Apostila Eletricidade Básica




Disciplina: Eletricidade Básica
Professora: Engª Cátia Rosália Maroco Ortega
Curso:__________________________Módulo I
Nome:______________________________________________Nº:_____
ELETRICIDADE BÁSICA



POTÊNCIAS DE BASE 10


                                                                 Décimos Centésimos
Centenas Dezenas Unidades Décimos Centésimos Milésimos                               Milionésimos
                                                                 milésimos milésimos


        Partes inteiras                                    Partes decimais

 10 2      10 1       10 0      10 - 1   10 - 2   10 - 3    10 - 4     10 - 5    10 - 6

  Vamos ver como efetuar a transformação do número 4538

   O valor deste número é formado, multiplicando-se os dígitos do número, de
trás para frente, por potências de 10, começando com 100. O último dígito
(bem à direita) é multiplicado por 10º, o penúltimo por 101, o próximo por
102 e assim por diante. o valor real do número é a soma destas multiplicações. Observe o esquema
a seguir:

                          4              5        3          8

Multiplica por:           103            102      101        100

ou seja:                  1000           100      10         1

Resultado:                4 x 1000 5 x 100 3 x 10 8 x 1

Igual a:                  4000           500      30         8

Somando tudo:             4000+500+30+8

É igual a:                4538

Observe que 4538 é exatamente:

  4
           (103)
  milhares
  5
+          (102)
  centenas
  3
+          (101)
  dezenas
  8
+          (100)
  unidades
Ex.: 125,384

  Posição ou ordem com as seguintes denominações:


                                                                     Décimos Centésimos
Centenas Dezenas Unidades Décimos Centésimos Milésimos                                   Milionésimos
                                                                     milésimos milésimos

       Partes inteiras                                        Partes decimais




   1          2               5          3         8           4


        Partes inteiras                                        Partes decimais

  O método ao qual estamos acostumados a usar é um sistema de numeração
posicional. Isso significa que a posição ocupada por cada algarismo em um
número altera seu valor de uma potência de 10 (na base 10) para cada casa à
esquerda.
                  2               1            0
125 = 1x10            + 2x10          + 5x10

Base de um Sistema de Numeração

    A base de um sistema é a quantidade de algarismos disponível na
representação. A base 10 é hoje a mais usualmente empregada, embora não
seja a única utilizada.

  Portanto o número acima 125,380 na representação da base 10 é:
                          2             1              0            - 1            - 2             - 3
125,384 = 1x10                + 2x10        + 5x10         + 3x10         + 8x10         + 4x 10

           = 1 x 100 + 2 x 10 + 5 x 1 + 3 x 0,1 + 8 x 0,01 + 4 x 0,001

           = 100 + 20 + 5 + 0,3 + 0,08 + 0,004

           = 125 + 0,384

           = 125,384
MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS


  A fim de facilitar a compreensão de grandezas, houve a criação de múltiplos
e submúltiplos de uma unidade padrão.

Exemplos:

a - Um pacote de feijão tem 1 000 gramas. Porém é mais fácil dizer
Um Quilograma ( 1Kg), que é um múltiplo do grama.

b - Uma régua tem 0,30 m. Dizendo que ela tem 30 centímetros (cm),
entendemos mais fácil. O cm é um submúltiplo do metro.

     No Sistema Elétrico é normal usarmos Potência de 10 para representar
grandezas grandes ou pequenas.


Exemplos:

Múltiplos

10 12 = 1.000.000.000.000         Tera = T

10 9 = 1.000.000.000              Giga = G

10 6 = 1.000.000                  Mega = M

10 3 = 1.000                      Quilo = k

10 0 = 1



Submúltiplos

10 - 3 = 0,001                    mili   =    m

10 - 6 = 0,000001                 micro =     µ

10 - 9 = 0,000000001              nano    =   η

10 - 12 = 0,000000000001          pico    =   ρ
A tabela mostra os múltiplos e submúltiplos existentes.

