Eixo 1 – Qualificação Inicial de Jovens
Tipologia de Intervenção 1.2 – Cursos Profissionais
Curso Profissional de Técnico de Gestão de Equipamentos Informáticos
AGRUPAMENTO DE ESCOLAS À BEIRA DOURO
ESCOLA BÁSICA E SECUNDÁRIA À BEIRA DOURO – MEDAS
Ano letivo 2014/2015
Eletrónica Fundamental – ELE
MÓDULO 1 – Noções Básicas de Eletricidade
18 horas = 24 aulas
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
Prof. Joana Marques
MÓDULO 1
Noções Básicas de Eletricidade
18 horas = 24 aulas
Conteúdos programáticos:
• Constituição da matéria
• Eletrostática
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Átomo
Iões
Materiais condutores
Materiais isoladores
Energia e eletricidade
Principio da conservação de energia
Carga elétrica
Circuito elétrico
Potencial absoluto e relativo; a descarga elétrica
ELE 10º C
•
•
•
•
•
•
Força eletromotriz; corrente elétrica; geradores
Intensidade de corrente elétrica
Resistência elétrica; resistividade
Código de cores das resistências; noção de
tolerância
Variação da resistência com a temperatura
Associação de resistências
Condensadores; código de cores e código de
letras
Associação de condensadores
Constante de tempo num circuito RC
Carga e descarga de condensadores
Ano letivo 2014/2015
Prof. Joana Marques
2
MÓDULO 1
Noções Básicas de Eletricidade
18 horas = 24 aulas
Objetivos de aprendizagem:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Conhecer a estrutura da matéria
Conhecer os fenómenos eletrostáticos
Distinguir materiais condutores e materiais isoladores
Conhecer diversas formas de energia
Estudar a força eletromotriz, diferença de potencial e corrente elétrica
Conhecer o conceito de resistência elétrica
Identificar um circuito elétrico e os seus constituintes
Conhecer e aplicar o conceito de associação de resistências
Estudar o condensador como elemento de armazenamento de carga elétrica
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
Prof. Joana Marques
3
MÓDULO 1
Noções Básicas de Eletricidade
18 horas = 24 aulas
Critérios de avaliação:
Atitudes e valores
10%
Conhecimentos
40%
Teste de avaliação
50%
TESTE DE AVALIAÇÃO: 08/10/2014
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
Prof. Joana Marques
4
Estrutura da matéria




Podemos definir a MATÉRIA como tudo o que existe na natureza
Tem peso e ocupa um lugar no espaço
A matéria pode encontrar-se no estado sólido, liquido ou gasoso
A Matéria é constituída por moléculas; moléculas que podemos dividir até
obter um elemento invisível a olho nu – o átomo
1 molécula de água
H2O
ELE 10º C
2 átomos de hidrogénio
=
H2
1 átomo de oxigénio
+
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O
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5
Estrutura da matéria

O ÁTOMO é a mais pequena parte que constitui da matéria, formada por
três elementos: Neutrões, Protões e Eletrões
NEUTRÕES são partículas fixas sem carga
elétrica, que se encontram no núcleo do átomo.
PROTÕES são partículas fixas com carga
elétrica positiva, que se encontram no núcleo do
átomo.
ELETRÕES são partículas móveis com carga
elétrica negativa, que orbitam em torno do núcleo
do átomo.
Órbita electrónica
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
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Estrutura da matéria
Carga Elétrica do Átomo
 Neutro


Carregado positivamente


Um átomo em equilíbrio é constituído por
um número igual de protões e eletrões, isto
é o átomo diz-se eletricamente neutro.
Quando o átomo é constituído por mais
protões do que eletrões.
Carregado negativamente

Quando o átomo é constituído por mais
eletrões do que protões.
ELE 10º C
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Estrutura da matéria

