Princípio de Funcionamento de Aparelhos Resistores

Chapinha: O princípio de funcionamento da chapinha é simples: a ação intensa e concentrada do calor alisa instantaneamente o cabelo. O efeito é imediato e dispensa produtos químicos. O inconveniente fica por conta dos fios lisos durarem só até a próxima lavada.

Geladeira: A geladeira funciona pelo princípio da troca de calor: um corpo mais frio retira o calor de corpos mais quentes provocando um equilíbrio térmico. O sistema de refrigeração funciona em ciclo em que continuamente um gás é comprimido pelo compressor que funciona como um motor, fazendo esse gás se movimentar em ciclo pelo sistema deixando o compressor frio no início do processo e chega quente no final do processo (para ser resfriado e continuar o ciclo), quando comprime sua temperatura cai bastante passa por tubulações internas ao refrigerador para resfriar seu conteúdo. Desta forma, através do equilíbrio térmico a temperatura do gás aumenta e a temperatura interna do refrigerador diminui. Quando sai do refrigerador esse gás passa por serpentinas, onde se percebe que o gás já se encontra quente .Tem aí uma pequena troca de calor com o ar do ambiente e o gás volta novamente para ser comprimido pelo compressor e continuar o processo. Quanto mais acontecer esse processo maior a troca de calor e maior o consumo de energia elétrica do refrigerador.

Lâmpada incandescente: Funcionam através da passagem da corrente elétrica por um filamento de tungstênio que, com o aquecimento, gera a luz. Com temperatura de cor agradável, na faixa de 2.700K ("amarelada") e reprodução de cor de 100%, têm atualmente sua aplicação predominantemente residencial.

Chuveiro: A maioria dos chuveiros funciona sob tensão elétrica de 220 V e com duas possibilidades de aquecimento: inverno e verão. Cada uma delas está associada a uma potência. Na posição verão, o aquecimento da água é menor, e corresponde à menor potência do chuveiro. Na posição inverno, o aquecimento é maior, e corresponde à maior potência. As ligações inverno-verão correspondem, para uma mesma tensão, a diferentes potências. Na maioria dos chuveiros a espessura do fio enrolado – o resistor – comumente chamado de "resistência", é a mesma.

Televisão: O princípio de funcionamento da televisão é o mesmo dos aceleradores de partículas. No interior da televisão, os elétrons de carga negativa são extraídos de um filamento incandescente e acelerados em direção da carga positiva. Para formar a imagem, eles são reunidos em um feixe e focalizados sobre o anteparo.

Forno Elétrico: Funciona basicamente utilizando o princípio do Efeito Joule( esse fenômeno ocorre devido o encontro dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do condutor. Os elétrons sofrem colisões com átomos do condutor, parte da energia cinética (energia de movimento) do elétron é transferida para o átomo aumentando seu estado de agitação, conseqüentemente sua temperatura. Assim, a energia elétrica é transformada em energia térmica ).

Secador de cabelo: pra aquecer o ar é liberada a passagem de uma corrente elétrica por um filamento de material metálico com alta resistência elétrica, logo quando os elétrons da eletricidade tentam percorrer esse filamento, sofrem dificuldade , como se os elétrons se chocassem com as moléculas do filamento, sendo que essa força que "impede" a passagem dos elétrons dissipa essa energia em forma de calor, sendo esse o princípio de aquecimento gerado por secadores de cabelos, chuveiros e churrasqueiras elétricas e tudo mais.

Maquina de lavar: Refere-se a uma máquina que determina todos os antigos mecanismos, mais o princípio hidrostático, cujo funcionamento se reduz a sucção e a impulsão. A ação dos movimentos do conjunto de fatores determina o efeito da sucção e impulsão, provoca o movimento rotativo da água ao impulso do giro.

Ferro de Passar: O ferro de passar é um instrumento usado para alisar tecidos, utilizando do aquecimento. Os modernos utilizam energia elétrica, transformando-a em térmica.

Ar condicionado: O ar condicionado é uma maquina frigorifica que funciona retirando o calor da ''fonte fria'' e jogando para a ''fonte quente''.

Outros aparelhos que fazem parte do nosso cotidiano

Calculamos o custo com a mesma fórmula usada para calcular o banho de 20 minutos, Custo=p.t.tarifa


Ferro elétrico: potência média 1.200 W=1,2Kw, se utilizado 20 minutos diários gastaria R$ 0,14, gasto mensal R$ 4,35.









