser classificada por:

Corrente contínua constante

Diz-se que uma corrente contínua é constante, se seu gráfico for dado por um segmento de reta constante, ou seja, não variável. Este tipo de corrente é comumente encontrado em pilhas e baterias.

Corrente contínua pulsante

Embora não altere seu sentido as correntes contínuas pulsantes passam periodicamente por variações, não sendo necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes intervalos de tempo.

A ilustração do gráfico acima é um exemplo de corrente contínua constante.

Esta forma de corrente é geralmente encontrada em circuitos retificadores de corrente alternada.

Corrente alternada

Dependendo da forma como é gerada a corrente, esta é invertida periodicamente, ou seja, ora é positiva e ora é negativa, fazendo com que os elétrons executem um movimento de vai-e-vem.

Este tipo de corrente é o que encontramos quando medimos a corrente encontrada na rede elétrica residencial, ou seja, a corrente medida nas tomada de nossa casa.

Passo 2 (Equipe)

Brasil China Australia110/220 V 220 V 240 V60 Hz 50 Hz 50 Hz

Passo 3 (Equipe)

Vantagens

O custo de uma linha de transmissão é essencialmente o peso dos cabos utilizados, compostos de alumínio, aço e ligas. O cabo também define essencialmente as perdas, que são proporcionais ao quadrado da corrente. O sistema em corrente alternada é trifásico, necessitando de três conjuntos de cabos. Para corrente contínua, necessita-se

somente de dois conjuntos de cabos, um para cada pólo. Alternativamente pode-se usar somente um pólo, usando a terra como retorno.Uma linha em corrente contínua pode interligar dois sistemas em corrente alternada, que podem estar fora de sincronismo ou em frequências diferentes (veja por exemplo Itaipu). Estas linhas também aumentam a estabilidade do sistema, pelo desacoplamento entre sistemas, e pela possibilidade de controle do fluxo de potência. Este controle também permite o chaveamento suave, evitando o surgimento de transitórios indesejáveis.

Desvantagens

O uso de corrente contínua em um sistema de corrente alternada necessita de subestações conversoras, no qual convertem a energia entre os dois sistemas. Basicamente as conversoras são compostas por tiristores de alta potência, uma tecnologia cara em relação aos sistemas de corrente alternada.Outro equipamento necessário para a conversão são os filtros, tanto nos lados de corrente contínua quanto o de alternada. Os filtros de corrente contínua permitem o alisamento da forma de onda, reduzindo o "ripple". Apesar do sistema ser em corrente contínua, existe uma absorção de potência reativa de ambas as conversoras, devido à ação dos tiristores. Os filtros de corrente alternada são necessários para compensá-los.Os sistemas atuais carecem de disjuntores específicos, devido à dificuldade de interromper altas correntes. Logo ainda não existem redes em CCAT, somente linhas interligando dois pontos, ou sistemas multi-terminais que devem ser controlados como um todo.As linhas de corrente contínua também apresentam peculiaridades: o campo elétrico é polarizado unidirecionalmente, ao contrário da corrente alternada, originando uma corrente iônica e o surgimento de cargas espaciais

Passo 3 (Equipe)

Como vimos a eletricidade é um serviço essencial para o ser humano no mundo atual, seria quase impossível viver sem ela.Mas com o aumento de aparelhos elétricos em todo mundo houve uma demando muito grande de obtenção de novas fontes. O Brasil tem muitos rios com quedas d’água para geração de energia. Mas a construção dessas barragens leva a alagar uma grande área de terras deixando animais e pessoas a procurar outro local, com isso o meio ambiente é afetado.Embora a energia vinda de fontes nucleares seja de procedência onde o cuidado para a contaminação não ocorrer seja grande continua ela a mais bem aceitável hoje.

ETAPA 2

Passo 1 (Equipe)

As partes principais de um gerador de corrente continua são: O Rotor (armadura), Anel Comutador, Estator (parte fixa), Escovas.

Figura 1 – vista de um corte de um gerador ccFonte: http://www.oficinaecia.com.br/bibliadocarro/imagens/a247.jpg

Passo 2 (Equipe)

Tanto os Motores de Corrente Contínua quanto os Motores de Corrente Alternada podem possuir excitação única, sendo ela no seu estator ou no seu rotor ou excitação dupla, excitada no rotor e no estator, neste último caso, apresentam a grande vantagem de poderem trabalhar em regime de motor ou em regime de gerador elétrico.

