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formação
eletrotecnia båsica instalaçþes elÊtricas de baixa tensão JosÊ V. C. Matias Licenciado em Engenharia EletrotÊcnica (IST) Professor do Ensino Secundårio TÊcnico
No dimensionamento de uma instalação elĂŠtrica de Baixa TensĂŁo existem duas leis que sĂŁo fundamentais e incontornĂĄveis: a Lei de Ohm e a Lei de Joule. A primeira define o limite mĂnimo da resistĂŞncia ou da impedância das cargas ligadas a cada circuito, para cada disjuntor; a segunda define a potĂŞncia mĂĄxima dos recetores por circuito, sem atuação dos respetivos disjuntores. Ambas, em conjunto, permitem estabelecer limites de segurança elĂŠtrica para a canalização elĂŠtrica e respetivos recetores. (continuação da edição anterior)
14. Cålculos em Circuitos ElÊtricos 14.1. Lei de Ohm Em 1827, Georg Simon Ohm enunciou a seguinte Lei, à qual foi dada mais tarde o seu nome: Lei de Ohm – É constante o quociente entre a tensão aplicada a um condutor linear (ou a um recetor resistivo e linear) e a intensidade de corrente que o percorre. A esta constante de proporcionalidade då-se o nome de resistência elÊtrica R. A Lei de Ohm Ê traduzida matematicamente por: U R= I com: U tensão aplicada (em volts – V) I intensidade de corrente (em ampÊres – A)
PROBLEMAS - Lei de Ohm P1 Uma resistĂŞncia linear ĂŠ percorrida por uma intensidade de 0,3 A quando submetida a uma tensĂŁo de 24 V. Calcule: a) O valor da resistĂŞncia; b) O valor da intensidade que ela absorveria se lhe aplicĂĄssemos uma tensĂŁo de 15 V.
P3 Uma dada resistĂŞncia de
# $% malmente ligada a 230 V. Calcule o valor da resistĂŞncia que deveria ser acrescentada de modo que ela absorvesse 3A da rede.
P1 Solução a) R =
U 24 = = 80 I 0,3
b) I =
U 15 = = 0,19 A R 80
P2 A resistência elÊtrica de um aquecedor absorve 3 A quando ligada a 230 V. Calcule o valor da tensão que lhe foi aplicada se ela absorvesse 1,2 A. P2 Solução R=
U 230 = = 76,7 ! " R I = 76,7 x 1,2 = 92 V I 3
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P3 Solução &' *
P4 Um ferro de engomar absorve 2,5 A quando ligado à rede de 230 V. Qual serå a intensidade que absorveria se o ligåssemos a 110 V? P4 Solução 1,2 A
A resistĂŞncia elĂŠtrica de um recetor resistivo e linear tem, portanto, um valor constante, o que quer dizer que se duplicarmos a tensĂŁo elĂŠtrica aplicada, a intensidade de corrente absorvida tambĂŠm duplicarĂĄ; se reduzirmos a tensĂŁo para metade, a intensidade de corrente absorvida tambĂŠm serĂĄ metade da anterior. Desta forma, o quociente entre a tensĂŁo elĂŠtrica e a intensidade de corrente serĂĄ sempre constante.
14.2. Energia e PotĂŞncia. Lei de Joule 14.2.1. Efeitos da corrente. Efeito de Joule A corrente elĂŠtrica num condutor ou num recetor produz vĂĄrios efeitos, nomeadamente: quĂmico, mecânico e tĂŠrmico. O efeito quĂmico permite carregar as baterias, funcionando entĂŁo como acumuladores ou permite efetuar os diferentes processos de galvanoplastia, como o revestimento de peças por camadas de ouro, prata, nĂquel, platina, e outros. O efeito mecânico permite o funcionamento dos motores elĂŠtricos que vĂŁo transformar a energia elĂŠtrica recebida em energia mecânica, que serĂĄ fornecida pelo veio do motor. O efeito tĂŠrmico nĂŁo ĂŠ mais do que a transformação de energia elĂŠtrica em elĂŠtrica dĂĄ-se o nome de efeito de Joule, em homenagem ao fĂsico inglĂŞs James Joule que primeiro o estudou. O efeito de Joule nos condutores e nos recetores resulta de choques entre os eletrĂľes livres e os ĂĄtomos das substâncias constituintes dos condutores e dos recetores, sempre que ĂŠ aplicada ao circuito uma determinada tensĂŁo elĂŠtrica. De cada choque resulta, como ĂŠ fĂĄcil de compreender, alguma libertação de calor. Em virtude de serem muitos os eletrĂľes em movimento, o calor libertado num condutor ou num recetor pode ser bastante considerĂĄvel. O calor libertado que, em muitas circunstâncias, ĂŠ um inconveniente porque constitui perda de energia pode, no entanto, ser aprovei-