Topic outline

  • Bem vindos ao Moodle da disciplina

    PEA 3390 - Eletricidade Aplicada I

    Edição 2023 - 2o. semestre

     

    Professor

    Giovanni Manassero Junior - manassero@usp.br

     

    Local e horário das aulas

    Aulas às 4as-feiras das 7:30 às 9:10 na sala C1-30 do prédio da engenharia elétrica

     

    Programa resumido

    Circuitos em corrente contínua; circuitos em corrente alternada; energia, potência e fator de potência. Medição de grandezas elétricas. Circuitos trifásicos; medição de potência; correção do fator de potência. Transformadores; Projeto de instalações elétricas: simbologia e diagrama unifilar, metodologia de cálculo, dimensionamento de condutores e de dispositivos de proteção; Tarifação de energia elétrica. Noções básicas de automação; aterramento e proteção contra descargas atmosféricas

     

    Programa completo

    O programa completo pode ser baixado aqui.

     

    Frequência

    A frequência é aferida durante a aula.

     

    Método de avaliação

    A avaliação da disciplina é feita por meio de duas provas. A média do aluno é a média aritmética simples dessas duas provas.

     

    Métodos e estratégias de aprendizagem

        • Aulas para apresentação dos conteúdos;
        • Resolução de exercícios; e
        • Soluções de dúvidas

     

    Objetivo geral

    Ao final do curso espera-se que o estudante seja capaz de:

        • compreender o escopo, as classificações, os modelos, as ferramentas e os procedimentos adotados no estudo de sistemas elétricos de corrente alternada, identificando os objetivos, as vantagens e as limitações de sua utilização, selecionando as informações relevantes para a análise de um cenário específico, inferindo as informações típicas ou omitidas, traduzindo e adaptando informações textuais ou normalizadas;
        • analisar sistemas e circuitos movidos a energia elétrica, determinando, com base em topologias e parâmetros fornecidos ou típicos, as grandezas de natureza elétrica ou de outra natureza (mecânica, térmica, luminosa etc) relativas às fontes, às cargas e aos condutores do circuito;
        • avaliar a adequação de circuitos e instalações em corrente alternada (monofásicos e trifásicos) para processos produtivos (de interesse público, comerciais e industriais), selecionando, dentre as diversas especificações, a opção que atende a critérios operativos e econômicos; e
        • Propor diretrizes de operação e manutenção de equipamentos e sistemas movidos a energia elétrica, elaborando diagramas, instruções e pareceres considerando critérios de segurança, eficiência energética e normas nacionais/internacionais cabíveis.

     

    Conteúdos e habilidades

    1. Conceitos gerais
      • Carga elétrica
      • Corrente elétrica
      • Potencial elétrico
      • Potência e energia elétrica
      • Bipolos elétricos
        • Passivos (resistor, capacitor e indutor)
        • Ativos (fonte de tensão e fonte de corrente)
    1. Definições de circuitos elétricos
      • Ramo
      • Laço (e malha)
    2. Leis de Kirchhoff
      • Para as correntes (conceito de nó)
      • Para as tensões (conceito de caminho fechado)
    3. Técnicas de análise de circuitos elétricos (foco em CC)
      • Análise de malhas
      • Análise nodal
    4. Senoides e fasores
      • Funções complexas e equação de Euler
      • Fasores
      • Representação fasorial de bipolos elétricos
      • Técnicas de análise de circuitos elétricos (foco em CA)
      • Potência instanânea
      • Potência complexa, ativa e reativa e fator de potência
      • Correção do fator de potência
    5. Circuitos trifásicos
      • Conceitos gerais de sinais trifásicos
      • Sequência de fases e operador alfa
      • Carga equilibrada na ligação estrela e na ligação triângulo
      • Linha de transmissão equilibrada e sem mútuas
      • Fontes trifásicas simétricas na ligação estrela e na ligação triângulo
      • Sistema trifásico, simétrico e equilibrado na ligação estrela (grandezas
      • Sistema trifásico, simétrico e equilibrado na ligação triângulo (grandezas de fase e de linha)
      • Potência em sistemas trifásicos
    6. Transformadores
      • O transformador ideal
      • Relação de transformação para tensões, correntes e impedâncias
      • O transformador real e o circuito equivalente
    7. Condutores e dispositivos de proteção
    8. Instalações elétricas
    9. Tarifação

     

    Objetivos específicos de aprendizagem

        • Compreender as vantagens e desvantagens da utilização de circuitos em corrente contínua ou alternada, monofásicos ou trifásicos, fornecendo exemplos para cenários específicos;
        • Explicar a formulação e a necessidade de minimização da potência reativa em redes de corrente alternada, apresentando curvas no tempo, comparação entre diagramas fasoriais e variação de grandezas relacionadas;
        • Aplicar técnicas de análise de circuitos e equipamentos movidos a energia elétrica, determinando, por meio de uma técnica à sua escolha, valores numéricos, em unidades de engenharia, de tensão, corrente e potência em circuitos elétricos de corrente contínua e alternada, monofásicos e trifásicos, com e sem transformadores;
        • Prever a forma de operação de motores trifásicos de indução, com diferentes métodos de acionamento e frente a diferentes regimes de carga mecânica, explicando os efeitos da variação da tensão de alimentação e da carga mecânica por meio das suas curvas operativas;
        • Avaliar alternativas de atendimento a consumidores de energia elétrica, selecionando os componentes que atendem os limites operativos e as necessidades de projeto e discriminando os diversos custos (de operação, investimento e perdas);
        • Avaliar o impacto da especificação do motor na flexibilidade operativa da planta, relacionando os diversos tipos disponíveis com os métodos de acionamento, instalação elétrica e modelo de carga mecânica;
        • Avaliar as diversas componentes de custo da energia elétricas, discriminando o impacto de diferentes curvas de carga, grupos e modalidades tarifárias nos valores mensais e anuais desse custo; e
        • Propor uma especificação simplificada de correção de fator de potência, justificando o dimensionamento em termos de potência, capacitância e custo de aquisição/instalação;

     

    Unidades de conteúdo

        • Circuitos em corrente contínua
        • Circuitos em corrente alternada monofásicos
        • Circuitos em corrente alternada trifásicos
        • Eletromagnetisno e transformadores
        • Instalações elétricas de baixa tensão
        • Fornecimento de energia elétrica

     

    Bibliografia

        • EPUSP - Apostilas e listas de exercícios de Eletrotécnica Geral.
        • ORSINI, L. Q., CONSONNI, D. Curso de Circuitos Elétricos - Volumes 1 e 2 (2002 e 2004, respectivamente), 2a. Edição. Ed. Blücher, São Paulo.
        • OLIVEIRA, C. C. B de, SCHMIDT, P. H., KAGAN, N., ROBBA, E. J. Introdução a sistemas elétricos de potência: componentes simétricas, 2a. Edição. Ed. Edgard Blücher, São Paulo, 1996.
        • NBR 5410 - Instalações elétricas de baixa tensão, 2004 - Versão Corrigida em 2008.
        • MARTE, C. L. Automação Predial - A Inteligência Distribuída nas Edificações. São Paulo: Carthago Editorial, 1995. v. 1500. 130 p.

     

    Coordenação geral da área didática

    Milana Lima dos Santos - milanals@usp.br

     

    Instruções para a prova substitutiva

    Atenção: a prova substitutiva somente poderá ser realizada para estudantes que justificarem devidamente a impossibilidade de comparecimento no dia da prova regular, por meio deste link