Grandezas elétricas e Lei de Ohm
1. Fundamentos teóricos
Tensão elétrica representa a diferença de potencial entre dois pontos; corrente é o fluxo ordenado de cargas e resistência é a oposição oferecida à passagem da corrente. Em manutenção industrial, essas três grandezas formam a base de praticamente todo diagnóstico elétrico.
A Lei de Ohm relaciona tensão, corrente e resistência em cargas predominantemente resistivas. A potência elétrica indica a taxa de conversão de energia e auxilia na verificação de aquecimento, consumo e capacidade de componentes.
Antes de medir, identifique a grandeza esperada, escolha o instrumento e a escala adequados e confirme os pontos de referência do circuito. Compare o valor medido com o valor de projeto, não apenas com uma ideia genérica de “normal”.
U = R × I | I = U / R | P = U × I
2. Exemplo resolvido
Uma bobina de relé de 24 Vcc apresenta resistência de 240 Ω. A corrente esperada é I = 24/240 = 0,10 A. A potência é P = 24×0,10 = 2,4 W.
3. Diagrama didático
4. Prática interativa
5. Exercícios de fixação
- Calcule a corrente em um resistor de 100 Ω alimentado por 24 V.
- Determine a potência de uma carga de 220 V que consome 2 A.
- Se a corrente aumentou sem mudança de tensão, o que ocorreu com a resistência equivalente?
6. Verificação de aprendizagem
Avaliação específica da aula
Circuitos série, paralelo e mistos
1. Fundamentos teóricos
Em série, a corrente é a mesma em todos os componentes e as quedas de tensão se distribuem conforme as resistências. Em paralelo, todos os ramos recebem a mesma tensão e a corrente total corresponde à soma das correntes dos ramos.
Circuitos industriais reais combinam associações série e paralelo: contatos em série implementam condições AND; ramificações paralelas implementam condições OR. A análise elétrica e a lógica de comando frequentemente se encontram no mesmo painel.
Uma estratégia robusta consiste em reduzir o circuito em etapas, calcular a resistência equivalente e depois reconstruir tensões e correntes. Essa disciplina diminui erros em redes de sinalização e divisores resistivos.
Rserie = R1 + R2 + … | 1/Rpar = 1/R1 + 1/R2 + …
2. Exemplo resolvido
Dois resistores de 100 Ω em paralelo resultam em 50 Ω. Alimentados por 24 V, consomem 0,48 A no total, sendo 0,24 A em cada ramo idêntico.
3. Diagrama didático
4. Prática interativa
5. Exercícios de fixação
- Calcule Req de 100 Ω + 220 Ω em série.
- Calcule Req de 100 Ω // 100 Ω.
- Explique por que um circuito paralelo mantém tensão igual nos ramos.
6. Verificação de aprendizagem
Avaliação específica da aula
Componentes eletrônicos fundamentais
1. Fundamentos teóricos
Resistores limitam corrente e estabelecem polarizações; capacitores armazenam energia em campo elétrico; indutores armazenam energia em campo magnético. Diodos conduzem preferencialmente em um sentido e transistores podem atuar como chaves ou elementos de amplificação.
Em placas industriais, esses componentes aparecem em fontes, filtros, drivers de relés, entradas digitais e proteções. Falhas comuns incluem capacitores degradados, diodos em curto, resistores abertos e semicondutores perfurados.
A constante de tempo RC ajuda a compreender atrasos e filtragem. Em sinais alternados, a reatância capacitiva diminui quando a frequência aumenta, explicando por que capacitores desviam ruído de alta frequência com maior facilidade.
τ = R × C | Xc = 1/(2πfC)
2. Exemplo resolvido
Para R=10 kΩ e C=100 µF, τ = 1 s. Após aproximadamente 5τ, um capacitor em carga DC está muito próximo do valor final.
3. Diagrama didático
4. Prática interativa
5. Exercícios de fixação
- Calcule τ para 4,7 kΩ e 100 µF.
- Cite duas aplicações industriais de diodos.
- Explique por que um capacitor pode causar falha intermitente em uma fonte.
6. Verificação de aprendizagem
Avaliação específica da aula
Eletrônica analógica e digital
1. Fundamentos teóricos
Sinais analógicos variam continuamente dentro de uma faixa, enquanto sinais digitais representam estados discretos. Na indústria, 0–10 V e 4–20 mA são exemplos analógicos; 24 Vcc ligado/desligado é um padrão digital recorrente.
Portas lógicas AND, OR e NOT permitem modelar permissivos, intertravamentos e condições de alarme. Essa lógica é posteriormente transportada para relés, CLPs e sistemas supervisórios.
Uma entrada digital deve ser interpretada junto ao tipo de sensor e à convenção elétrica. Em lógica de segurança, estado elétrico, estado lógico e condição física precisam ser distinguidos para evitar conclusões incorretas.
AND: Y=A·B | OR: Y=A+B | NOT: Y=¬A
2. Exemplo resolvido
Uma bomba deve ligar somente com nível baixo detectado E proteção térmica normal. O comando é uma lógica AND: se qualquer condição for falsa, a saída permanece desligada.
3. Diagrama didático
4. Prática interativa
5. Exercícios de fixação
- Monte a tabela verdade da porta AND.
- Dê um exemplo de sinal analógico industrial.
- Explique a diferença entre estado elétrico e estado lógico.
6. Verificação de aprendizagem
Avaliação específica da aula
Instrumentos e medições elétricas
1. Fundamentos teóricos
O multímetro mede tensão, resistência, continuidade e, dependendo do modelo, corrente. O alicate amperímetro mede corrente sem abrir o circuito quando envolve um único condutor, sendo muito útil em painéis e motores.
Tensão é medida em paralelo. Resistência e continuidade devem ser verificadas com o circuito desenergizado e descarregado. Medição de corrente pelo borne amperímetro exige ligação em série e atenção ao limite e fusível interno do instrumento.
Categorias de medição, pontas de prova, integridade do instrumento e procedimento de bloqueio são parte da medição. Um valor numérico sem segurança e sem referência técnica não constitui diagnóstico confiável.
Tensão → paralelo | Corrente → série/alicate | Resistência → desenergizado
2. Exemplo resolvido
Ao medir 440 V entre fases, o multímetro deve estar configurado para tensão AC em faixa e categoria compatíveis. Para corrente do motor, o alicate deve envolver apenas uma fase por vez.
3. Diagrama didático
4. Prática interativa
5. Exercícios de fixação
- Descreva como medir tensão fase-fase.
- Por que não se mede resistência em circuito energizado?
- Qual erro ocorre se o alicate envolver as três fases simultaneamente?