    Nome            Símbolo       Fator de multiplicação da unidade
    yotta              Y          1024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000
     zetta             Z          1021 = 1 000 000 000 000 000 000 000
      exa              E          1018 = 1 000 000 000 000 000 000
     peta              P          1015 = 1 000 000 000 000 000
     tera              T          1012 = 1 000 000 000 000
     giga              G          109 = 1 000 000 000
    mega               M          106 = 1 000 000
     quilo             k          10³ = 1 000
    hecto              h          10² = 100
     deca              da         10
     deci              d          10-1 = 0,1
     centi              c         10-2 = 0,01
      mili             m          10-3 = 0,001
    micro              µ          10-6 = 0,000 001
     nano              n          10-9 = 0,000 000 001
     pico              p          10-12 = 0,000 000 000 001
    femto               f         10-15 = 0,000 000 000 000 001
     atto              a          10-18 = 0,000 000 000 000 000 001
    zepto               z         10-21 = 0,000 000 000 000 000 000 001
    yocto               y         10-24 = 0,000 000 000 000 000 000 000 001

      Múltiplos e Submúltiplos das unidades elétricas mais usadas



                       NOME        SÍMBOL  FATOR DE
                                      O   MULTIPLICAÇ
                                              ÃO
                        Tera          T      10 12

                        Giga          G           10 9

                        Mega          M           10 6

                        Quilo         k           10 3



                      Unidade                     10 0
                       básica
                                                 10 – 3
                         Mili         m          10 – 6
                                                 10 – 9
                        Micro         µ          10 – 12

                        Nano          n

                        Pico          p
Grandezas Elétricas



  GRANDEZA                              SÍMBOLO
     Tensão                                V
  UNIDADE SI                            SÍMBOLO
       Volt                                V
SUBMÚLTIPLOS                           MÚLTIPLOS
  pV , nV , mV                            kV
                          EXEMPLO
                    U = 100 mV        V = 2 kV
       CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI
                            Volta




  GRANDEZA                              SÍMBOLO
 Intensidade da                            I
corrente elétrica
  UNIDADE SI                            SÍMBOLO
     Ampère                                A
SUBMÚLTIPLOS                           MÚLTIPLOS
  pA , nA , mA                             kA
                          EXEMPLO
                           I = 5 mA
       CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI
                           Ampère
GRANDEZA                          SÍMBOLO
    Potência                            P

Potência Ativa
  UNIDADE SI                        SÍMBOLO
      Watt                             W
 SUBMÚLTIPLOS                       MÚLTIPLOS
    nW , mW                    kW , MW , GW , TW
                       EXEMPLO
                      P = 50 mW
       CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI
                        Watt




  GRANDEZA                          SÍMBOLO
Potência Aparente                      S
  UNIDADE SI                        SÍMBOLO
  Volt-Ampère                          VA
                                    MÚLTIPLOS
                                kVA, MVA, GVA
                       EXEMPLO
                      S = 225 kVA




  GRANDEZA                          SÍMBOLO
Potência Reativa                            Q
    UNIDADE SI                             SÍMBOLO
Volt-Ampère reativo                          VAr
                                           MÚLTIPLOS
                                         kVAr, MVAr
                             EXEMPLO
                             Q = 20 kVAr




         GRANDEZA                                 SÍMBOLO
      Resistência Elétrica                           R

         Impedância                                  Z

          Reatância                                  X
         UNIDADE SI                               SÍMBOLO
               Ohm                                  Ω
       SUBMÚLTIPLOS                           MÚLTIPLOS
          mΩ     nΩ                               kΩ, MΩ
                             EXEMPLO
                             R = 33 kΩ
         CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI
                               Ohm




    GRANDEZA                               SÍMBOLO
    Freqüência                                f
    UNIDADE SI                             SÍMBOLO
       Hertz                                 Hz
MÚLTIPLOS
                                          kHz , MHz , GHz , THz
                                 EXEMPLO
                               f = 30 MHz
             CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI
                                      Hertz




       GRANDEZA                                 SÍMBOLO
         Energia                                    E
      UNIDADE SI                                SÍMBOLO
          Joule                                     J
                                               MÚLTIPLOS
                                                 kJ , MJ
                                 EXEMPLO
                                E = 1 kJ



