122464049 Eletronica Automotiva PDF

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    Eletrnica automotiva - 1 (Revisando Conceitos Bsicos deEletricidade)

    Escrito por Newton C. Braga

    Para entender o funcionamento do automvel moderno no basta o conhecimento da mecnica. preciso conhecer eletricidade bsica e a partir dela os fundamentos da eletrnica. So justamente estesfundamentos que daremos a partir de agora no nosso curso, iniciando pela reviso dos conceitos bsicosde eletricidade.

    Circuito eltrico, corrente, tenso e resistnciaUma corrente eltrica consiste num fluxo de cargas que circula atravs de um fio condutor. Estas cargasso os eltrons que encontram liberdade de movimento em materiais como os metais, conforme mostraa figura 1. Estes materiais so denominados condutores de corrente eltrica.

    Para que as cargas se movimentem atravs de um material preciso que uma fora externa as empurre.Nos deparamos ento com dois conceitos muito importantes da eletricidade:- A fora externa que empurra as cargas que funciona como a presso de um cano de gua. Esta fora denominada tenso eltrica e medida em volts (V).

    - A prpria corrente que consiste no fluxo de cargas, ou seja, na quantidade de eltrons que passam pelocondutor. A corrente medida em amperes (A).

    Assim, para termos uma corrente (fluxo de eltrons) precisamos aplicar num condutor uma tenso queempurre os eltrons. A tenso a causa e a corrente o efeito, conforme mostra a figura 2.

    (figura2)

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    No entanto, os condutores no so perfeitos. Os eltrons que formam uma corrente encontram uma certadificuldade para passar atravs dos fios. Essa dificuldade denominada resistncia e constante. Aresistncia de um fio medida em ohms (.). Se aplicarmos a um condutor, que apresenta uma certaresistncia, uma tenso, a corrente vai ser determinada pela resistncia desse condutor. A resistncia

    limita portanto a intensidade da corrente num fio. Maior resistncia, menor corrente com a mesmatenso.

    Circuito eltricoOs eltrons no podem ser criados. Uma bateria fornece eltrons para uma lmpada, mas ela precisaestar constantemente repondo estes eltrons que saem dela. Assim, s possvel obter uma correntefazendo circular os eltrons no que denominamos circuito, conforme mostra a figura 3.

    (figura3)

    Para acender uma lmpada (que denominamos receptor de energia), por exemplo, precisamos de umafonte de energia (que denominamos gerador). No caso do carro, o gerador a bateria. A quantidade deenergia que podemos transferir para a lmpada no depende apenas da tenso que aplicamos nela, mastambm da corrente.

    Essa transferncia, conforme mostramos na figura 3, se faz atravs de um fio que leva a corrente e outroque a traz de volta para que os eltrons possam ser reciclados. Trata-se portanto de um percurso oucircuito fechado, da o nome "circuito".

    Podemos interromper a corrente num circuito colocando um interruptor em qualquer lugar do circuito, conforme mostra a figura 4.

    (figura4)Num automvel, o retorno ou caminho de volta da cor-rente no precisa ser feito atravs de um fio. Comoo chassi do carro metlico ele pode ser usado para esta finalidade, sendo por isso denominado terra. O

    nome vem do fato de que nas instalaes de eletricidade domstica a terra, que condutora deeletricidade, utilizada como retorno. Desta forma, como mostra a figura 5, num carro, o plo negativo ligado ao chassi e os fios que alimentam os diversos dispositivos saem do positivo. Em cada dispositivo

    existe um retorno, que feito pelo chassi (fio terra).

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    (figura5)

    Potncia eltricaA quantidade de energia fornecida a uma lmpada, por exemplo, depende tanto da tenso como dacorrente. Quando ligamos uma lmpada a uma bateria, a intensidade da luz que ela produz depende tantoda quantidade de eltrons que passam pelo filamento como da velocidade com que eles fazem isso, ouseja, da fora com que eles so empurrados. Definimos ento a potncia eltrica como uma grandeza

    diferente da tenso e corrente. A potncia a quantidade de energia por segundo, e medida em Watts(W). Para calcular a potncia, multiplicamos a corrente pela tenso.

    Potncia (W) = tenso (V) x corrente (A)

    Veja agora como tudo isso funciona num carro, por exemplo:Uma lmpada de 24 Watts ligada em 12 V ao ser ligada "puxa" uma corrente de 2 A pois 24 W = 2 x12.Para termos os mesmos 24 V numa bateria de 6 V, a corrente precisaria ser 4 A.Um fio precisa ser tanto mais grosso quanto maior for a intensidade da corrente que ele deve conduzir.Por este motivo que os fios do motor de partida de um carro tm de ser muito mais grossos do que osfios usados para alimentar as lmpadas. O Consumo do motor de partida exige vrias dezenas de amperes

    ,enquanto que as lmpadas exigem poucos amperes. Existe portanto vantagem em utilizar tensesmaiores nos circuitos, pois os fios podem ser mais grossos. Note que a potncia continua ser abso-lutamente a mesma. Uma lmpada de 24 W para 6 V produz 24 W de luz quando ligada nesta tenso,como uma lmpada de 24 W produz 24 W de luz quando ligada em 12 V. O que muda apenas acorrente!

