Grandezas elétricas e geração de energia elétrica

1. CURSO: ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
PROFESSOR: PAULO EDUARDO (DU)
TEMA: CONCEITOS BÁSICOS DE GERAÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA

2. Grandezas elétricas
• Diferença de potencial elétrico (DDP): quando entre dois pontos de
um condutor, existe uma diferença na concentração de elétrons
(carga elétrica), existe um potencial elétrico, ou uma tensão elétrica
entre esses dois pontos. Essa diferença de potencia ou tensão, gera o
deslocamento dos elétrons dentro do condutor (corrente elétrica). A
tensão em um circuito é medida em Volts (V).
• Corrente elétrica: é o movimento ordenado ou fluxo de elétrons em
um condutor, gerado por uma diferença de potencial (DDP) entre dois
pontos. A corrente elétrica é medida em Amperes (A).
• Resistência elétrica: é a força de atração entre os elétrons e os
respectivos núcleos de seus átomos. Em um circuito, a resistência
“impede” a passagem da corrente elétrica. É medida em Ohms (Ω).

3. Grandezas elétricas
• Força eletromotriz (f.e.m): é a DDP produzida por um gerador e
medida em seus terminais.
• 1° Lei de Ohm: é a lei que relaciona a DDP ou f.e.m, com a corrente
elétrica e a resistência elétrica. É dada pela expressão:
U=R.I (1)
• Potência elétrica: potencia, em geral, é o trabalho realizado em
determinado tempo. Logo, potencia elétrica, para um circuito
puramente resistivo, é dado pelo produto da DDP pela corrente
elétrica e é dada em Watts (W):
P=I.U (2)

4. Grandezas elétricas
• Substituindo a equação (1) na (2), temos outras duas variações
importantes:
Ex.1: Um chuveiro tem potência de 5500W, ligado a uma tensão de
220V. Calcule a corrente que ele absorve e sua resistência.
a) 25A b) 8,8 Ω

5. Grandezas elétricas
• Energia e trabalho: a energia consumida ou trabalho elétrico E, é o
produto da potencia elétrica pelo tempo de uso e é dada em Wh.
Geralmente as concessionárias cobram a energia em KWh, com o
prefixo K = 1000. Logo:
E(KWh)=
P .t
1000
; E=
I. U . t
1000
; E =
R .I² .t
1000
etc
Ex.2: Calcule a energia gasta no mês pelo chuveiro do Ex.1, se ele
ficar ligado em média 30 minutos por dia, e sabendo que a Coelba
cobra 0,96 reais por KWh, quanto foi o gasto com o chuveiro durante
o mês?
a) 82,5KWh b) 79,2 reais

6. Resistências equivalentes em circuitos

7. Produção de energia elétrica
• Como vimos anteriormente, para que exista corrente elétrica
(movimento ordenado dos elétrons), é necessário um
diferença de potencial que force os elétrons se moverem. A
DDP é produzida em dispositivos adequados (geradores), e
quando medida em seus terminais é denominada de força
eletromotriz (f.e.m).

8. Produção de energia elétrica
• Hoje, a principal forma de geração de eletricidade é por meio
de indução eletromagnética, onde existem 3 processos
principais que obedecem da lei de Faraday:
➢ 1° Pelo movimento de um condutor em um campo
magnético;
➢ 2º Pelo movimento de um campo magnético no interior de
um solenoide;
➢ 3° Pela variação da intensidade de um campo magnético a
cuja ação se acha submetido a um condutor com espiras
helicoidais.

9. Produção de energia elétrica
Fluxo magnético
É uma grandeza escalar que mede a quantidade de linhas de campo magnético
(B) que atravessam uma área fechada (A)

10. Produção de energia elétrica
Lei de Faraday
A variação do fluxo magnético geral diferença de potencial ou
f.e.m. induzida que gera corrente elétrica:

11. Produção de energia elétrica
1° Pelo movimento de um condutor em um campo magnético

12. Produção de energia elétrica
1° Pelo movimento de um condutor em um campo magnético

13. Produção de energia elétrica
2º Pelo movimento de um campo magnético no interior de um solenoide

14. Produção de energia elétrica
3° Pela variação da intensidade de um campo magnético a cuja ação se
acha submetido a um condutor com espiras helicoidais.

15. Geração de corrente alternada monofásica
Aplicando os exemplos anteriores, podemos gerar eletricidade de
forma simples. A corrente alternada é assim chamada pois o sinal
da corrente muda com a inversão do fluxo magnético (polos norte
e sul do ímã).

16. Geração de corrente alternada monofásica
Um gerador monofásico tem a seguinte configuração:

17. Geração de corrente alternada trifásica
Um gerador trifásico tem a seguinte configuração:

18. Referências
Instalações elétricas - Julio Niskier, quarta edição.