         UNIDADE PRÁTICA                                SÍMBOLO
              Watt-hora                                    Wh
                             EQUIVALÊNCIAS
                              1 Wh = 3600 J
             CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI
                                      Joule




Exercícios
1) Escreva sob a Forma Numérica os            c) 0,1 mV =
Valores em Múltiplos e Submúltiplos           d) 10 kV =
do Volt.                                      e) 0,1 kV =
   a) 100 µV =
   b) 350 kV =
2) Escreva sob a Forma de Múltiplos
e    Submúltiplos,    utilizando os
Símbolos, os valores Numéricos da
Grandeza Volt a seguir respeitando
a Notação Científica.
   a) 1000000 V =
   b) 0,000015 V =
   c) 0,001 V =
   d) 0,2135 V =
   e) 0,0001 V
   f) 39000 V =

3) Escreva sob a Forma Numérica os
valores em Múltiplos e Submúltiplos
do Ampère.
   a) 1 mA =
   b) 0,1 µA =
   c) 10 nA =
   d) 5 KA =
   e) 1000 µA =
   f) 2500 pA =


4) Escreva sob a Forma de Múltiplos
e Submúltiplos os valores Numéricos
e em Potência de Dez do Ampère.
   a) 0,001A =
   b) 0,0001A =
   c) 10 x 10–9A =
   d) 20 x 10–12 A =
   e) 0,000001A =
   f) 150 x 103 A =
POTENCIAÇÃO ou EXPONENCIAÇÃO

 ( a ) n A letra “a” é o Número Real (base) e a Letra “n” é a Potência
ou Expoente.

Potenciação: significa multiplicar um Número Real (base) por ele
mesmo “ n” vezes.

Leitura de uma potenciação:

  32 (leia-se "três elevado ao quadrado", ou "três elevado à
segunda potência" ou ainda "três elevado à dois").


Portanto neste exemplo, precisamos             multiplicar o 3   por ele
mesmo duas vezes, ficando assim:

32 = 3.3 = 9           logo

33 = 3 . 3 . 3

    =3.9

    = 27         , então algumas outras definições podem ser utilizadas.



POTÊNCIAS COM EXPOENTES INTEIROS

  Vamos recordar as definições de potências com expoentes inteiros e
bases reais.

            n
(   a   )        = a.a.a........, se n > 2 ou n = 2 , (n vezes multiplicado)
            1
(   a   )        =a
            0
(   a   )        = 1, se a ≠ 0
            -n
(   a   )        = 1 / ( a ) n , se a ≠ 0
PROPRIEDADES

                    DAS POTÊNCIAS DE EXPOENTES INTEIROS



1 - PRODUTO DE POTÊNCIAS DE MESMA BASE

   Para multiplicar potências de mesma base, mantemos a base e
somamos os expoentes:

    n           m        n+m
a       .a          =a

Exemplo: 2 3 . 2               2
                                   =2   3+2
                                              =2   5




2 - QUOCIENTE DE POTÊNCIAS DE MESMA BASE

  Para dividir potências de mesma base, mantemos a base e subtraímos
os expoentes:

    m           n        m-n
a       /a          =a

Exemplo: 2 5 / 2               3
                                   =2   5-3
                                              =2   2




3 - POTÊNCIA DE POTÊNCIA

    Para elevar uma potência a um expoente, mantemos a base da
potência e multiplicamos os expoentes:

        m       n        m.n
(a          )       =a

Exemplo : ( 2 3 )              2
                                   =2   3.2
                                              =2   6




4 - PRODUTO DE POTÊNCIAS DE MESMO EXPOENTE
Para elevar um produto a um expoente, elevamos cada fator a esse
expoente:

             m        m            m
(a.b)            =a       . b

                               2
Exemplo : ( 2 . 10 )               = 2 2 . 10   2




5 - QUOCIENTE DE POTÊNCIAS DE MESMO EXPOENTE

   Para elevar um quociente a um expoente, elevamos o dividendo e o
divisor a esse expoente:

             m        m        m
(a / b)          =a       /b

Exemplo: ( 6 / 3 ) 2 = 6 2 / 3 2


Potenciação com números negativos
                                        2                     2
Observe o exemplo : (- 3 )                  =9      e   -3        =-9

  O sinal de negativo ( - ) na frente do número três, só fará parte
da potenciação quando estiver dentro de um parêntese, caso
contrário, ele continua no seu lugar no resultado.

