quarta-feira, 28 de fevereiro de 2018

Lei de OH

A Lei de Ohm foi criada por Georg Ohm's e o funcionamento é basicamente a razão entre a tensão entre dois pontos, chamado de ddp e a corrente elétrica, que é constante. 
Essa constante é denominada de resistência elétrica, que nada mais é que uma oposição a passagem de corrente elétrica por um material.

Essa lei é uma das mais importantes leis na área da eletricidade.


Neste artigo vamos falar sobre:


1. Primeira Lei de Ohm
2. Triângulo da Lei de Ohm 


PRIMEIRA LEI DE OHM 

A primeira Lei de Ohm afirma que a corrente elétrica que atravessa um dispositivo será diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada a esse dispositivo, e podemos até dizer que isso é uma regra que ocorrerá sempre. 
Na imagem abaixo podemos ver essa aplicação simplificada através de um gráfico, onde a tensão (ddp) está crescendo proporcionalmente com a corrente elétrica. E através dessa proporcionalidade também podemos considerar que se acaso estivéssemos medindo um equipamento, ele seria ôhmico, e para ele ser considerado não ôhmico o valor da corrente não seguiria a mesma proporção da ddp.

Resultado de imagem para corrente x ddp
A equação U = R.i é frequentemente denominada de 1ª lei de Ohm, mas essa equação é utilizada para definir o conceito de resistência e pode ser também aplicada para materiais não ôhmicos. (Fonte: Mundo educação)

Com base na equação desenvolvida por Geord Ohm's, podemos ver que são usadas as grandezas tensão elétrica, corrente elétrica e resistências elétrica e é possível que você ache uma dessas grandezas tendo já os valores das outras duas. 


TRIÂNGULO DA LEI DE OHM

Para facilitar o desenvolvimento e entendimento da lei de Ohm, desenvolveram o que todos chamam de triângulo da Lei de Ohm e que é muito fácil de ser usado


Esse triângulo funciona da seguinte forma:
Resultado de imagem para triangulo da lei de ohm

  • Tendo os valores da Tensão e Corrente e não da Resistência, é só eu dividir a Tensão (U) pela Corrente (I);

  • Tendo os valores da Resistência e Corrente e não o da Tensão, é só eu multiplicar a Resistência (Ω) pela Corrente (I);

  • Tendo os valores da Tensão e Resistência e não o da Corrente, é só eu dividir os valores da Tensão (U) pela Resistência (Ω).

3. EXERCÍCIOS

A seguir mostrares alguns exercícios resolvidos e explicados de forma simples.

1.) (VUNESP) Os valores nominais de uma lâmpada incandescente, usada em uma lanterna, são: 6,0 V; 20 mA. Isso significa que a resistência elétrica do seu filamento é de:
a) 150 Ω, sempre, com a lâmpada acesa ou apagada.
b) 300 Ω, sempre, com a lâmpada acesa ou apagada.
c) 300 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.
d) 300 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem menor quando apagada.
e) 600 Ω com a lâmpada acesa e tem um valor bem maior quando apagada.

RESPOSTA
A resposta correta é a letra D. Vamos entender.
Aplicando a relação U = R . i, temos:
6 = R . 20 x 10 – 3
R = 6 ÷ 20 x 10 – 3
R = 300 Ω
A resistência é variável com o aumento de temperatura. Então, como a temperatura do filamento é bem menor quando a lâmpada está apagada, a resistência também é menor.

2-) Determine a corrente elétrica que flui por um resistor de 1 kΩ quando ele é submetido a uma ddp de 200 V.
a) 0,5 A
b) 2 dA
c) 4 A
d) 0,02 A
e) 1 A

RESPOSTA

A resposta correta é a letra B. Vamos entender.

U = R . i
200 = 1000 . i
i = 200/1000
i = 0,2 = 2,0 x 10 - 1
Como o prefixo multiplicativo “deci” equivale a 10 – 1, o resultado será:
i = 2 dA

3-) (UCSal-BA) Um resistor de 100 Ω é percorrido por uma corrente elétrica de 20 mA. A ddp entre os terminais do resistor, em volts, é igual a:
a) 2,0
b) 5,0
c) 2,0 . 10
d) 2,0 . 103
e) 5,0 . 103

RESPOSTA

A resposta correta é a letra A. Vamos entender.
U = R . i
U = 100 . 20 . 10-3
U = 2000 . 10-3
U = 2,0 V

4-) (Uneb-BA) Um resistor ôhmico, quando submetido a uma ddp de 40 V, é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 20 A. Quando a corrente que o atravessa for igual a 4 A, a ddp, em volts, nos seus terminais, será:
a) 8
b) 12
c) 16
d) 20
e) 30

RESPOSTA

A resposta correta é a letra A. Vamos entender.
Inicialmente, temos que encontrar o valor da resistência:
R = U
       i
R = 40
      20
R = 2Ω
U = R . i
U = 2 . 4
U = 8 V

Conta para nós.

Gostou do artigo, ficou alguma dúvida a respeito da primeira Lei de Ohm?