Síncronos: é pouco utilizado nas indústrias, sua velocidade é constante, pois possui um induzido de campo constante pré-definido e, assim, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo campo girante. É empregado quando se faz necessárias velocidades estáveis mesmo submetidos a cargas variáveis, quando se requer grande potência com torque constante e também pode ser usado para correção de fator de potência.

Assíncronos: geralmente trabalha em velocidade estável, que varia levemente com a carga mecânica aplicada ao seu eixo. É simples, robusto, de baixo custo, de reduzida necessidade de manutenção, sendo assim, é o motor mais utilizado industrialmente. Devido aos avanços da eletrônica é possível controlarmos a velocidade desses motores com o auxílio de inversores de frequência.

Passo 3 (Equipe)

Diagrama Fasorial

Uma corrente alternada sofre alteração no seu valor e no seu sentido ao longo do tempo. Conforme ocorre essa alteração temos diversos tipos de corrente alternada.O principal tipo de corrente alternada é a senoidal e nela podemos aplicar todos os conceitos que conhecemos de frequência, período, frequência angular e velocidade angular.Para representar uma onda senoidal podemos utilizar um fasor. Um fasor é um vetor girante. Na imagem a abaixo temos a direita um diagrama fasorial e a esquerda a onda senoidal resultante.

O diagrama fasorial é muito utilizado na análise de circuitos de corrente alternada por permitir analisar tensão e corrente de forma fácil, permitindo, por exemplo, a analise da defasagem.A imagem a seguir nos permite compreender um diagrama fasorial. A direita temos uma onda senoidal ao longo do tempo, no eixo x o tempo e no eixo y a amplitude. A esquerda temos o diagrama fasorial que expressa esta onda o instante t=0.  Podemos perceber que Y’ indica a altura que a onda corta o eixo y e o comprimento do arco  Φ projetado no eixo x é a distancia entre o ponto que a onda corta o eixo x e a origem. Utilizando Φ  Y’ ainda podemos encontrar a amplitude máxima.

É útil saber utilizar o diagrama fasorial para podermos somar grandezas senoidais diretas sem usar a equações das ondas senoidais. Na imagem abaixo temos à direita dois vetores, Vm1 e Vm2 e a soma deles gera Vm e à esquerda temos duas ondas senoidais, b1 e b2, e a soma delas gera a onda b.Podemos perceber que o gráfico á esquerda corresponde a um diagrama fasorial das ondas mostradas à direita, assim podemos visualizar que a soma dos vetores corresponde a soma das ondas.

Passo 4 (Equipe)

Concluímos assim que não é só a energia elétrica a mais importante os motores elétricos são hoje indispensáveis para todos os aparelhos em uma cozinha. Os carros que serão utilizados no futuro serão de energia elétrica.Existem muitos tipos de motores elétricos os de corrente alternada e os de corrente continua. A maior parte dos motores utilizados nos utensílios doméstico e industrial.Os de correntes continuas em brinquedos onde as pilhas são de mais utilidades.

ETAPA 3

Passo 1 (Equipe)

Tipo Primário Enrolado – enrolamento primário constituído de uma ou mais espiras envolve mecanicamente o núcleo do transformador;

Tipo Barra – primário é constituído por uma barra, montada permanentemente através do núcleo do transformador;Tipo Núcleo Dividido – este tipo possui o enrolamento secundário completamente isolado e permanentemente montado no núcleo, mas não possui enrolamento primário. Parte do núcleo é separável ou articulada para permitir o enlaçamento do condutor primário;

Passo 2 (Equipe)

Passo 3 (Equipe)

A retificação de meia onda aproveita um semicírculo da senoide para gerar na saída uma corrente cc (corrente continua) pulsante com a mesma frequência da fonte.Utiliza-se para formar um circuito retificador de meia onda, um diodo, que nos ciclos positivos, libera a corrente, pois a carga positiva deverá estar no anodo, tornando o diodo polarizado, e nos semicírculos negativos o negativo entra no anodo tornando o diodo inversamente polarizado, atuando como um isolante.Deve-se tomar cuidado para dimensionar um diodo de capacidade adequada pois quando uma corrente acima do seu nivel de capacidade o percorre o diodo se torna um condutor comum, perdendo suas propriedades semicondutoras.Imagens Exemplo: 1.Entrada ac no circuito. 2.Circuito elétrico com Transformador. 3.Onda na Saida do Diodo.