   Porém, no primeiro exemplo, o expoente é 2, número par, por
isto o negativo do número três ao final se transforma em
positivo. Se o expoente fosse três, o resultado seria negativo:
         3
(- 3 )       = (- 3 ) . (- 3 ) . (- 3 ) = 9 . (- 3 ) = - 27

                                                        3
se tirarmos os parênteses teremos, - 3                      = - 3 . 3 . 3 = - 9 . 3 = - 27

Eletricid.. catia

  • 1.
    Apostila Eletricidade Básica Disciplina:Eletricidade Básica Professora: Engª Cátia Rosália Maroco Ortega Curso:__________________________Módulo I Nome:______________________________________________Nº:_____
  • 2.
    ELETRICIDADE BÁSICA POTÊNCIAS DEBASE 10 Décimos Centésimos Centenas Dezenas Unidades Décimos Centésimos Milésimos Milionésimos milésimos milésimos Partes inteiras Partes decimais 10 2 10 1 10 0 10 - 1 10 - 2 10 - 3 10 - 4 10 - 5 10 - 6 Vamos ver como efetuar a transformação do número 4538 O valor deste número é formado, multiplicando-se os dígitos do número, de trás para frente, por potências de 10, começando com 100. O último dígito (bem à direita) é multiplicado por 10º, o penúltimo por 101, o próximo por 102 e assim por diante. o valor real do número é a soma destas multiplicações. Observe o esquema a seguir: 4 5 3 8 Multiplica por: 103 102 101 100 ou seja: 1000 100 10 1 Resultado: 4 x 1000 5 x 100 3 x 10 8 x 1 Igual a: 4000 500 30 8 Somando tudo: 4000+500+30+8 É igual a: 4538 Observe que 4538 é exatamente: 4 (103) milhares 5 + (102) centenas 3 + (101) dezenas 8 + (100) unidades
  • 3.
    Ex.: 125,384 Posição ou ordem com as seguintes denominações: Décimos Centésimos Centenas Dezenas Unidades Décimos Centésimos Milésimos Milionésimos milésimos milésimos Partes inteiras Partes decimais 1 2 5 3 8 4 Partes inteiras Partes decimais O método ao qual estamos acostumados a usar é um sistema de numeração posicional. Isso significa que a posição ocupada por cada algarismo em um número altera seu valor de uma potência de 10 (na base 10) para cada casa à esquerda. 2 1 0 125 = 1x10 + 2x10 + 5x10 Base de um Sistema de Numeração A base de um sistema é a quantidade de algarismos disponível na representação. A base 10 é hoje a mais usualmente empregada, embora não seja a única utilizada. Portanto o número acima 125,380 na representação da base 10 é: 2 1 0 - 1 - 2 - 3 125,384 = 1x10 + 2x10 + 5x10 + 3x10 + 8x10 + 4x 10 = 1 x 100 + 2 x 10 + 5 x 1 + 3 x 0,1 + 8 x 0,01 + 4 x 0,001 = 100 + 20 + 5 + 0,3 + 0,08 + 0,004 = 125 + 0,384 = 125,384
  • 4.
    MÚLTIPLOS E SUBMÚLTIPLOS A fim de facilitar a compreensão de grandezas, houve a criação de múltiplos e submúltiplos de uma unidade padrão. Exemplos: a - Um pacote de feijão tem 1 000 gramas. Porém é mais fácil dizer Um Quilograma ( 1Kg), que é um múltiplo do grama. b - Uma régua tem 0,30 m. Dizendo que ela tem 30 centímetros (cm), entendemos mais fácil. O cm é um submúltiplo do metro. No Sistema Elétrico é normal usarmos Potência de 10 para representar grandezas grandes ou pequenas. Exemplos: Múltiplos 10 12 = 1.000.000.000.000 Tera = T 10 9 = 1.000.000.000 Giga = G 10 6 = 1.000.000 Mega = M 10 3 = 1.000 Quilo = k 10 0 = 1 Submúltiplos 10 - 3 = 0,001 mili = m 10 - 6 = 0,000001 micro = µ 10 - 9 = 0,000000001 nano = η 10 - 12 = 0,000000000001 pico = ρ