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Autor Convidado: Vinicius Almeida, do blog Portal da Engenharia. 

quinta-feira, 4 de maio de 2017

HVDC

 HVDC

 

 O que é HVDC?

   Sistemas de transmissão de energia elétrica em potência sempre foram um desafio para a eletrotécnica. Ja no século passado discussões sobre utilização de corrente contínua e corrente alternada renderam polêmicas, e até exageros entre grandes nomes da Física como é o caso de Thomas Edison ao eletrocutar animais em público para provar que o uso de CA em grande escala era extremamente perigoso.
O termo HVDC vem da abreviação em inglês High Voltage Direct Current, ou simplesmente em português Corrente Contínua em Alta Tensão. Descobriu-se ser mais vantajoso transmitir para longas distancias em CC, pelo fato que a perda em linhas de Transmissão de corrente alternada(CA) compreender em duas: a perda pela resistência pura, ou Ohmica do condutor (que numa longa linha de transmissão é considerável), e da reatância (proveniente da auto indução  sofrida pelo cabo na variação constante de sentido da corrente elétrica). Já em corrente contínua, apenas consideramos a resistência do condutor do sistema.
   Em um sistema HVDC, a eletricidade é tirada de uma rede geradora de corrente alternada, convertida para corrente contínua em uma estação conversora e transmitida ao ponto de consumo através de uma linha de transmissão ou por cabos. Em seguida, é novamente convertida em CA em outra estação conversora e injetada na rede de CA. A HVDC permite que o fluxo de energia seja controlado rapidamente e com precisão, e melhora o desempenho, eficiência e economia das redes CA ligadas.
  
São elementos básicos em um sistema HVDC:
  • Fonte geradora CA
  • Subestações retificadoras(recebem CA, elevam e retificam para a linha de transmissão)
  • Subestações inversoras (recebem CC, invertem e abaixam para a distibuição aos consumidores finais)  

Valve hall - Siemens - Wellington, Nova Zelândia
O conversor usualmente é instalado numa construção chamada de sala de válvulas(ou valve hall em inglês). Inicialmente, sistemas HVDC usavam válvulas de arco de mercúrio; o problema-chave na evolução inicial do HVDC foi como desenvolver válvulas confiáveis e econômicas que convertessem corrente alternada de alta tensão em corrente contínua de alta tensão e vice-versa. Mas desde meados de 1970, dispositivos de estado sólido como tiristores foram usados. Em conversores baseados em tiristores, muitos tiristores são conectados em série para formar uma válvula de tiristor e cada conversor consiste em seis ou doze válvulas de tiristor. As válvulas de tiristor são usualmente agrupadas em pares ou grupos de quatro e podem ficar em cima de isoladores no chão ou suspensas por isoladores no teto.
Valve Hall, marca Alstom com IGBT's, Reino Unido

Conversores comutados pela linha requerem tensão da rede CA para comutação, mas desde os anos 90, conversores completamente controláveis começaram a ser usados para HVDC. Conversores completamente controláveis usam transistores IGBT no lugar de tiristores e podem prover energia para um sistema CA desenergizado.
    Praticamente todos os conversores usados para HVDC são capazes de operar com conversão de potência em um ou em outro sentido.

Brasil e Paraguai se uniram em 1974 para criar a empresa Itaipu Binacional, que construiu a maior usina hidrelétrica do mundo para geração de energia. Quase 20% da energia do Brasil e mais de 90% da energia do Paraguai é fornecida pela gigantesca barragem de Itaipu, de 14.000 megawatts, no rio Paraná. Metade do sistema de geração utilizado na Usina trabalha com a ferequencia de 50Hz (10 turbinas) e a outra metade na frequência de 60Hz. Como a frequência utilizada no Paraguai é de 50Hz, houve necessidade de que o excedente não utilizado pelo Paraguai fosse convertido para a frequência de 60Hz para ser utilizada no Brasil, na subestação isolada a gás (GIS), fabricada e montada pela Asea Brown-Bovery Suiça(ABB).
   A ABB forneceu ainda duas linhas de energia de corrente contínua em alta tensão
Linha HVDC de Itaipu, ligando SP e RJ
(HVDC) em 1984 e 1987, que fornecem energia a uma distância de mais de 800 km para Ibiúna, São Paulo. Por um quarto de século, as conexões de 600 quilovolts foram os maiores sistemas de transmissão de tensão CC do mundo.
 

A Eletrobrás Furnas, concessionária com sede no Rio de Janeiro e proprietária das linhas de transmissão, escolheu a tecnologia HVDC para parte do projeto porque ela permite a transmissão de eletricidade por longas distâncias, com perdas menores do que com sistemas de corrente alternada, mas também porque, fornecendo maior controle sobre a energia em si, a HVDC também permite que as redes do Paraguai e do Brasil sejam conectadas mesmo operando em frequências diferentes.