Valor da Carga




O valor uma carga que compõem o átomo é constante e de valor 1,6x1019C
Sendo assim o eletrão tem uma carga q = -1,6 x 10 - 19C
E o protão tem uma carga q = 1,6 x 10 - 19C
A quantidade de carga associada a um átomo vai depender do número
de eletrões de protões e neutrões
Q = num x e + num x p + num x n(C)
ELE 10º C
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Estrutura da matéria

Eletrão de Valência


A órbita eletrónica ou camada mais afastada do
núcleo é a camada de valência e os eletrões
dessa camada são chamados de eletrões de
valência
Num átomo, o número máximo de eletrões de
valência é de oito. Quando um átomo tem oito
eletrões de valência diz-se que o átomo tem
estabilidade química ou molecular
ELE 10º C
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Electrão de
valência
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Potencial elétrico e diferença de
potencial

Potencial elétrico



Capacidade que um corpo tem de receber ou fornecer eletrões de
outro elemento
Mede-se em Volt(V)
Diferença de Potencial

Diferença que existe entre dos corpos com carga elétrica.
A diferença de potencial é mais conhecida por
tensão elétrica e mede-se também em Volts.
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Conceitos básicos

Intensidade da Corrente


Movimento orientado de eletrões do potencial
negativo para o positivo.
A força “intensidade” de uma corrente elétrica está
relacionada com o nº de cargas que passam numa
dada secção transversal de um condutor num certo
espaço de tempo e mede-se em Ampére (A)
i≠0
I=Q/t
Só existe corrente elétrica se existir
diferença de potencial
ELE 10º C
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Noções Básicas de Eletricidade
Tipos de corrente elétrica

Corrente
unidirecional (quando a
corrente se movimenta do VA para VB)

Corrente unidirecional (quando a corrente se
movimenta do VA para VB e de VB para VA)
Corrente Continua
ELE 10º C
Corrente Alternada
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Noções Básicas de Eletricidade
Efeitos da corrente elétrica
Térmico
Magnético
ELE 10º C
Luminoso
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Químico
Prof. Joana Marques
Noções Básicas de Eletricidade
Resistência elétrica
Resistência elétrica de um corpo é a oposição que este faz à passagem da corrente elétrica, ou
seja, maior ou menor facilidade com que se deixa atravessar pelas cargas elétricas – eletrões
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
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Noções Básicas de Eletricidade
Resistência elétrica
Tipos:

Resistências de carvão são constituídos basicamente de grafite (carvão) comprimida,
revestida por uma camada isolante de cerâmica

Resistências bobinadas constituídas por um fio metálico enrolado sobre um suporte
isolante
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
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Noções Básicas de Eletricidade
Resistividade
A resistência de um condutor com uma secção uniforme é dependente do material , é
diretamente proporcional ao comprimento e inversamente proporcional à área de secção, ou
seja:
R=ρL/S
R - Resistência eléctrica - ( Ω )
Ρ - Resistividade do material ( lê-se “ ró ” ) - ( Ωm )
L - Comprimento - ( m )
S - Área de secção - ( m2)
ELE 10º C
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Noções Básicas de Eletricidade
Resistividade
● Coeficiente de temperatura
Então podemos calcular a resistência a uma nova temperatura de acordo com a seguinte
fórmula:
R2=R1[1+α(t2-t1)]
ELE 10º C
R2
R1
Α
t2
t1
– resistência final
– resistência inicial
– Coeficiente de temperatura
– temperatura final
– temperatura inicial
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Noções Básica de Eletricidade
Resistência

Código de Cores
O seu valor nominal de uma resistência é apresentado por faixas coloridas (código de cores)
ELE 10º C
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Noções Básicas de Eletricidade
Resistência
● Código de Cores
ELE 10º C
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Noções Básicas de Eletricidade
A maneira de identificar é simples:
1.
Começam a partir da extremidade que não contenha as cores: prata e dourado;
2.
As duas primeiras cores formam um número com 2 algarismos;
3.
A 3ª cor representa o expoente da potência de 10 que multiplica pelo número anterior (número de zeros).
4.
A 4ª cor indica a tolerância da resistência, em percentagem.
ELE 10º C
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Prof. Joana Marques
Noções Básicas de Eletricidade
Condensador
Componente elétrico capaz de armazenar temporariamente energia
elétrica. É um componente passivo constituído por duas superfícies
condutoras e separada por uma substancia isolante chamada
dielétrico.
ELE 10º C
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Prof. Joana Marques
Noções Básicas de Eletricidade
Condensador
Características:
 C – Capacidade de carga (F – Farads)

