Eletricidade 2

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Apostila de Eletricidade CA
prof. Adriano

imagens da capa: gravuras copiadas das patentes de Nicola Tesla.

Instituto Federal de Educa¸˜o, Ciˆncias e Tecnologia do Cear´ - IFCE ca e a ´ Area da Ind´stria - Campus Maracana´ u u

Apostila de Eletricidade CA
Adriano H. Pereira

Colaboradores desta edi¸˜o: ca

Edi¸˜o 0.1. Revis˜o em 28 de novembro de 2011. ca a
A Escrito em L TEX 2εfonte 12pt computer modern roman. Copyright c Pereira, Adriano H. Todos os direitos reservados. agosto de 2009

Pref´cio a
Esta apostila cont´m alguns t´picos que fazem parte da disciplina Eletricidade em e o Corrente Alternada (Eletricidade CA) ministrada nos cursos da ´rea da ind´stria a u do Instituto Federal de Educa¸˜o, Ciˆncias e Tecnologia do Cear´ - IFCE. O ca e a programa destadisciplina tem como pr´-requisito as disciplinas de Eletricidade e em corrente cont´ ınua e Eletromagnetismo. Os primeiros manuscritos foram elaborados pelo autor para atender aos cursos de Eletrot´cnica e Mecatrˆnica, no ent˜o CEFET Benfica. Atualmente esta e o a apostila ´ destinada aos alunos dos cursos de Automa¸˜o Industrial e Manuten¸˜o e ca ca industrial do IFCE do campus Maracana´. u O objetivodo trabalho aqui apresentado ´ complementar os estudos realizae dos em sala de aula, com foco principal na an´lise da corrente alternada senoidal a em regime permanente. N˜o ´ pretens˜o deste material excluir as notas de aula, a e a a elabora¸˜o de listas de exerc´ ca ıcios, a simula¸˜o de circuitos atrav´s de aplicaca e tivos computacionais e, principalmente, o estudo da bibliografia sugerida paraa disciplina. Todas as corre¸˜es, sugest˜es e cr´ co o ıticas s˜o bem vindas, visto que contribuir˜o a a de forma fundamental para a melhoria desta apostila. prof. Adriano
holanda@ifce.edu.br

Apostila de Eletricidade CA - prof. Adriano

Nicola Tesla

∗ 10.07.1856 - Smiljan, Imp´rio Austr´aco e ı † 07.01.1943 - Nova York, EUA

Por volta de 1890, inicio-se a disputa entre Tesla e Edisonpara a implementa¸˜o dos sisca temas de distribui¸˜o el´trica, a chamada Guerra das Correntes. Tesla mostrou a ineficiˆncia ca e e da corrente cont´ ınua de Edison da corrente el´trica. O sistema de transmiss˜o em corrente e a cont´ ınua apresentava inconvenientes de quedas de tens˜o ao longo da linha obrigando a a constru¸˜o de usinas pr´ximas aos consumidores. ca o Por que n˜o construir geradorespara enviar energia el´trica ao longo de linhas polif´sicas a e a de distribui¸˜o utilizando corrente alternada? Em 1892, Nikola Tesla publicou a base dos ca sistemas de corrente alternada. No ano seguinte Charles Proteus Steinmetz desenvolveu uma formula¸˜o matem´tica para o estudo de circuitos em corrente alternada. O futuro pertencia ca a a corrente alternada, essencialmente pelas caracter´ısticas dos transformadores em elevar a tens˜o, diminuindo as perdas na transmiss˜o de energia em longas distˆncias. a a a Nikola Tesla desenvolveu o sistema de geradores em corrente alternada polif´sicos, moa tores de indu¸˜o e transformadores e realizou diversas patentes sobre o sistema que foram ca compradas por George Westinghouse. A primeira hidrel´trica foi instalada em 1886 junto e as cataratasdo Ni´gara. Esta foi a guerra das correntes entre CA e CC. Tesla e Westinga house finalmente obtiveram ˆxito com a corrente alternada, por se tratar de uma tecnologia e superior. Foi uma guerra ganha para o progresso do mundo. fonte: www.teslasociety.com

Sum´rio a
Pref´cio a 1 Tens˜es e correntes senoidais o 1.1 Fundamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1 Deslocamento entre fun¸˜essenoidais co 1.1.2 Valor m´dio e eficaz . . . . . . . . . e 1.2 Corrente nos elementos do circuito . . . . . 1.2.1 carga Resistiva . . . . . . . . . . . . 1.2.2 carga Capacitiva . . . . . . . . . . . 1.2.3 carga Indutiva . . . . . . . . . . . . . 1.3 Circuitos b´sicos . . . . . . . . . . . . . . . a 1.3.1 circuito RC s´rie . . . . . . . . . . . e 1.3.2 circuito RL s´rie . . . . . . . . . . . e...
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