Máquina de lavar : potência média de 3500 W=3,5kW, se utilizado 20 minutos diários gastaria R$ 0,42, gasto mensal R$ 12,60.






Geladeira: potência média de 300 W=0,3kW, se utilizado 20 minutos diários gastaria R$0,036, gasto mensal R$1,08.












Ar Condicionado: potência média 1.000 W=1kW, se utilizado 20 minutos diários gastaria R$ o,12, gasto mensal R$ 3,60.




Chapinha: Potência média 0,052Kw, se utilizada 20 minutos diários gastaria R$ 0.0062, gasto mensal R$ o,18.






Lâmpada Incandescente: Potência média 0,1kW, se utilizada 20 minutos diários gastaria R$ 0,012, gasto mensal R$ 0,36.

Televisão: Potência média 0,2kW, se utilizada 20 minutos diários gastaria R$ 0,024, gasto mensal R$ o,72.












Forno Elétrico: Potência média 1,75kw, se utilizado 20 minutos diários gastaria R$ 0,21, gasto mensal R$ 6,30.





Secador de Cabelo: Potência média 1,5kW, se utilizado 20 minutos diários gastaria R$o,18, gasto mensal R$5,40.

Como calcular o custo de um banho de 20 minutos?

É possível calcular o custo de um banho de 20 minutos a partir da potência do chuveiro, do tempo de duração do banho e da tarifa. Com base nestes dados, é aplicada a seguinte fórmula:

Custo em R$=P(kw).t(h).tarifa

Pegamos um chuveiro com potência 5.400 W = 5,4 kW, a tarifa cobrada em Ijuí que é de R$ o,36657 e o tempo de 20 minutos=0,3 h.

Custo em R$=5,4kW.0,3h.R$/kWh.0,36657

Custo em R$=0,59 -um banho por dia para uma pessoa.
Em um mês uma pessoa gastaria R$ 17,70.
Em uma família de 4 pessoas gastariam R$ 70,80.

Aparelhos Resistivos

Em nosso dia-a-dia utilizamos vários aparelhos elétricos onde são empregados circuitos com dois ou mais resistores. Em muitos destes circuitos, um único resistor deve ser percorrido por uma corrente elétrica maior que a suportada, e nestes casos utiliza-se uma associação de resistores. Em outras aplicações vários resistores são ligados um em seguida do outro para obter o circuito desejado, como é o caso das lâmpadas decorativas de natal.
Os resistores são elementos que apresentam resistência à passagem de eletricidade. Podem ter uma resistência fixa ou variável. A resistência elétrica é medida em ohms.
Aparelhos resistivos apresentam um resistor, um fio que pode limitar de forma diferenciada a intensidade da corrente elétrica num circuito. Essa limitação está relacionada ao tipo de material utilizado no resistor, às suas dimensões físicas (comprimento e espessura) e à sua temperatura.
A intensidade da corrente elétrica de um circuito depende do resistor, de sua resistência elétrica e da tensão a que ele está submetido. São todos os aparelhos que convertem a energia elétrica em energia térmica.
Os Resistores podem ser Fixos ou Variáveis, onde os Fixos são Resistores cuja resistência elétrica não pode ser alterada (apresentam dois terminais), já os Resistores Variáveis são aqueles cuja resistência elétrica pode ser alterada através de um eixo ou curso (Reostato, Potenciômetro).

Usina José Barasuol

O Rio Ijuí é conhecido por seu grande potencial hidrelétrico sendo que várias usinas são construídas em seu leito, sendo uma delas a Usina José Barasuol da Ceriluz (a que visitamos) localizado na linha 3 leste. Para a construção de qualquer usina hidrelétrica é preciso primeiramente a autorização da FEPAM (Fundação Estadual de Preservação Ambiental), que institui regras e normas ambientais a serem seguidas, caso contrário a usina é proibida de continuar gerando energia, ela é desativada.

Nossa turma, juntamente com os professores Gilmar, Janete e Sandra, fomos recepcionados por alguns dos operadores da usina hidrelétrica José Barasuol, um deles, Rogério Dias, nos acompanhou durante toda a visita nos explicando cada parte funcional da usina e respondendo os questionamentos dados pela turma.

