HISTORIA DA ELETRICIDADE [Salvo automaticamente].ppt

09-08-2021
Disciplina: Eletrônica e Instalações Elétrica Prediais I
Prof. Esp. Edmar de Oliveira
Curso: Engenharia Civil e Elétrica

INTRODUÇÃO: História da Eletricidade

A história da eletricidade remonta há séculos. Foram muitos experimentos,
invenções e criatividade para termos a facilidade de hoje. Basta apertarmos
um botão para ligarmos uma lâmpada ou ligar a TV. Parece que sempre
tivemos a eletricidade disponível de forma barata e em larga escala. Grandes
inventores foram responsáveis pelo conforto que a energia elétrica nos
proporciona e este artigo é um lembrete sobre alguns deles.

1751 — Publicação do Livro Experimentos e
Observações Sobre a Eletricidade — Benjamin Franklin
O livro publicado por Benjamin Franklin, um dos pais fundadores dos EUA,
relata as descobertas sobre o comportamento da eletricidade.
É uma série de cartas sobre experimentação elétrica e introduz diversos
termos que usamos ainda hoje como positivo, negativo, bateria, carga e
choque.

1765 — James Watt Transforma a Revolução Industrial:
James Watt transformou a Revolução Industrial com as máquinas a vapor.
Essas máquinas aproveitavam melhor o calor e o uso do carvão.
Eram usadas para propulsão de moinhos, tornos, fundição e minas de
carvão.
Apesar de não gerar eletricidade, foi a base para o que veio depois.
Alguns consideram esta a máquina que ocasionou a Revolução Industrial.

1800 — Pilha de Alessandro Volta:
Apesar de relatos mais antigos de invenções com o mesmo princípio, a
primeira bateria de verdade foi inventada por Alessandro Volta.
A invenção consistia de uma pilha de discos de zinco e de cobre,
intercalados e separados por tecidos embebidos em salmoura.

Início do Século XIX — Os Primeiros Carros Elétricos:
Inovações com motores elétricos e baterias no início daquele século
levaram a experimentos com veículos movidos à eletricidade.
O britânico Robert Anderson é creditado pelo criador da carroça com
propulsão elétrica. À época, as carroças de luxo eram os veículos usados
pelas elites.

1831 — O Gerador de Michael Faraday:
O dínamo, invento de Michael Faraday, converte movimento mecânico em
energia elétrica.
À época, as máquinas geram abastecidas a vapor, gás, força da água ou
vento. O dínamo usava a força dessas máquinas para gerar energia de baixa
voltagem.
O mesmo princípio inventado por Faraday é usado ainda em grande escala,
nas usinas hidrelétricas.
Apesar de rudimentar, foi uma invenção que revolucionou a geração
contínua de energia e abriu o caminho para grandes mentes, como Thomas
Edison.

1879 — Eletricidade Prática e Acessível:
Thomas Edison patenteou a primeira lâmpada que era prática e acessível.
A primeira demonstração pública do invento foi em 31 de dezembro de 1879,
quando Edison declarou “a eletricidade será tão barata que somente os
ricos usaram velas”.
Mais tarde, ele criaria um sistema inteiro de iluminação elétrica.

1882 — Primeira Estação Pública de Energia do Mundo:
Abertura da Holborn Viaduct Station, também conhecida como Edison
Electric Light Station, em Londres.
A estação queimava carvão para alimentar uma turbina a vapor e gerar
eletricidade.
Foi o início da iluminação pública usando energia elétrica, uma ideia que se
espalhou rapidamente pela cidade inglesa.

Década de 1880 — Guerra Elétrica:
De um lado, Nikola Tesla defendendo a corrente alternada. De outro, Thomas
Edison, com a corrente contínua.
Ambos tentando provar qual das duas era mais viável.
A guerra elétrica, ou guerra das correntes, acabou eventualmente com a
vitória da corrente alternada.

1901 — Primeira Estação de Energia Industrial:
Até 1901, as fábricas da Grã-Bretanha eram abastecidas por geradores
individuais de energia elétrica.
A Merz & McLellan apareceu para entregar energia barata e confiável através
de linhas de transmissão de alta voltagem.
Foi o início do sistema de distribuição britânico.