  • 5.
    A tabela mostraos múltiplos e submúltiplos existentes. Nome Símbolo Fator de multiplicação da unidade yotta Y 1024 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 zetta Z 1021 = 1 000 000 000 000 000 000 000 exa E 1018 = 1 000 000 000 000 000 000 peta P 1015 = 1 000 000 000 000 000 tera T 1012 = 1 000 000 000 000 giga G 109 = 1 000 000 000 mega M 106 = 1 000 000 quilo k 10³ = 1 000 hecto h 10² = 100 deca da 10 deci d 10-1 = 0,1 centi c 10-2 = 0,01 mili m 10-3 = 0,001 micro µ 10-6 = 0,000 001 nano n 10-9 = 0,000 000 001 pico p 10-12 = 0,000 000 000 001 femto f 10-15 = 0,000 000 000 000 001 atto a 10-18 = 0,000 000 000 000 000 001 zepto z 10-21 = 0,000 000 000 000 000 000 001 yocto y 10-24 = 0,000 000 000 000 000 000 000 001 Múltiplos e Submúltiplos das unidades elétricas mais usadas NOME SÍMBOL FATOR DE O MULTIPLICAÇ ÃO Tera T 10 12 Giga G 10 9 Mega M 10 6 Quilo k 10 3 Unidade 10 0 básica 10 – 3 Mili m 10 – 6 10 – 9 Micro µ 10 – 12 Nano n Pico p
  • 6.
    Grandezas Elétricas GRANDEZA SÍMBOLO Tensão V UNIDADE SI SÍMBOLO Volt V SUBMÚLTIPLOS MÚLTIPLOS pV , nV , mV kV EXEMPLO U = 100 mV V = 2 kV CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI Volta GRANDEZA SÍMBOLO Intensidade da I corrente elétrica UNIDADE SI SÍMBOLO Ampère A SUBMÚLTIPLOS MÚLTIPLOS pA , nA , mA kA EXEMPLO I = 5 mA CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI Ampère
  • 7.
    GRANDEZA SÍMBOLO Potência P Potência Ativa UNIDADE SI SÍMBOLO Watt W SUBMÚLTIPLOS MÚLTIPLOS nW , mW kW , MW , GW , TW EXEMPLO P = 50 mW CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI Watt GRANDEZA SÍMBOLO Potência Aparente S UNIDADE SI SÍMBOLO Volt-Ampère VA MÚLTIPLOS kVA, MVA, GVA EXEMPLO S = 225 kVA GRANDEZA SÍMBOLO
  • 8.
    Potência Reativa Q UNIDADE SI SÍMBOLO Volt-Ampère reativo VAr MÚLTIPLOS kVAr, MVAr EXEMPLO Q = 20 kVAr GRANDEZA SÍMBOLO Resistência Elétrica R Impedância Z Reatância X UNIDADE SI SÍMBOLO Ohm Ω SUBMÚLTIPLOS MÚLTIPLOS mΩ nΩ kΩ, MΩ EXEMPLO R = 33 kΩ CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI Ohm GRANDEZA SÍMBOLO Freqüência f UNIDADE SI SÍMBOLO Hertz Hz
  • 9.
    MÚLTIPLOS kHz , MHz , GHz , THz EXEMPLO f = 30 MHz CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI Hertz GRANDEZA SÍMBOLO Energia E UNIDADE SI SÍMBOLO Joule J MÚLTIPLOS kJ , MJ EXEMPLO E = 1 kJ UNIDADE PRÁTICA SÍMBOLO Watt-hora Wh EQUIVALÊNCIAS 1 Wh = 3600 J CIENTISTA CUJO NOME FOI DADO À UNIDADE SI Joule Exercícios 1) Escreva sob a Forma Numérica os c) 0,1 mV = Valores em Múltiplos e Submúltiplos d) 10 kV = do Volt. e) 0,1 kV = a) 100 µV = b) 350 kV =
