1. Lei de Joule Quando uma corrente eléctrica passa através de um
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1. Aquecimento de edif cios por meio de irradiadores e convectores Aparelhos electrodom sticos fog o ferro de engomar cafeteira el ctrica grelhador etc Estufas de secagem de aparelhos e fornos com diversos fins Soldadura El ctrica b Ilumina o por incandesc ncia As l mpadas de incandesc ncia t m um filamento de tungst nio que percorrido pela corrente el ctrica pode atingir temperaturas da ordem dos 2000 C A essa temperatura o filamento emite luz c Fus veis Os cortacircuitos fus veis denominados geralmente por fus veis s o aparelhos que cont m um condutor que colocado em s rie num circuito Em funcionamento normal do circuito h um aquecimento do condutor fus vel bem superior ao da restante instala o e logo que a intensidade da corrente excede um certo valor considerado como limite de funcionamento normal o fus vel devido ao seu ponto de fus o interrompe o circuito evitando que este se danifique O fus vel protegeu assim o circuito contra correntes excessivas vam A sb i Os fus veis caracterizam se pela sua intensidade de corrente nominal e pela sua tens o nominal vD1O aR 20A 1000 tens o m xima a que podem ser ligados po Du SN a Ea CH A o Eletricista de Instala es Formador Ant nio Gamboa 8 UFCD 1191 Instala es el ctricas a cabo INSTITUTO DO EMPREGO E FORMA O PROFISSIONAL IP Centro de Forma o Profissional de Coimbra2. Fatores que interv m na resist ncia el trica natureza da subst ncia comprimento sec o temperatura Resistividade a resist ncia de uma amostra do material tendo uma sec o e um comprimento igual unidade A resistividade representada pela letra p l se r e uma constante do material que constitui o condutor A sua equa o 7 l R a resist ncia em Q p a resistividade em mm m comprimento em m metro sec o mm po Du Ris Ea EM D UFCD 1196 Instala es aparelhos de 2 lt INSTITUTO DO EMPREGO E aquecimento FORMA O PROFISSIONAL IP A o Eletricista de Instala es Centro de Forma o Profissional de Coimbra Formador Ant nio Gamboa o oe y E a comprimento 1 Fonte http www infoescola com fisica leis de ohm Tabela de resistividades para a temperatura de 20 C stividade Prata 0 016 Cobre 0 017 Zinco 0 061 Aluminio 0 030 Ferro doce 0 130 Merc rio 0 950 Carv o 60 Fonte http www electronica pt com index php content view 166 37 Condutividade el trica ou condut ncia espec fica a propriedade que os materiais t m de conduzir a corrente el ctrica com maior ou menor facilidade A prata o material que apresenta a melhor condutibilidade el ctrica A sua f rmula revela que a condutividade el trica o inverso da resistividade el trica gsi p o l se sigma a condutividade el ctrica em Qm p a resistividade em Qm Resist ncia va
3. Corrente nominal In a intensidade de corrente com a qual o fus vel se mant m indefinidamente em funcionamento normal Poder de corte a maior intensidade de corrente que um fus vel capaz de cortar com toda a seguran a Este valor est ligado tens o e ao fator de pot ncia de utiliza o normal do fus vel Quando da substitui o de um fus vel come amos por desligar o interruptor geral da instala o de seguida procura se a causa que provocou o curtocirctuito por fim coloca se o fusivel novo Nota nunca utilizar um arame para compor um fus vel d Rel s t rmicos Constitu dos por l minas bimet licas ou seja l mina met lica formada por um conjunto de duas l minas de metais diferentes e que t m diferentes pontos de dilata o temperatura normal as duas l minas encontram se direitas mas quando h um determinado aquecimento uma das l minas dilata mais que a outra e a l mina bimet lica curva S o as extremidades livres das l minas bimet licas que v o atuar sobre um contacto auxiliar como o caso dos rel s ou podem fazer disparar uma mola como o caso dos disparadores 6 Resist ncias fixas e vari veis Resist ncia a oposi o oferecida pelos materiais passagem da corrente el ctrica restituindo sob a forma de calor toda a energia el ctrica que recebe Simbologia DO S mbolo Do Designa o O Resist ncia s mbolo geral Resist ncia pura Elementos de aquecimento