    (figura 6)

    No entanto, como a corrente na instalao de 12 V menor, o fio usado mais fino. Outra vantagem dese utilizar tenso maior que as perdas no fio so menores. Conforme vimos, mesmo os fios apresentamuma certa resistncia, dificultando a passagem da corrente, o que faz com que ocorram perdas. Comtenses maiores, estas perdas so menores. Com o aumento de dispositivos eltricos e eletrnicos noscarros, mesmo os 12 V esto se tornando problemticos em termos de consumo e mesmo de custos dafiao. Assim, a nova gerao de automveis que est por vir j prev a utilizao de baterias de 42 V. Osfios de ligao dos diversos dispositivos podem ser 3,5 vezes mais finos com esta tenso!

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    Efeitos da correnteQuando a corrente eltrica atravessa determinados meios ela produz efeitos que podem ou no seraproveitados.O principal efeito a produo de calor, ou efeito trmico, tambm chamado "Efeito Joule" . Para vencera resistncia de um meio, a eletricidade faz um esforo que se converte em calor. Este efeito pode ser

    aproveitado em elementos de aquecimento, como aquecedores, acendedores de cigarro, etc. Se o calorfor muito intenso, temos tambm a produo de luz, como no caso das lmpadas incandescentes.Outro efeito importante o magntico. Quando uma corrente passa atravs de um condutor, em sua voltaaparece um campo magntico. Se enrolarmos um fio em forma de bobina e fizermos passar uma correnteo campo criado concentra-se e temos um eletro-im. Podemos aproveitar este efeito em solenides, comoos usados nas fechaduras eltricas do carro ou em motores como o motor de partida ou o motor dolimpador de parabrisas.Temos tambm o efeito qumico. Quando uma corrente circula atravs de determinados lquidos ocorremreaes qumicas. A carga de uma bateria aproveita este efeito.

    Fontes de energia eltrica (geradores)Para forar a corrente atravs de um circuito e com isso fornecer energia a ele precisamos de dispositivosque estabeleam entre dois plos a presso eltrica necessria a isso. Estes dispositivos so denominados

    geradores. Como na natureza no possvel criar energia a partir do nada, estes dispositivos convertemalguma forma de energia em energia eltrica. Temos ento os seguintes tipos de geradores:

    Pilhas e bateriasAs pilhas e baterias so geradores qumicos de energia eltrica, pois convertem a energia liberada numareao qumica em eletricidade. Denominamos baterias a um conjunto de pilhas ou acumuladores.

    AcumuladoresAcumuladores tambm so geradores qumicos de energia eltrica, mas o seu funcionamento reversvel. A reao libera energia eltrica mas isto pode ser invertido pela passagem de uma correnteque o carrega. As chamadas baterias de carro na verdade so conjunto de acumuladores que podem serrecarregados pela corrente gerada pelo dnamo ou alternador.

    Dnamos e alternadoresOs dnamos e alternadores so geradores que convertem energia mecnica, a fora do motor, porexemplo, em energia eltrica. Eles consistem em conjuntos de bobinas que criam campos eltricos eatravs deles a energia gerada pelo movimento.

    Clulas solaresAs clulas solares convertem energia luminosa (luz solar, por exemplo) em energia eltrica. Consistem empainis de materiais semicondutores como o silcio. Seu rendimento ainda muito baixo e elas so caras,o que limita bastante suas aplicaes prticas.

    Questionrio:

    1. Uma corrente eltrica consiste em:A) Cargas eltricas em oscilaoB) Cargas eltricas em movimentoC) Tenso aplicada num fioD) Movimento de tomos de um metal

    2. Tenso e corrente podem ser relacionadas como (na ordem):A) efeito e causaB) causa e efeitoC) quantidades de energiaD) gerao de calor

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    3. Para que uma corrente circule preciso:A) haver tenso aplicadaB) haver um circuito fechadoC) haver um gerador e um receptor

    D) haver resistncia

    4. O produto tenso x corrente determina:A) A resistncia de um circuitoB) Quantidade de energia disponvelC) A potncia eltricaD) A quantidade de calor gerada

    Eletrnica automotiva - 2 (O Circuito Bsico do Sistema deIgnio)

    Escrito por Newton C. Braga

    1. A funo do Sistema

    Quando a mistura ar-combustvel comprimida no cilindro de um motor, sua queima ou ignio noocorre espontaneamente. preciso que haja uma excitao externa para que isso ocorra. Esta excitao uma fasca eltrica produzida pela vela, conforme mostra a figura 1.

    Figura 1 -Vista em corte de uma vela de ignio

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    Ocorre entretanto que, para produzir a fasca eltrica, preciso haver uma tenso muito alta.Baseados no que