Década de 1990 — Primeiro Carro Elétrico de Produção
em Massa:
A General Motors foi a primeira grande montadora a produzir veículos
elétricos em escala.
O modelo EV1 era equipado com a revolucionária invenção da bateria
recarregável.
Por ser caro e somente disponível para uso com pagamento mensal, o
modelo durou apenas 6 anos.

2018 — Renováveis Respondem por 30% da Produção de
Energia Mundial:
A Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA, na sigla em inglês)
revelou, em suas estatísticas anuais, que as energias renováveis
respondiam por ⅓ da produção mundial de energia.
As hidrelétricas, as energias eólica e solar são responsáveis por quase a
totalidade da produção de renováveis.
https://calamosolar.com.br/historia
-da-eletricidade/
Fonte da informações até aqui:

- Todas as substâncias são formadas de pequenas partículas chamadas
átomos.
- Os gregos antigos foram os primeiros, a saber, que a matéria é formada por
tais partículas, as quais chamaram átomo.
- Os átomos, porém são compostos de partículas menores: os prótons, os
nêutrons e os elétrons.
- No átomo, os elétrons orbitam no núcleo, que contém prótons e nêutrons.

- Elétrons são minúsculas partículas que vagueiam aleatoriamente ao redor
do núcleo central do átomo.
- A corrente elétrica que abastece com energia as nossas casas é
proveniente de elétrons em movimento.

- Foi descoberta por um filosofo grego chamado Tales de Mileto que, ao
esfregar um âmbar a um pedaço de pele de carneiro, observou que pedaços
de palhas e fragmentos de madeira começaram a ser atraídas pelo próprio
âmbar.
- Do âmbar (gr. élektron) surgiu o nome eletricidade.
- O conhecimento da eletricidade foi o impulso para a invenção de motores,
geradores, telefones, radio e televisão, raios-X, computadores e sistemas de
energia nuclear.
- A eletricidade é uma necessidade para a civilização moderna.

Matéria é TUDO que constitui o universo.
A matéria não pode ser criada nem destruída, somente modificada.
- Núcleo
Prótons: Cargas Positivas
Nêutrons: Cargas Neutras
- Camada de Valência
Elétrons: Cargas Negativas

- Tensão elétrica é a Diferença De Potencial Elétrico(DDP), entre dois
pontos.
- A tensão elétrica também pode ser explicada como a quantidade de
energia gerada para movimentar um elétron para um único sentido.
Tensão Elétrica
+ -
DDP
Unidade de Medida: Volts (V)
Alessandro Volta
1745-1827

- Tensão elétrica, é medida com o multímetro ou voltímetro e se mede em
PARALELO COM O CIRCUITO conforme imagem abaixo.
Tensão Elétrica

- É o fluxo ordenador de elétrons livres em um condutor.
Corrente Elétrica
André-Marie Ampère
1775 - 1836
Unidades de Medida: Ampère (A)

- A corrente elétrica, é medida com o multímetro ou amperímetro e se mede
em SÉRIE COM O CIRCUITO, conforme imagem abaixo.
Corrente Elétrica

- É a oposição a passagem de corrente elétrica. Todo material que que
impede a passagem dos elétrons.
Resistência Elétrica
Unidades de Medida: Ohm(Ω) Georg Simon Ohm
1789 – 1854

- A resistência elétrica é medida com o Ohmímetros e se mede em sua
entrada e saída através dos terminais de conexão conforme imagem
abaixo.

- É a capacidade de realizar trabalho em um certo tempo, a partir da energia
elétrica.
Potência Elétrica
Unidades de Medida: Watt (W)
James Watt
1736 - 1819

- A potência elétrica é medida com o Wattímetro e se mede através de um
alicate wattímetro envolvendo um condutor que alimenta o circuito.
- Existe outras maneiras de se medir indiretamente também.
Potência Elétrica

Formulas para cálculo das unidades:

- Tensão elétrica é dividida em duas situações sendo elas:
- TENSÃO/CORRENTE CONTÍNUA;
- TENSÃO/CORRENTE ALTERNADA.
Tensão Elétrica

- As correntes elétricas CC e CA (contínua e alternada, ou DC e AC,
respectivamente) são responsáveis por transmitir energia elétrica para
equipamentos, como na energia solar, em que a corrente elétrica contínua
é transformada em corrente alternada pelo inversor solar para a geração
de eletricidade.
Tensão Elétrica CC ou DC:

- As correntes elétricas contínua e alternada são responsáveis por
transmitir energia elétrica. Isso ocorre quando os elétrons deslocam-se
do lado negativo, onde há excesso de partículas elétricas, para o lado
mais positivo, no qual a quantidade de elétrons é menor.
- Na corrente contínua, todos os elétrons seguem um fluxo direcional
único, estabilizando a carga. Bons exemplos de sistemas de corrente
contínua são as pilhas – em que a carga vai do positivo para o negativo, e
vice-versa – e os painéis solares.

