Eletricista de Rede módulo 1 e 2
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Curso de Eletricista de Rede de distribuição de energia e emergência. Módulo 1 e 2 (Conhecimentos básicos de Eletricidad...
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INTRODUÇÃO Este material didático (apostila) foi desenvolvido com o objetivo de ser um material de consulta para o aluno. Aqui o aluno irá obter as últimas atualizações referentes à área de eletricidade. Em paralelo a esta, o aluno deverá pesquisar/consultar outros materiai riaiss co como mo livr livros os té técn cnic icos os,, ap apost ostililas as,, slid slides es,, tran transp spar arên ênci cias as e palestras técnicas. Este material é um resumo de vários assuntos referentes a área de eletricidade, de modo que se completa com o auxílio do "caderno de exercícios" e "caderno de diagramas de circuitos elétricos (exercícios complementares)". Como se vê, temos um material bastante rico. Mais, só se completa com o seu esforço, dedicação e a orientação eficaz do seu instrutor em sala de aula e na oficina.
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BÁSICO DE ELETRICIDADE GRANDEZAS ELÉTRICAS FUNDAMENTAIS
TENSÃO ELÉTRICA Sempre que existir uma diferença de potencial, ocorrerá uma tensão tendendo tendendo a restabelece restabelecerr o equilíbrio. equilíbrio. Podemos Podemos demons demonstrar trar isso facilmente, facilmente, por meio de duas vasilhas vasilhas com água, ligada ligadass por um tubo com uma válvula. Na figura abaixo, a água nas duas vasilhas está no mesmo nível, não havendo diferença de potencial entre as mesmas. Se abrirmos a válvula, não haverá fluxo de água de uma para a outra (fig.01).
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Nesta figura, o nível da água na vasilha A é superior ao da vasilha B, existindo uma diferença de potencial entre os mesmos. Se abrirmos a válvula, haverá fluxo de água de A para B, até que a água fique no mesmo nível nas duas vasilhas (fig.02).
Verif erific icaa-se se en entã tão, o, qu quee a dife difere renç nçaa de po pote tenc ncia iall hidr hidráu áulilico co (da (da água) provocou uma tensão hidráulica. Para entender a tensão elétrica, é necessário ter noções sobre a constituição da matéria. Sabemos que, sempre que se modifica a estrutura dos átomos de um corpo, este fica eletrizado. Se tivermos dois corpos com cargas elétricas diferentes, haverá entre eles uma diferença de potencial (d.d.p.) elétrico, da mesma forma que houve uma diferença de potencial hidráulico no caso das vasilhas. É importante, em todos os camp campos os de aplicação aplicação da eletricidad eletricidade, e, sabermos o valor da tensão da d.d.p. Para isso, existe unidade de medida que é o volt, e um instrumento para medi-la, que é o voltímetro. Volt (símbolo: V) é a Unidade SI de tensão elétrica (diferença de
potencial elétrico), a qual denomina o potencial de transmissão de energia, em Joules, por carga elétrica, em Coulombs, entre dois
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Sendo assim, dizer que a tensão existente entre dois pontos corresponde a um volt é o mesmo que dizer que cada carga de um Coulomb que se movimenta entre tais pontos transmite um Joule de energia. Volt é uma homenagem à Alessandro Volta. Volta Volta desenvolveu a tão-falada pilha voltaica, um predecessor da bateria elétrica. Em honra ao seu trabalho no campo de eletricidade, Napoleão fez de Volta um conde em 1810 e, em 1815, o Imperador da Áustria nomeou Volta professor de Filosofia na Universidade de Pádua.
Os submúltiplos do Volt são o milivolt e o microvolt. O milivolt corresponde a milésima parte do volt, isto é, a um volt dividido por mil, e sua unidade é representada por um mV. mV. O outro submúltiplo, o microvolt, corresponde a milionésima parte do Volt, isto é, a um Volt dividido por um milhão, e sua unidade é representada por µV. INSTRUMENTO PARA MEDIR TENSÃO ELÉTRICA O instrumento usado para medir a tensão elétrica é o voltímetro. Os terminais do instrumento são aplicados aos pontos entre os quais se deseja medir a d.d.p., isto é, o voltímetro é ligado em paralelo com o elemento ou parte do circuito entre cujos extremos se deseja conhecer a diferença de potencial. É necessário que este instrumento tenha uma resistência interna muito grande, para não afetar sensivelmente as características do circuito ( fig.03).