 

 A maior linha de transmissão em corrente contínua encontra-se ligando Porto Velho(RO) a Araraquara(SP), com 2,3 mil Km de extensão, operando em tensão nominal de 600kV. Já na China, está a Linha de transmissão entre a usina hidrelétrica de Xiangjiaba, na região sudoeste da China, até Xangai, centro comercial e industrial líder do país, com 7200MW, operando em Ultra alta tensão (800kV).





segunda-feira, 27 de março de 2017

Lampadas LED - Como funcionam?

Os LEDs são considerados uma tecnologia promissora no campo de iluminação em geral.

Estima-se que até 2020, os LEDs representem 75% do mercado de iluminação.

A produção em série e os preços competitivos dos LEDs brancos de alta eficiência abre novas perspetivas, não só na redução do consumo de energia mas também na forma como vivemos com a luz e com a iluminação do nosso ambiente profissional e pessoal.

A sua duração de vida, comparando com a vida de uma luz convencional, associada a uma nova forma de conceber a iluminação, coloca em causa o conceito de iluminação tradicional baseado na substituição de uma lâmpada por outra. Da mesma forma que a utilização do gás revolucionou a iluminação pública no início do século XIX, a melhoria contínua da performance dos LEDs e os custos reduzidos vão revolucionar a nossa abordagem à iluminação.Mas

De onde veio o LED?

LED (“Light Emitting Diode”- diodo emissor de luz) é um semicondutor que quando submetido a energia elétrica, emite radiação sob a forma de luz. O primeiro LED surgiu em 1962 e foi desenvolvido por um engenheiro da General
Electric – Nick Holoniak Jr. e produzido unicamente na cor vermelha. Alguns anos mais tarde foram lançados nas cores verde e amarelo. Esses LED’s foram usados como luzes indicadoras em muitos dispositivos.

Após uma grande evolução tecnológica (através das pesquisas de Shuii Nakamura) foi desenvolvido o LED na cor azul. Graças a introdução desta tecnologia foi possível obter a tão desejada cor branca, pela combinação das três cores básicas – vermelho, verde e azul (RGB – “red, green and blue”), Essas cores quando misturadas em diferentes intensidades podem reproduzir, também, diversas cores.

Evolução dos Encapsulamentos dos LEDs

Um fator importante para garantir a qualidade de um LED de alta potência é o gerenciamento adequado do calor emitido pelo chip do mesmo. Encapsulamentos que incorporam tecnologia de ponta como o utilizado nos LEDs de potência LUXEON®, permitem o melhor gerenciamento da capacidade térmica.

Fonte www.solelux.com.br
Através da utilização de um contato térmico dedicado, o calor é eficientemente transferido do chip do LED para o ambiente. Devido às características e capacidades únicas do projeto térmico os LEDs LUXEON® podem suportar temperaturas de junção mais elevadas possibilitando um desempenho superior na geração de luz.

Tá, mas como se liga? ele trabalha com corrente contínua?


Outra parte importante, mesmo que tecnologicamente "menos" nobre, é o driver de tensão, ou regulador de tensão. É justamente o que retifica e regula a tensão de alimentação do LED. Os LEDs funcionam em baixa tensão e
corrente elétrica. Um único LED necessita apenas de correntes com magnitudes entre 1 a 50mA para o seu funcionamento e devem ser polarizados diretamente, podendo ser destruídos caso sejam polarizados inversamente. É importante que se tenha o controle do nível de tensão para que a corrente que circulará no arranjo feito para lâmpadas de LED não venha a interferir nas características de iluminação dos LEDs, uma vez que o nível de brilho da luz emitida pelo LED é proporcional à corrente que circula entre seus terminais. Correntes acima dos limites recomendados pelos fabricantes podem diminuir a vida útil dos LEDs inseridos nos arranjos que constituem a lâmpada LED, comprometendo, desta forma, o que torna os LEDs tão atrativos do ponto de vista econômico: a sua elevada vida útil!
O controle de tensão também é importante devido à influência da corrente que circula no circuito na temperatura de junção do LED. Um aumento desta temperatura provoca a perda de eficiência de iluminação (Lúmens/Watts) do LED e também pode provocar a mudança na coloração da luz emitida.O aumento da temperatura de junção também resulta num decréscimo da resistência do material do LED, uma vez que este semicondutor apresenta uma resistência com coeficiente de temperatura negativo, o que pode levar a uma potencialização desse aumento de temperatura e ocasionar a sua queima.As lâmpadas de LED são constituídas por um arranjo contendo vários LEDs individuais e não podem ser conectadas diretamente à rede elétrica, pois as tensões e correntes nominais são incompatíveis, sendo necessária a conexão de drivers.

 Os drivers propiciam o controle das grandezas envolvidas no acionamento das lâmpadas de LED, disponibilizando tensões e correntes dentro dos limites especificados pelo fabricante, desta forma, assegurando segurança e funcionamento adequado das mesmas. Pode-se dizer, que estes circuitos funcionam como os reatores eletrônicos para lâmpadas fluorescentes, podendo ser embutidos ou separados no conjunto das lâmpadas, dependendo dos fabricantes.


Imagem relacionada