4. 1 LII 10KS E Riscas ME Te ppm Prata a E m E o r I l rmm o NE l OQUPO Preto Castanho 1 vermelho 2 Laranja 3 Amarelo 4 A 5 1 2 05 0 verde 5 Branco 9 a 3 a Mi gA Ea Coeficiente Multiplicador de Temperatura Fonte http elektronyka blogspot pt 2011 05 01 archive html Exemplo para uma resist ncia com 4 riscas Fonte http elektronyka blogspot pt 2011 05 01 archive html As duas primeiras cores Amarelo 4 e Violeta 7 formam o n mero 47 A terceira cor laranja 3 corresponde ao expoente da pot ncia de dez 10 a quarta cor prata 10 indica a toler ncia Assim a resist ncia el trica tem o valor de 47000 O 10 on so E D UFCD 1196 Instala es aparelhos de gt lt INSTITUTO DO EMPREGO E aquecimento FORMA O PROFISSIONAL IP A o Eletricista de Instala es Centro de Forma o Profissional de Coimbra Formador Ant nio Gamboa 8 Caracter sticas do disco el trico As resist ncias de aquecimento convertem energia el trica em energia calor fica por efeito de Joule descoberto por James Prescott Joule em 1841 Atualmente as resist ncias de aquecimento s o utilizadas para uma infinidade de aplica es A grande maioria delas fabricada com um fio de uma liga Nicr mio composta por 80 de n quel e 20 de cr mio Esta liga supor
5. dr es internacionais Estes tipos de sensores podem ser do tipo PT100 bus EE A o Eletricista de Instala es Formador Ant nio Gamboa UFCD 1191 Instala es el ctricas a cabo INSTITUTO DO EMPREGO E FORMA O PROFISSIONAL IP Centro de Forma o Profissional de Coimbra Termostato O termostato um dispositivo destinado a manter constante a temperatura de um determinado sistema atrav s de regula o autom tica e tem como fun o impedir que a temperatura de determinado sistema varie al m de certos limites preestabelecidos Um mecanismo desse tipo composto fundamentalmente por dois elementos um indica a varia o t rmica sofrida pelo sistema e chamado de elemento sensor o outro controla essa varia o e corrige os desvios de temperatura mantendo a dentro do intervalo desejado Os termostatos controlam a temperatura dos frigor ficos ferros el tricos ar condicionado etc Termostatos de l mina bimet lica Este tipo de termostato utiliza o coeficiente de dilata o espec fico de cada uma das l minas met licas para o seu funcionamento s o muito comuns devido sua simplicidade estabilidade e baixo custo A pr pria l mina bimet lica parte integrante do interruptor e tem num dos seus extremos um dos contactos que encurva com a temperatura e a pr pria l mina abre e fecha o circuito muito comum o seu uso nos fornos de engomar fornos el tricos e estufas el tricas A temperatu
6. e UFCD 1196 Instala es aparelhos de 2 lt INSTITUTO DO EMPREGO E aquecimento FORMA O PROFISSIONAL IP A o Eletricista de Instala es Centro de Forma o Profissional de Coimbra Formador Ant nio Gamboa 1 Lei de Joule Quando uma corrente el ctrica passa atrav s de um condutor os electr es livres no seu movimento for ado e orientado chocam com as mol culas desse condutor provocando o seu aquecimento H assim transforma o da energia el ctrica em calor Ao efeito da corrente el ctrica que passa num condutor chama se efeito calor fico ou efeito de Joule pois foi este cientista que primeiro o estudou A lei de Joule pode assim enunciar se quando passa uma corrente el ctrica num condutor a energia el ctrica transformada em energia calor fica proporcional ao quadrado da intensidade de corrente resist ncia do condutor e ao tempo durante o qual a corrente passa O enunciado desta lei traduz se pela seguinte f rmula E RI t R em Q em A tem s E emJ O efeito de Joule muitas vezes avaliado na unidade de tempo o segundo Assim obtemos a f rmula em que t corresponde a um segundo P RI Esta f rmula d o valor da pot ncia dissipada por efeito de Joule em qualquer aparelho tanto em corrente cont nua como em corrente alternada H recetores em que a energia el ctrica unicamente transformada em energia calor fica chamados de recetores calor ficos tendo como exemplos o irradiado