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Os voltímetros são fabricados para realizar medições de acordo com as especificações do seu mostrador. No voltímetro, devemos estar atentos às informações técnicas sobre o instrumento como, por exemplo, posição de funcionamento, tolerância e, ainda, se o aparelho pode ser conectado a corrente contínua ( CC ) ou corrente alternada ( CA ). Devemos observar também a tensão nominal. A figura mostra um voltímetro que mede a tensão elétrica em volts.
A figura mostra um micro voltímetro que mede a tensão elétrica em microvolt microvolt e no caso da tensão tensão elétrica elétrica em milivolts milivolts,, o instrumento é usado como milivoltímetro.
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Além dos instrument instrumentos os vistos vistos anteriorm anteriormente, ente, temos tamb também ém para a medição da tensão elétrica, instrumentos de múltipla escala, são eles: O Multímetro e o Volt-amperímetro Volt-amperímetro alicate.
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A INTENSIDADE DA CORRENTE ELÉTRICA Corresponde a quantidade de Colombs que passa por segundo em um condutor. É medida em Ampére pelo instrumento amperímetro e é representada pelo símbolo A. Ou seja, é o fluxo de elétrons que passa por um material condutor
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Assim se você encontrar a indicação “corrente de 10 µA” deve ler: 10 microamperes. O AMPÉRE O ampere é uma unidade fundamental do SI, juntamente com o metro, kelvin, segundo, mol, candela e o quilograma: ele é definido sem a referência referência de quantidade de carga elétrica. elétrica. É calculado calculado por A=C÷t, A=C÷t, ou coulomb por segundo. Esta unidade do Sistema Internacional é nomeada em homenagem a André-Marie Ampère. Assim como todas as unidades do SI cujo nome se derivam de nome próprio de uma pessoa, a primeira letra do símbolo é maiúscula (A). Quando uma unidade do SI é escrita, deve-se sempre empregar letras minúsculas (ampere ou ampère), exceto nos casos em que qualquer outra palavra seria escrita com maiúsculas, como no começo de uma frase ou em um título.
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INSTRUMENTO PARA MEDIR A INTENSIDADE DA CORRENTE
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perímetro tenha uma resistência muito pequena comparada às do circuito. Amperí Amperímet metros ros podem podem medir medir corrent correntes es contín contínuas uas ou alterna alternadas das.. Dependendo da qualidade do aparelho, pode possuir várias escalas que permitem seu ajuste para medidas com a máxima precisão possível. Na medição de corrente contínua, deve-se ligar o instrumento com o pólo positivo no ponto de entrada da corrente convencional, para que a deflexão do ponteiro seja para a direita.
Os amperímetros são usados para fazer medições de intensidade de corrente elétrica, elétrica, de acordo acordo com o simbolo simbolo de medição medição estampado na escala. Ele pode ser em Ampere (A), miliampere (mA), microampere (µA) e Quiloampere (kA). Quando a medição de intensidade é feita em Miliamperes temos o miliamperímetro; Quando a medição de intensidade é feita em Quiloamperes temos o Quiloamperímetro; Existe também o multímetro de múltipla escala. Ele é utilizado para medir a intensidade de corrente bastante variada e outras
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O Amperímetro alicate, além de medir a intensidade da corrente elétrica, mede outras grandezas e tem também multiplas escalas. A sua ligação o diferencia dos outros instrumentos apresentados apresentados pois sua garra deve envolver um condutor energizado.
RESISTENCIA ELÉTRICA Resistência elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se
opor à passagem passagem de corrente corrente elétrica pelo mesmo, quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohms. Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe existe uma resistên resistência cia à passag passagem em da corrent correntee no condut condutor. or. Para medir essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que denominaram resistividade elétrica.
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EFEITO JAULE Um condutor metálico, ao ser percorrido por uma corrente elétrica, se aquece. Num ferro de passar roupa, num secador de cabelos ou numa estufa elétrica, o calor é produzido pela corrente que atravessa um fio metálico. Esse fenômeno, chamado efeito Joule, deve-se aos choques dos elétrons elétrons contra os átomos átomos do condutor. condutor. Em decorrência desses choques dos elétrons contra os átomos do retículo retículo cristalino cristalino,, a energia energia cinética cinética média de oscilação oscilação de todos os átomos aumenta. Isso se manifesta como um aumento da temperatura do condutor. O efeito Joule é a transformação de energia elétrica em energia térmica. T CIRCUITO ELÉTRICO Um circuito elétrico é a ligação de elementos elétricos, tais como resistores, indutores, capacitores, linhas de transmissão, fontes de tensão, fontes de corrente e interruptores, de modo que formem pelo menos um caminho fechado para a corrente elétrica.