- Enquanto isso, a corrente alternada caracteriza-se pela movimentação
errática de seus elétrons, já que eles podem mudar de direção
constantemente – até 60 vezes por segundo.
- Uma das maiores vantagens da corrente alternada está em sua
capacidade de ser transportada por longas distâncias. Por esse motivo,
ela é muito utilizada em linhas de transmissão de usinas elétricas,
passando por transformadores, até que chegue à residência das pessoas
na tensão adequada.

- A diferença básica entre as correntes elétricas contínua e alternada é que,
enquanto na corrente contínua (CC) os elétrons movem-se em um único
sentido, a corrente alternada (CA) possui elétrons que variam sua direção
constantemente.
- As principais diferenças entre as correntes elétricas contínua e alternada
são:

- A distância em que a corrente é transmitida;
- As perdas de energia;
- O sentido da corrente.
- No dia a dia, essa diferença pode ser observada no modo como a energia
é transmitida para lugares distantes. Como mencionamos, a corrente
utilizada para gerar energia em nossa residência é a alternada, por esta
ser capaz de transmitir energia para longas distâncias, tendo, assim,
menos perdas de energia, visto que ela não reduz sua força no meio do
caminho percorrido até a chegada à tomada.

- Para identificá-la, basta observar se a corrente mudou de sentido, já que o
tipo de onda e intensidade não interferem em sua polaridade (+ ou -).
Sendo assim, a CC percorre o caminho no sentido positivo para o
negativo de forma convencional, fornecendo corrente elétrica para
baterias e pilhas, por exemplo.
- É comum que a corrente alternada seja transformada em contínua, afinal,
é assim que ela chega diretamente das linhas de distribuição de rede
elétrica. Nesse caso, uma corrente CA pode se tornar uma CC com o
auxílio de transistores, fontes e diodos.

- Uma corrente contínua pode ser aplicada em circuitos de baixa tensão,
assim como os eletroeletrônicos. Baterias e pilhas também são
conhecidas por utilizar a corrente contínua. Além disso, ela também é
popular na geração de energia solar fotovoltaica.

- Tensão elétrica é dividida em duas situações sendo elas:
- TENSÃO/CORRENTE ALTERNADA. AC
Tensão Elétrica CA ou AC:

- A corrente alternada (CA ou AC – do inglês alternating current) é uma
corrente elétrica caracterizada por sua intensidade e direção que variam
periodicamente – ao contrário da corrente contínua –, sendo capaz de ser
transportada por longas distâncias, portanto, sendo a mais utilizada em
grandes potências.
- A corrente alternada é utilizada para transmissões de energia elétrica a
longas distâncias por conta da facilidade de alteração de sua tensão por
meio de transformadores, além de ter perdas muito menores em relação à
corrente contínua, sendo uma forma de transmissão de energia mais
eficiente e o tipo de corrente que chega às residências..

- Se você deseja reconhecer a corrente como alternada, é possível
observar por meio dos elétrons que se movimentam, alterando seu
sentido em até 120 vezes por segundo. Essa variante, portanto, é ideal
para que exista uma linha de transmissão de fluxo alternado nos
transformadores, permitindo que a eletricidade percorra uma distância
maior a partir de sua variação.
- Correntes alternadas podem ser encontradas em linhas de transmissão,
circuitos de alta tensão, geradores e inversores de corrente, além de
serem usadas no transporte de energia elétrica desde as usinas de
produção até os centros de distribuição e, então, até a sua residência.