  • 10.
    2) Escreva soba Forma de Múltiplos e Submúltiplos, utilizando os Símbolos, os valores Numéricos da Grandeza Volt a seguir respeitando a Notação Científica. a) 1000000 V = b) 0,000015 V = c) 0,001 V = d) 0,2135 V = e) 0,0001 V f) 39000 V = 3) Escreva sob a Forma Numérica os valores em Múltiplos e Submúltiplos do Ampère. a) 1 mA = b) 0,1 µA = c) 10 nA = d) 5 KA = e) 1000 µA = f) 2500 pA = 4) Escreva sob a Forma de Múltiplos e Submúltiplos os valores Numéricos e em Potência de Dez do Ampère. a) 0,001A = b) 0,0001A = c) 10 x 10–9A = d) 20 x 10–12 A = e) 0,000001A = f) 150 x 103 A =
  • 11.
    POTENCIAÇÃO ou EXPONENCIAÇÃO ( a ) n A letra “a” é o Número Real (base) e a Letra “n” é a Potência ou Expoente. Potenciação: significa multiplicar um Número Real (base) por ele mesmo “ n” vezes. Leitura de uma potenciação: 32 (leia-se "três elevado ao quadrado", ou "três elevado à segunda potência" ou ainda "três elevado à dois"). Portanto neste exemplo, precisamos multiplicar o 3 por ele mesmo duas vezes, ficando assim: 32 = 3.3 = 9 logo 33 = 3 . 3 . 3 =3.9 = 27 , então algumas outras definições podem ser utilizadas. POTÊNCIAS COM EXPOENTES INTEIROS Vamos recordar as definições de potências com expoentes inteiros e bases reais. n ( a ) = a.a.a........, se n > 2 ou n = 2 , (n vezes multiplicado) 1 ( a ) =a 0 ( a ) = 1, se a ≠ 0 -n ( a ) = 1 / ( a ) n , se a ≠ 0
  • 12.
    PROPRIEDADES DAS POTÊNCIAS DE EXPOENTES INTEIROS 1 - PRODUTO DE POTÊNCIAS DE MESMA BASE Para multiplicar potências de mesma base, mantemos a base e somamos os expoentes: n m n+m a .a =a Exemplo: 2 3 . 2 2 =2 3+2 =2 5 2 - QUOCIENTE DE POTÊNCIAS DE MESMA BASE Para dividir potências de mesma base, mantemos a base e subtraímos os expoentes: m n m-n a /a =a Exemplo: 2 5 / 2 3 =2 5-3 =2 2 3 - POTÊNCIA DE POTÊNCIA Para elevar uma potência a um expoente, mantemos a base da potência e multiplicamos os expoentes: m n m.n (a ) =a Exemplo : ( 2 3 ) 2 =2 3.2 =2 6 4 - PRODUTO DE POTÊNCIAS DE MESMO EXPOENTE
  • 13.
    Para elevar umproduto a um expoente, elevamos cada fator a esse expoente: m m m (a.b) =a . b 2 Exemplo : ( 2 . 10 ) = 2 2 . 10 2 5 - QUOCIENTE DE POTÊNCIAS DE MESMO EXPOENTE Para elevar um quociente a um expoente, elevamos o dividendo e o divisor a esse expoente: m m m (a / b) =a /b Exemplo: ( 6 / 3 ) 2 = 6 2 / 3 2 Potenciação com números negativos 2 2 Observe o exemplo : (- 3 ) =9 e -3 =-9 O sinal de negativo ( - ) na frente do número três, só fará parte da potenciação quando estiver dentro de um parêntese, caso contrário, ele continua no seu lugar no resultado. Porém, no primeiro exemplo, o expoente é 2, número par, por isto o negativo do número três ao final se transforma em positivo. Se o expoente fosse três, o resultado seria negativo: 3 (- 3 ) = (- 3 ) . (- 3 ) . (- 3 ) = 9 . (- 3 ) = - 27 3 se tirarmos os parênteses teremos, - 3 = - 3 . 3 . 3 = - 9 . 3 = - 27