ETAPA 4

Passo 1 (Equipe)

O sistema trifásico é a forma mais comum da geração, transmissão e distribuição de energia elétrica em corrente alternada. Este sistema incorpora o uso de três ondas senoidais balanceadas, defasadas em 120 graus entre si, de forma a balancear o sistema, tornando-a muito mais eficiente ao se

comparar com três sistemas isolados. As máquinas elétricas trifásicas tendem a ser mais eficientes pela utilização plena dos circuitos magnéticos. As linhas de transmissão

permitem a ausência do neutro, e o acoplamento entre as fases reduz significantemente os campos eletromagnéticos. Finalmente, o sistema trifásico permite a flexibilidade entre dois níveis de tensão.

Passo 2 (Equipe)

Sistema de geração de energia

A importância da geração, da transmissão e da distribuição seguras de eletricidade ganhou destaque quando se tornou aparente que a eletricidade era útil para fornecer o calor, a luz e a energia em geral para as atividades humanas. A geração de energia descentralizada tornou-se altamente atrativa quando se reconheceu que as linhas de energia elétrica em corrente alternada podiam transportar a eletricidade com baixos custos por grandes distâncias

Sistema de transmissão.

Transmissão de energia elétrica é o processo de transportar energia entre dois pontos. O transporte é realizado por linhas de transmissão de alta potência, geralmente usando corrente alternada, que de uma forma mais simples conecta uma usina ao consumidor.

Sistema de distribuição

O sistema de distribuição de energia é aquele que se confunde com a própria topografia das cidades, ramificado ao longo de ruas e avenidas para conectar fisicamente o sistema de transmissão, ou mesmo

unidades geradoras de médio e pequeno porte, aos consumidores finais da energia elétrica.

A conexão, o atendimento e a entrega efetiva de energia elétrica ao consumidor do ambiente regulado ocorrem por parte das distribuidoras de energia. A energia distribuída, portanto, é a energia efetivamente entregue aos consumidores conectados à rede elétrica de uma determinada empresa de distribuição, podendo ser rede de tipo aérea (suportada por postes) ou de tipo subterrânea (com cabos ou fios localizados sob o solo, dentro de dutos subterrâneos). Do total da energia distribuída no Brasil, dentre as Distribuidoras associadas à Abradee, o setor privado é responsável pela distribuição de, aproximadamente, 60% da energia, enquanto as empresas públicas se responsabilizam por, aproximadamente, 40%.

Passo 3 (Equipe)

Principais sites do setor elétrico

Visite os sites dos principais órgãos reguladores do setor elétrico:ANEEL – Agência Nacional de Energia ElétricaABRADEE – Associação Brasileira de Distribuidores de Energia ElétricaARSESP – Agência Reguladora de Saneamento e Energia do Estado de São PauloAGEPAN – Agência Estadual de Regulação de Serviços Públicos do Mato Grosso do SulONS – Operador Nacional do Sistema ElétricoCCEE – Câmara de Comercialização de Energia ElétricaELETROBRAS – Centrais Elétricas Brasileiras

Referências:

VINCENT, Del Toro. Fundamentos de maquinas elétricas, New Jersey Prentice-hall, 1990.

Disponivel em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/caecc.php>Acesso em: 20 novembro 2014.

Disponível em:< http://www.oficinaecia.com.br >Acesso em: 22 novembro 2014.Disponível em:< http://www.ebah.com.br/gerado-de-corrente-continua-docx-a54374.html> Acesso em: 22 novembro 2014.

Disponível em:< http://linhasdetransmissao.wordpress.com/2013/01/09/diagrama-fasorial/> Acesso em: 26 novembro 2014.

Disponível em:< http://www.elektro.com.br/sua-casa/legislacao-e-sites-do-setor-eletrico> Acesso em: 26 novembro 2014.