- O funcionamento da corrente alternada ocorre por meio da condução de
elétrons que oscilam em volta de um ponto fixo, a uma frequência de 60
Hz. Isso quer dizer que os elétrons fazem um movimento de vai e vem por
60 vezes durante um segundo.
- Em termos de distribuição de eletricidade, a corrente alternada é mais
prática, visto que é consideravelmente mais fácil alterar a tensão elétrica
na corrente alternada do que na corrente direta.

- A geração da corrente alternada ocorre em geradores AC, que são
encontrados em quase todos os tipos de usinas de eletricidade. Esses
geradores promovem a rotação de uma espira condutora por meio do uso
de alguma fonte cinética externa, como a movimentação do vento ou da
água.
- Presente entre grandes magnetos, a espira começa a sofrer a ação de
uma força eletromotriz induzida. Essa força é uma tensão elétrica
variável, que tem o seu sentido invertido de acordo com a
- rotação da espira, provocando a circulação da corrente alternada.

- Entre os principais aparelhos que funcionam com corrente elétrica
alternada, estão:
- Ventilador;
- Liquidificador;
- Aspirador de pó;
- Compressor;
- Processador de alimentos.

Tensão Elétrica CC ou DC - CA ou AC:

- Os efeitos da potência que percebemos em casa como já vimos, é o
produto da tensão pela corrente sua unidade de medida é o VA.
- Além disso ela é resultante de
- outras duas potências:
- Potência Ativa
- Potência Reativa
Potência Elétrica CA ou AC

Energia Elétrica (formas de geração):

- Potência Ativa:
- A potência ativa é a parcela efetivamente transformada em:
- A unidade de medida é o Volt-Ampère (VA).

- Potência Reativa:
- A potência reativa é a parcela transformada em campo magnético. Necessário
para o funcionamento de:
- A unidade de medida é o Volt-Ampère reativo (Var).

- Geração de Energia

- GERAÇÃO DE ENERGIA:
- Campo Elétrico : área qualquer que está sobre influência de um elétron
qualquer.

- Campo magnético: campo produzido por qualquer material metálico que
possua propriedades magnéticas.

Energia Elétrica (formas de geração)
- Campo Eletromagnético: campo que ao mesmo tempo é elétrico e
magnético.
- O campo eletromagnético: é essencial para a eletricidade, pois sem ele
não teríamos a energia elétrica.
- Energia Elétrica: Transformação de um campo eletromagnético a partir
da influência direta de uma energia mecânica.

- Geração de Energia
- Geradores
- Usinas Brasileiras
- Grandezas Elétricas

- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS POTÊNCIA HIDRÁULICA:

- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS POTÊNCIA TÉRMICA:

- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS POTÊNCIA NUCLEAR:

- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS POTÊNCIA EÓLICA:

- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS POTÊNCIA SOLAR:

- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E SEU POTENCIAL:

Usina Hidrelétrica Itaipu
Capacidade instalada: 12.600 MKWh

Usina Termelétrica Santa Cruz – Rio de Janeiro
Capacidade Instalada: 766MW

Usina Termoelétrica de Camaçari
Capacidade instalada: 290.000 KWh

- COMO A ELETRICIDADE CHEGA ATÉ A SUA CASA?
Usina
Hidroelétrica

A água é represada nos reservatórios das usinas
hidroelétricas através da construção de uma barragem.
A água então é conduzida com muita pressão por
tubos onde são instaladas as turbinas quem
movimentam os geradores que conduzem
eletricidade.

No estado de São Paulo, a energia é gerada por usinas
hidroelétricas, isto é, aquelas construídas ao longo
dos rios.

Linha de
Transmissão

A eletricidade caminha pelas linhas de transmissão,
que são extensos cabos metálicos sustentados por
torres. As linhas de transmissão são responsáveis por
levar eletricidade até as cidades e as indústrias.

As linhas de transmissão chegam subestações que
tem a finalidade de conectar as linhas de transmissão
para diferentes localidades e, caso seja necessário,
fazer a redução ou a elevação dos níveis de tensão a
serem aplicados. Uma subestação é composta por um
conjunto de equipamentos de proteção e controle, que
viabilizam o atendimento aos requisitos necessários.

Subestação

Rede de
Distribuição

Por fim, após a eletricidade passar pela subestação
ela vai pra rede de distribuição, que são os conjuntos
de postes, cabos e transformadores que levam a
eletricidade até as residências, escolas, indústrias,
hospitais, etc.

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