7. energia calor fica utiliza se uma unidade mais pr tica a caloria cal A rela o entre a caloria e o joule a seguinte 1cal 4 18 3 Condutores No caso dos condutores de cobre utilizados nas instala es el ctricas a temperatura de equil brio n o deve ultrapassar em mais de 30 C a temperatura ambiente para que o isolamento n o seja danificado 4 Inconvenientes da Lei de Joule a Aquecimentos indesej veis Em determinadas aplica es da energia el ctrica nomeadamente nos motores e geradores el ctricos o efeito de Joule indesej vel pois constitui uma perda de energia b Perdas nas linhas el ctricas A corrente ao percorrer os condutores el ctricos ocasiona o efeito de Joule c Limita o de intensidade de corrente nos condutores A liberta o de energia calor fica nos condutores quando estes s o percorridos por uma corrente el ctrica eleva a sua temperatura O condutor vai cedendo energia calor fica aos corpos vizinhos isolamento ar etc at que se atinge uma temperatura de equil brio quando a energia dissipada por efeito de Joule igual energia cedida Os isolamentos dos condutores PVC verniz papel etc s o fabricados para suportarem determinada temperatura m xima permanentemente Quando se ultrapassa essa temperatura estes v o envelhecendo ou seja v o perdendo qualidades de isolamento mais ou menos consoante a temperatura atingida e o tempo durante o qual se mant m Por ou
8. entos de eletricidade Sim es Morais Edi o do Autor Eletricidade Jos Vagos Carreira Matias Did ctica Editora F sica e Qu mica na nossa vida Viver melhor na Terra M Margarida R D Rodrigues e Fernando Mor o Lopes Dias Ci ncias F sico Qu micas 9 ano Porto Editora Curso completo de eletricidade b sica Hemus SA Manual de instru es Meireles SA po DH SR E e
9. o rede necess rio ter em considera o o cabo verde amarelo de seguran a deva estar ligado com a o fio de terra o cabo azul um cabo neutro os cabos castanho preto ou vermelho s o cabos fase live nenhum cabo deve ter contacto com as superf cies aquecidas superiores aos 50 C se o fog o for fornecido sem cabo ser necess rio usar um cabo do tipo HO5VV F monof sico ou HO5RR F trif sico Para proceder transforma o atuar com base nos esquemas monof sica 220 240 V bif sica 380 415 V 2N irf sica 380 415 V 3N 2 1 condutores 3 1 condutores d 1 condutores 123 4 5 123 4 5 1234 5 L N L2 N L1 L2 L3 N Nota o texto referente liga o da parte el trica foi retirado integralmente do manual de instru es dos fog es Meireles 10 Princ pio de funcionamento do comutador de aquecimento Num comutador de seis sa das de aquecimento o bot o de controlo de sete posi es intercala tr s resist ncias de aquecimento de diferentes categorias em s rie ou em paralelo Como resultado temos seis sa das de aquecimento diferentes que resultam nos diferentes processos de confe o e da quantidade de alimentos a confecionar S o empregados materiais de alta qualidade a fim de garantirem um desempenho confi vel a longo prazo Exemplo de duas resist ncias ligadas em s rie 11 Aparelhos de medida ohm metro e watt metro Ohm metro O ohmimetro um aparelho de medida el t