A construção de uma usina baseia-se na represagem da água, em que é armazenando energia potencial, que quando convertida em energia cinética move as pás (chamadas válvulas borboleta) gerando assim, a energia elétrica, uma energia limpa e renovável, mas que nem por isso deixa de causar impactos ambientais.

Em primeiro lugar, a construção de uma barragem, requer o alagamento de áreas imensas, destruindo e modificando a fauna e flora local. No caso da Usina Hidrelétrica José Barasuol, foram alagados 130 hectares de área, o que implicou em mudanças tanto físicas como no habitat dos peixes, que antes, acostumados com águas lóticas, passaram a viver em águas lênticas. A construção da barragem os obrigou a se adaptarem ao novo ambiente. Outro fator impactante nesta usina, foi a construção do canal aberto e do túnel de adução em que foi preciso desmatar áreas de vegetação nativa, e remover pedras basálticas milenares.

A usina é geradora de “créditos de carbono”, ou seja, como produz energia limpa e renovável, não emitindo carbono na atmosfera, acumula esses créditos que podem ser “vendidos” às empresas que tem “débitos de carbono” (empresas emissoras deste elemento na atmosfera).

Como já havíamos escrito antes, mais que uma opção, é uma obrigação da empresa seguir os termos pré assinados pela FEPAM, caso contrário a usina é desembargada, não produzindo mais energia para os associados. Uma das normas a serem seguidas é a de preservar a mata ciliar (vegetação que protege os rios, como os cílios protegem os nossos olhos) em que algumas árvores podem ser plantadas e outras virem a crescer naturalmente. É importante destacar que o ideal seria ter no mínimo 200m de mata ciliar na costa do rio, que preserva tanto as águas, quanto a fauna e flora da região, mas na usina José Barasuol não se chega nem perto disso. Outra lei imposta é a da piracema, em que a empresa é obrigada a construir uma “escada de peixes” para que os mesmos subam a barragem (saem da jusante do rio (a baixo da barragem) para a montante do rio (a cima da barragem)) para sua reprodução.

Houve uma época em que as pessoas pescavam indiscriminadamente nas áreas próximas à barragem, a polícia ambiental às prendia, e acabavam por levar processos ambientais. Esses fatos ocorriam principalmente na época da piracema, em que os peixes sobem contra a correnteza dos rios em busca de águas mais rasas para se reproduzirem. Hoje em dia devido à divulgação e aos cuidados tomados pela cooperativa, as pessoas tomaram conhecimento da legislação e não são encontrados mais pescadores tão seguidamente. Existe uma lei em que só é permitida a pesca de 1000 a 1500 metros a cima e a baixo de toda a extensão da usina.

Na foto a cima, está sendo apresentada a usina José Barasuol, e dentre outras coisas podemos perceber onde se encontra a Mini Central (8), onde é produzido 0,83MW (830kW) de potência. A barragem (com 170m , o vertedouro com 145m e 10m de altura do vertedouro), já guarda uma pressão (contínua) que é utilizada para movimentar as pás, o estator, gerando eletricidade que já é enviada para a rede podendo ser distribuída e utilizada.

A barragem (2) é construída no intuito de armazenar energia potencial e de conduzir a água do rio por um canal aberto (3) de 580m de comprimento. No limite entre o canal e o túnel está presente a grade de limpeza, responsável pelo recolhimento automático de sujeiras de grande porte que poderiam prejudicar o funcionamento das turbinas. Estes materiais, que podem ser galhos, plástico, entre outros são recolhidos pela cooperativa e mandados para a reciclagem (no caso do plástico) ou, quando são galhos e pedaços de árvores, são depositados nas proximidades, servindo como adubo orgânico, ou utilizado como lenha. Outra “armadilha” para a sujeira é a barreira de contenção em que os materiais flutuantes são detidos por este bloqueio.

Depois desta “filtragem” a água é levada através de um túnel adutor (4) de 650m (construído, ou melhor, escavado em pedra basalto – rocha ígnea que se formou há milhares de anos atrás por erupções vulcânicas). Neste túnel a água flui por gravidade até a chaminé de equilíbrio (5) com capacidade de 273m³ de água em que faz parte, um golpe de aríete, responsável por aliviar a chaminé, eliminando calor epressão . Após chegar a este indispensável reservatório, a água é tubulada até a casa de máquinas (6) (produz 6,6 kW de potência), onde ocorre um desnível (de 21m) que vai gerar a força gravitacional necessária para mover as pás das turbinas e gerar energia elétrica.