LEI DE OHM. A Primeira Lei de Ohm, assim designada em homenagem ao seu
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A potência P, em Watts, dissipada num resistor, na presunção de que os sentidos da corrente e da tensão são aqueles assinalados na figura, é dada por:
P = V . I
Logo, a tensão ou a corrente podem ser calculadas a partir de uma potência conhecida: I = P ÷ V V = P ÷ I
Outras relações, envolvendo resistência e potência, são obtidas por substituição algébrica: P = I² . R P = V² ÷ R V = V P . R
I = V P ÷ R
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NOÇÕES DE SEGURANÇA PARA TRABALHOS EM ELETRICIDADE
EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL Equipamentos de Proteção Individual ou EPI são quaisquer meios ou dispositivos destinados a ser utilizados por uma pessoa contra possíveis riscos ameaçadores da sua saúde ou segurança durante o exercício de uma determinada atividade. Um equipamento de proteção individual pode ser constituído por vários meios ou dispositivos associados de forma a proteger o seu utilizador contra um ou vários riscos simultâneos. O uso deste tipo de equipamentos só deverá ser contemplado quando não for possível tomar medidas que permitam eliminar os riscos do ambiente em que se desenvolve a actividade.
TIPOS DE EPI: Os EPIs podem dividir-se em termos da zona corporal a proteger:
a) Proteção da Cabeça:
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alto índice de radiação UV. Eles podem ser utilizados para todas as aplicações de calor intenso.
Capacetes termoplásticos: são feitos predominantemente para indústrias em ambientes frios, tais como trabalhos de construção, mineração e florestais. Eles não são apropriados para indústrias onde possam ser encontradas altas temperaturas. Todos os anos, trabalhadores são gravemente feridos devido a impactos na cabeça. Equipamentos de proteção individual são indicados para proteger o trabalhador de um risco existente e não para controlar ou remover a fonte de risco. O uso de capacetes de segurança reduz as chances de ocorrerem ferimentos graves. Uma das principais causas de danos à saúde entre trabalhadores da construção civil é a queda de objetos. Porém, nem todos os acidentes levam à morte. O mais freqüente são os danos no cérebro, ferimentos no pescoço e outros efeitos. Outro risco para a cabeça, são os choques elétricos. Tanto em construções, ou outra indústria qualquer, existe a possibilidade de contato com fiação elétrica, e então a possibilidade de choques elétricos. Muitos capacetes de segurança são feitos para oferecer certo grau isolação elétrica.
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seguramente encaixada no casco, assim o impacto é absorvido sem que a suspensão desencaixe. Consegue-se isto através de encaixes robustos, tiras devidamente encaixadas na carneira, bom ajuste de diâmetro na cabeça do usuário, etc. A suspensão deve ainda ser flexível suficiente para deformar-se com o impacto, sem tocar no casco, isto é possível devido ao vão livre vertical, que é a medida entre o ponto mais alto da face interna da suspensão e o ponto mais alto da face interna do casco, com o capacete colocado na posição normal de uso. 3-Dependendo do trabalho a ser feito, um capacete de segurança deve também reduzir danos provenientes de choques elétricos. Segundo a NBR 8221 que fixa condiçőes mínimas exigíveis e prescreve os ensaios para a fabricaçăo de capacetes de segurança, destinados à proteçăo da cabeça contra impactos e agentes agressivos.e o Anexo 1 da NR-6, ítem A-1; os capacetes são classificados em três classes: a) Classe A: capacete para uso geral, exceto em trabalhos com energia elétrica; b) Classe B: capacete para uso geral, inclusive para trabalhos com energia elétrica. c) Classe Classe C: capa capacet cetee de seg segura urança nça para para proteç proteção ão do crânio crânio e
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Tipo II: capacete com aba frontal;
Tipo III: capacete sem aba.
As exigências feitas para um capacete de classe B englobam todas as feitas para a classe A, e a eles agrega exigências relativas ao isolamento dielétrico. Neste sentido, pode-se considerar que a classe B engloba a classe A.