10. r o fog o el trico o ferro de engomar etc Nestes recetores toda a energia absorvida igual energia til sendo o seu rendimento n 100 Es Ult E RI t E energia absorvida E energia til Ou avaliado na unidade de tempo pot ncia absorvida igual pot ncia til Pa UI P RI Destas igualdades resulta a lei de Ohm U RI que se aplica unicamente aos recetores puramente t rmicos muitas vezes designadas por resist ncias mortas ou resist ncias puras ou simplesmente por resist ncias Outros recetores transformam energia el ctrica absorvida E Ult em energia mec nica movimento como nos motores el ctricos aspirador batedeira etc Contudo al m destas transforma es de energia h o efeito de Joule embora reduzido o que um inconveniente pois h perda de energia sem utilidade a qual n o podemos evitar mas apenas limitar Neste caso a energia perdida por efeito de Joule E RIt ou na sua unidade de tempo P RI po Du SER E e A o Eletricista de Instala es Formador Ant nio Gamboa 8 UFCD 1191 Instala es el ctricas a cabo INSTITUTO DO EMPREGO E FORMA O PROFISSIONAL IP Centro de Forma o Profissional de Coimbra H ainda utiliza es da energia el ctrica em que se pretende energia mec nica e energia calor fica como seja nos secadores de cabelo 2 Unidades A unidade de energia do Sistema Internacional de Unidaddes para qualquer tipo o Joule J Para a
11. ra pode ser regulada porque o termostato encontra se dentro do volume de controlo ou porque o fluxo de corrente aquece a l mina bimet lica L mina Isolador bimet lica ns Contactos Condutores Esquema do term stato Fonte http www sabelotodo org electrotecnia termostato html 9 Liga o da parte el trica Muito importante A liga o do fog o rede el trica deve ser efetuada por uma pessoa qualificada e seguindo as normas de seguran a em vigor Deve ser prevista na canaliza o fixa um meio para desligar o fog o da rede de alimenta o conforme as regras de instala o Antes de proceder liga o do fog o verificar se a instala o el trica e o dispositivo de prote o est o de acordo com as caracter sticas t cnicas do aparelho ver placa de caracter sticas ou quadro de caracter sticas t cnicas Os aparelhos est o dotados de cabo de alimenta o e preparados para funcionar com uma frequ ncia de 50 60 Hz De acordo com os modelos a alimenta o el trica pode ser monof sica po Du Ris Ea EM UFCD 1196 Instala es aparelhos de 2 lt INSTITUTO DO EMPREGO E aquecimento FORMA O PROFISSIONAL IP A o Eletricista de Instala es Centro de Forma o Profissional de Coimbra Formador Ant nio Gamboa bif sica ou trif sica Nos aparelhos com ficha deve ligar a ficha a uma tomada de corrente com contacto de terra Para proceder liga o do cabo de alimenta
12. ri vel uma resist ncia cujos valores podem ser ajustados por um movimento mec nico por exemplo rodando manualmente As resist ncias vari veis podem ser de volta simples ou de m ltiplas voltas com um elemento helicoidal Alguns t m um mostrador mec nico para contar as voltas Re stato uma resist ncia vari vel com dois terminais sendo um fixo e o outro deslizante Geralmente s o utilizados com altas correntes Fonte http efisica if usp br apoio equipamentos php Potenci metro um tipo de resist ncia vari vel comum muito utilizados na eletr nica Fonte http automacao criativa blogspot pt 2011 11 01 archive html PODH qa E CH UFCD 1191 Instala es el ctricas a cabo e INSTITUTO DO EMPREGO E ia E A 2 Qsmuio PROFISSIONAL IP sao Pena OS na a es Formador Ant nio Gamboa Centro de Forma o Profissional de Coimbra 7 Resist ncia de isolamento Quando um material isolante separa dois condutores sob influ ncia de uma diferen a de potencial aparecem correntes de fuga A resist ncia de isolamento corresponde resist ncia que o isolante oferece passagem dessa corrente de fuga a qual pode circular atrav s da massa isolante ou pela sua superf cie primeira corresponde a resist ncia de isolamento volum trica e segunda a resist ncia de isolamento superficial 8 C digos de resist ncias Tabela de Cores para Resistencias 4 Riscas dm Do 5 Riscas i 22002