A geração de energia elétrica se dá pelo movimento da água, que somada a força gravitacional e o desnível, tem capacidade suficiente para mover as pás que conseqüentemente movimentara uma peça móvel chamada rotor criando um campo elétrico entre a peça móvel e a peça fixa chamada estator. A energia criada por este campo (6,6kV) será armazenada e elevada a 23kV na subestação elevadora (7) da própria usina. Após isso, esta tensão (que é alternada) será enviada a outra subestação localizada no chorão em que ela será rebaixada a 220V podendo ser utilizada pelos associados. Se cada gerador da casa de força gera 23kV, totalizando 69kV, então, sempre que falar em estação 69, quer dizer que cada gerador produz 23kV.

É importante ressaltar o perigo que existe em uma subestação. Nunca entrar na subestação, ou chegar perto da alta tensão, pois em dias com muito vento, a corrente elétrica é transmitida através do ar. Se levantar o braço dentro da subestação, a pessoa levará um choque tão grande que acabará morrendo. Para a segurança, toda a subestação é aterrada com linhadas de ferro. Há também um para-raio servindo como fio terra, descarregando a carga proveniente de um raio diretamente no chão impedindo que ele se dissipe.

Dentro da usina existem quatro turbinas (Kaplan, da Alemanha), todas telecomandadas por aparelhos tecnológicos vindos da Alemanha; três na casa de força (sendo que duas estavam ativas no dia), e uma na mini central, primeiramente instalada apenas para atender as ordens da FEPAM, que obriga as hidrelétricas deixarem uma vazão chamada vazão sanitária, em que a água deve ser deixada passar para a alça seca do rio. A vazão na mini central é de 8m³/s de água (enquanto na casa de máquinas é de 26 a 29m³/s) permitindo que seu ciclo continue. Unindo o útil ao agradável, e aproveitando esta vazão de grande potencial hidrelétrico, instalaram uma turbina que assim como as outras, é capaz de gerar eletricidade. A velocidade de rotação das turbinas na casa de força é de 300rpm, já na mini central, é de 400rpm.

Uma turbina está disposta horizontalmente e é formada por seis peças principais: a caixa espiral (ou estator), o pré-distribuidor, o distribuidor, rotor, eixo e tubo de sucção. O estator é formado por finas chapas de aço magnético em forma de anéis, que quando tratadas termicamente reduzem ao mínimo as perdas por correntes. O rotor também é composto de chapas finas de aço magnético tratadas termicamente. Ele é responsável pela conversão de potência hidráulica em potência mecânica. Turbinas são telecomandadas, porém, caso ocorra algum problema funcional, quem entra em ação são os operadores e técnicos da usina.

Assim como o funcionamento geral da usina, o nível da água também é monitorado por computadores, e quando ele ultrapassa seu limite mínimo, ou seja, quando a água não ultrapassa os 40 a 50cm da barragem, os operadores fazem as manutenções necessárias para diminuir a velocidade de produção de energia, ou seja, a passagem de água pelos dutos, que também deve ser controlada para que não falte água para os peixes; porém, quando o nível volta a subir, as maquinas são reativadas a sua atividade normal de produção.

Após todo o processo de produção, a energia e enviada às redes de distribuição, em que podem ser usados cabos monofásicos (dois cabos) ou trifásicos (três cabos). No caso dos trifásicos são geralmente mais utilizados na área rural, para a utilização de máquinas como as ordenhadeiras. Um exemplo de utilização de cabos monofásicos é o da transmissão de energia que chega até as nossas casas. Cabos monofásicos têm a entrada de energia em dois condutores, fase e neutro em 127V. Já os trifásicos, recebem a alimentação por quatro condutores, três fases e um neutro. Entre as fases tem-se 220V. Entre qualquer fase e o neutro 127V. A corrente elétrica induz a força eletromotriz e é criada através de elétrons semi-livres presentes no fio (condutor elétrico) esta corrente elétrica é gerada pelo campo magnético a partir do movimento do rotor.

A usina como sendo propriedade cooperativa, não visa diretamente em lucros, e sim em atender as necessidades básicas da comunidade associada, porém sua atual produção energética está alcançando o seu limite, e é por este motivo que novas obras de usinas estão sendo iniciadas, a fim de poder suprir a demanda dos associados.

Video e Fotos sobre a Usina José Barasuol