Q – Carga elétrica armazenada (C –
coulombs)

U – Tensão aplicada (V – volts)
C = Q/U

Tempo de carga do condensador
ζ = RC
ELE 10º C
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Noções Básicas de Eletricidade
Condensador
Associação de condensadores
Paralelo
Série
ELE 10º C
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Noções Básicas de Eletricidade
Energia Elétrica
Lei da conservação de energia
 Num sistema enérgico, não há criação nem destruição de energia, mas apenas transformação e
transferência de energia
Energia inicial = Energia final + perdas
Efeito de Joule

É o efeito de transformação de energia elétrica em calorífica
Lei de Joule

A energia elétrica que se transforma em energia calorífica num recetor é diretamente proporcional à
resistência deste, ao quadrado da intensidade de corrente e ao tempo de passagem da corrente
W = RI2t
ELE 10º C
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W - energia elétrica transformada em calorífica (J)
I - intensidade de corrente(A)
R - resistência elétrica (Ω)
t - tempo de passagem da corrente (s)
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Noções Básicas de Eletricidade
Gerador
Aparelho que transformam energia de forma a mantém constante a diferença de potencial
aos seu terminais.
Tipos de Geradores

Eletrodinâmicos: transforma energia mecânica em energia elétrica

Eletroquímicos: transforma energia química em energia elétrica. É um gerador estático
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Noções Básicas de Eletricidade
Gerador
Força Eletromotriz (E) é a força que permite ao gerador
manter a diferença de potencial. Identifica-se pela letra E
e é medida em Volt(V).
– Quando o circuito esta aberto (I=0) a força Eletromotriz tem o mesmo valor da mesma diferença
de potencial (U)
E = U (V)
– Quando o circuito esta fechado (I≠0) a força Eletromotriz é maior que a diferença de potencial (U)
E = U + ΔU(V) = Ri + ri
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
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Noções Básicas de Eletricidade
Energia Elétrica
Capacidade de um corpo de produzir trabalho.
Transformações enérgica:

Elétrica em mecânica

Mecânica em elétrica

Química em elétrica

Elétrica e química

Elétrica em Calorífica

Elétrica em Magnética

Etc…
ELE 10º C
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Noções Básicas de Eletricidade
Energia e Potência
Definição de Potência:
A potência é a energia absorvida ou fornecida na unidade de tempo
P = W/t
P - potência (W ou J/s)
W - energia elétrica transformada em calorífica (J)
t - tempo de passagem da corrente (s)
Unidades utilizadas:

Watt-hora é a energia fornecida por um gerador ou absorvida por um gerador durante uma
hora
W = Pt <=> 1Wh = 1Wx1h <=> 1Wx3600s = 3600J

cavalo-vapor = 735,5watts
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Prof. Joana Marques
Noções Básicas de Eletricidade
Potência e Energia Elétrica
Definição de Potência elétrica útil:
A potência elétrica de um gerador em carga é definida como o produto da tensão pela intensidade
de corrente.
P = U*I
A potência elétrica absorvida por um recetor térmico
P = RI2
Energia absorvida
W = Pt = RI2t
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Noções Básicas de Eletricidade
Potência e Energia Elétrica
Perdas:
É toda a energia que se perde na transformação de um tipo de energia noutro
Wp = Wa – Wu
Wp- energia de perda(j)
Wa- energia absorvida(j)
Wu- energia útil(j)
Rendimento
Rendimento de um recetor ou de um gerador é o quociente entre a energia
útil(fornecida) e a energia absorvida
μ = Wu/Wa
ELE 10º C
Ano letivo 2014/2015
Prof. Joana Marques