13. rica que permite efetuar a leitura da resist ncia el trica de um material seja ele condutor ou isolador bem como verificar a continuidade de um circuito el trico marma o PODU SRi Ea 6 A o Eletricista de Instala es Formador Ant nio Gamboa UFCD 1191 Instala es el ctricas a cabo INSTITUTO DO EMPREGO E FORMA O PROFISSIONAL IP Centro de Forma o Profissional de Coimbra Utiliza o do ohm metro Ao efetuar a leitura de uma resist ncia esta deve ser retirada do circuito para que n o se fa a a leitura das resist ncias que estejam na sua vizinhan a Medi o da resist ncia el trica Fonte http www pinetreerf com br pages espaco tecnico concinstrMedidas conceitosInstMedidas htm l Watt metro O watt metro um aparelho que permite medir a pot ncia el trica fornecida ou dissipada por um elemento O watt metro realiza o produto das grandezas tens o e corrente el trica no elemento raz o pela qual a liga o do watt metro ao circuito el trico feito simultaneamente em s rie e em paralelo Dois dos terminais s o ligados em paralelo efetuando a medi o da tens o e os outros dois terminais s o entrepostos no caminho da corrente Liga o do watt metro Liga o de um watti metro a um circuito monof sico Watt metro Fonte CIRCUITO MONOF SICO Bibliografia Princ pios de eletricidade e electr nica Noel M Morris Edi es CETOP Elem
14. ta altas temperaturas na ordem dos 1000 C resistiva p 1 1 Qmm m condi o necess ria para produzir calor muito resistente aos impactos e inoxid vel Existem v rios tipos de resist ncias el tricas quanto sua forma sec o e tamanho No caso das resist ncias tubulares que se encontram nos termoacumuladores fog es e fornos el tricos podem ser fabricadas em diversas configura es e com diferentes di metros conforme a necessidade da aplica o Consiste basicamente numa mola espiral de Nicr mio o nome dado s ligas baseadas em N quel Ni e Cr mio Cr NiCr 80 20 milimetricamente centralizada blindada e compactada em xido de magn sio prote o em inox cobre e a o Sondas de temperatura Existem v rios tipos de sondas de temperatura com v rias tecnologias e diferentes formatos Estas sondas s o um tipo de sensores muito utilizados em diversos campos da ind stria Os sensores podem ser do tipo termopar ou resistivo Os de tipo termopar geram uma for a electromotora mV quando a temperatura da zona quente do termopar que est em contacto com a fonte de calor diferente da temperatura da zona fria Este valor corresponde a uma temperatura espec fica de acordo com os padr es internacionais Existem termopares do tipo J K S etc Os sensores do tipo resistivos usam as varia es da resistividade dos materiais com a temperatura O valor medido corresponde a um valor de temperatura segundo os pa
15. tro lado para intensidades de corrente muito elevadas os condutores podem fundir d Perigo de inc ndio em curtocircuitos H curtocircuito quando dois pontos de um circuito ficam ligados por meio de uma resist ncia quase nula Em muitos casos de curto circuito s o os dois condutores que se tocam directamente por deteriora o do isolamento Neste caso a resist ncia de contacto quase nula o que provoca intensidades de corrente bastante elevadas e consequentemente grande quantidade de calor po Du Ris Ea EM D UFCD 1196 Instala es aparelhos de 2 lt INSTITUTO DO EMPREGO E aquecimento FORMA O PROFISSIONAL IP A o Eletricista de Instala es Centro de Forma o Profissional de Coimbra Formador Ant nio Gamboa libertado por efeito de Joule que leva fus o dos pr prios condutores dando origem ocorr ncia de inc ndios e Aquecimentos excessivos nos maus contactos Num circuito el ctrico quando h maus contactos nas liga es dos elementos condutores surge uma resist ncia anormal no circuito ou seja uma resist ncia de contacto Quanto pior for o contacto mais elevada a resist ncia de contacto o que implica que h um desenvolvimento de energia calor fica anormal por efeito de Joule Assim as liga es aquecem exageradamente podendo destruir se 5 Aplica es do Efeito de Joule a Aquecimento O calor desenvolvido por efeito de Joule tem in meras aplica es viabilizadas por aparelhos
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