b) Proteção das mãos: Os acidentes envolvendo as mãos representam 49% e os acidentes envolvendo os braços representam 7%, juntos (mãos e braços) totalizam 56%, sendo assim, devemos concentrar nossos esforços visando estes tipos de acidentes sem, no entanto, esque-
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A proteção das mãos é uma necessidade para os trabalhadores. Raros são os casos em que um trabalhador não necessite de proteção para as mãos. Portanto, aparentemente, deveria ser uma tarefa muito simples selecionar as luvas de segurança de proteção adequadas já que é tão comum o uso desses produtos. A segurança do trabalho, em especial a proteção das mãos, não é tão simples assim. Para selecionar a Luva adequada é necessário que um Técnico ou Engenheiro de Segurança compreenda quais são os riscos de uma atividade e desenvolva junto aos seus trabalhadores o Equipamento de Proteção Individual adequado. Na década de 80, o mercado de equipamentos de proteção individual no Brasil era muito carente de produtos e opções, especialmente quando se tratava de luvas de segurança. As luvas de segurança conhecidas na época foram: luvas de se-
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vem estar desprovidas de irregularidade e podem ser vistas numa inspeção visual, na inspeção visual deve se tomar o cuidado não se aplicar esforços mecânicos exagerados , capazes de comprometer as segurança da luva. A localização de defeitos pode ser feita insuflando ar nas luvas manualmente ou com o dispositivo adequado. Problema algumas vezes encontrados em luvas de borracha foi estas est as esta estarem rem furand furandoo ou rasgand rasgando o com pouco tem tempo po de uso uso,, nos dedos indicadores e polegar. polegar. Através de analise foi verificado a presença de graxa e outros solventes nos dedos da luva de raspas que atingiam a camada de borracha. Essa graxa que é encontrada em conectores degrada o material que constitui a luva o que inviabiliza o seu uso. Como solução colocou-se uma proteção de borracha nitrílica na luva de
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d) Proteção dos pés: Outro equipamento bastante utilizado, as botas, são confeccionadas com bastante tecnologia devido ao fato de além de dar a proteção para descarga elétrica também deve servir como um bom calçado o que dificulta a sua fabricação devido a estar mais disposta à choques e torções mecânicas. As botas ou botinas para uso em serviços elétricos elétricos devem conter solas e saltos isolantes para evitar o contato elétrico através dos pés, proteções adicionais sempre são implementadas como proteção contra impacto, reforço no solado com polietileno ou polímeros avançados que protegem contra perfurações, cadarços elásticos e até mesmo botinas com velcro pra facilitar a remoção.
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uma freqüência cada vez maior, sendo necessárias medidas eficazes para preveni-los e evitá-los. Tais acidentes são responsáveis, muitas vezes, por gerar incapacidade e limitações nos indivíduos, por provocarem cegueira. No Brasil ocorre em média 2.000 acidentes oculares oculares de trabalho por dia, apesar de todo um esforço na sua prevenção. Por ser a visão o sentido mais importante, os olhos são extremamente essenciais para o operário e lesões mínimas podem impossibilitá-lo para o trabalho. É importante ressaltar que aproximadamente 98% dos acidentes são evitáveis, ou seja, a cada 100 acidentes, apenas 2 deveriam acontecer. Os acidentes com os olhos podem acontecer repentina e inespe-
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Com relação aos óculos de proteção, os mais utilizados são os com lentes de vidro temperado ou endurecido com 3 milímetros de espessura, que apresenta a presenta ótimas qualidades ópticas. Temos Temos ainda lentes com vidros laminados coloridos e plásticos. Os óculos protetores protegem os olhos de areia, fagulhas, gases, pancadas, pó, vento e energia radiante. Para sua total eficiência, cada óculos de proteção deve ser modulado de acordo com a necessidade e função do trabalhador, e deve-se ter sempre à mão materiais de fácil limpeza dos mesmos. Não somente o trabalhador que faz o serviço deve estar com os óculos de proteção, mas também todos que o cercam. A norma que regulamenta a fabricação, os testes e o uso dos óculos de segurança é a NBR 11370/2001.
f) Outros equipamentos de segurança:
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III- Creme Protetor de Segurança, oferece proteção contra agentes químicos e é regulamentado pela portaria SSST n.º 26, de 29/12/1994;
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VI- Protetor Auditivo, oferece proteção contra níveis de pressão sonora superiores ao estabelecido na NR 15 - Anexos I e II, regulamentado pela ANSI.S12.6/1997;
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EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO COLETIVA Equipamentos de Proteção Coletiva, ou EPC, são equipamentos utili-
zados para proteção de segurança enquanto um grupo de pessoas realiza determinada tarefa ou atividade. No desenvolvimento de serviços em instalações elétricas e em suas proximidades, devem ser previstos e adotados Equipamentos de Proteção Coletiva (EPC)
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c) Grade dobrável Utilizada para isolamento e sinalização de áreas de trabalho, poços de inspeção, entrada de galerias subterrâneas e situações semelhantes
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Bibliografia: Beyond the Kilogram: Redefining the International System of Units( Units( 2006). National Institute of Stan dards and Technology. Raymond A Serway & Jewett JW. Serway's principles of physics: a calculus based text Escritório Internacional de Pesos e Medidas. Medidas. Brochura SI, Secção 2.1.1.4
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