Prof. Edson-20121 DISCIPLINA CARGA E PARTIDA Prof. Edson EEP001.

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DISCIPLINA

CARGA E PARTIDA

Prof. Edson

EEP001

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Os cursos tecnológicos foram concebidos para atender às reais necessidades do mercado e da sociedade. Isto fica claro quando as próprias diretrizes curriculares fazem distinção entre o bacharel e o tecnólogo: "a formação do tecnólogo é, obviamente, mais densa

em tecnologia. Não significa que não deva ter conhecimento científico. O seu foco deve ser o da tecnologia, diretamente

ligada à produção e gestão de bens e serviços. A formação do bacharel, por seu turno, é mais centrada na ciência, embora sem

exclusão da tecnologia. Trata-se, de fato, de uma questão de densidade e de foco na organização do currículo".

Fonte: DELIBERAÇÃO CEE N° 50/05

http://www.fatecsp.br/?c=tecnologo

Ser Tecnólogo!

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Nesta disciplina vamos estudar:

- Eletricidade, Eletromagnetismos e Máquinas Elétricas;

- Sistemas elétricos gerais de um veículo;

- Carga de baterias e baterias;

- Alternadores e reguladores;

- Sistemas elétricos de partida e de ignição;

- Iluminação, fiação, fusíveis, esquemas.

Aulas:

Semanal: 8 (Hora-Aula:4, e atividades autônomas: 4); Semestral: 144; Carga horária: 120 h

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Bibliografia para o 1o bimestre: (*São os materiais básicos e o restante é complementar)

*Introdução à Análise de Circuitos, Robert Boylestad, 10 ed. Ed.Prentice Hall.* Máquinas Elétricas, A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen Umans, Bookman*Máquinas Elétricas, Irwin Kosow, Ed. Globo.* Automobile Electrical and Electronic Systems, Tom Denton, Ed. BH – Elsevier 1995.*Materiais Disponibilizados pelo Prof. no sitio da disciplina.

Bibliografia para o 2o bimestre: (*São os materiais básicos e o restante é complementar)

*Manual de Tecnologia Automotiva Bosch 25a Ed.*Apostila Técnica de Alternadores Bosch (Disponibilizado).

*Apostila Técnica de Motores de Partida Bosch (Disponibilizado).*Materiais Disponibilizados pelo Prof.Automotive Electrics and Automotive Electronic – Completely Revised and Extended, Bosch Handbooks, Robert Bosch, 2007, Ed. Wiley.

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Diretrizes básicas da Disciplina:2 Provas (P1 e P2)

A P3 é substitutiva, somente para quem perdeu as provas P1 ou P2 (O conteúdo da P3 é todo o Semestre).

Um projeto por bimestre relacionado com o tema da disciplina.

Critério de avaliação:

05,0Oral Prova1,0Relatório15,07,0

05,0Oral Prova0,1Relatório15,07,0

0.6 Aprovação 0,55,0

222

111

21

TPM

TPM

MMMM FinalFinal

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Avaliação dos Projetos Práticos (Prj) – Média das notas de:Laboratório:

Atingir resultados e objetivos solicitados (50%)

Qualidade da Montagem (10%)

Recursos Técnicos Aplicados (10%)

Domínio dos Alunos e Trabalho em Equipe (30%)

Relatório conforme as regras de elaboração:

Apresentação (10%)

Conteúdo técnico relevante (50%)

Organização e Padronização (20%)

Resultados Apresentados (20%)

Seguir as recomendações do artigo sobre Orientações para melhorar relatórios técnicos.

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Conteúdo básico de um Relatório TécnicoUm relatório técnico deve conter as seguintes seções:

Resumo: Um breve resumo descritivo sobre os objetivos e resultados do projeto que será apresentado. Deve ser redigido somente após a conclusão do relatório, visto que o resumo trará uma visão rápida do conteúdo do relatório. Por isso chama-se resumo.

Introdução: Deve trazer no inicio, um descrição clara dos objetivos do trabalho/projeto. Em seguida deve ter seções organizadas logicamente que abordem o contexto ou uma ideia sobre o projeto ou tema. Deve ter uma breve revisão teórica sobre o assunto que está sendo tratado para auxiliar no entendimento.

Metodologia: Descreve-se em nas seções o desenvolvimento do projeto, detalhamento e descrição das partes funcionais. Deve conter elementos que auxiliem o leitor a compreender o funcionamento do projeto, tais como: tabelas, gráficos, esquemas, diagramas, fluxogramas, etc. A descrição do funcionamento de um circuito deve ser acompanhados por rótulos do componentes do circuito para auxiliar a compreensão. Ex. O resistor R1... Deve apresentar os cálculo realizados para se determinar os principais itens do projeto. Tabelas, gráficos e figuras, que auxiliem a compreensão. Se há um software envolvido, deve-se colocar um fluxograma para melhorar o entendimento.

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Análise dos Resultado:

Caso o projeto desenvolvido tenha também uma parte experimental, deve-se apresentar os resultados de uma maneira organizada e lógica de forma que o leitor possa acompanhar o raciocínio dos autores. Deve ter seções que apresentem a ordem e a lógica dos teste e experimentos, bem como os resultados em forma de tabelas, gráficos ou figuras. Após a apresentação dos resultados, descrever uma análise dos resultados destacando-se os pontos de interesse do experimento e o benefícios ou vantagens da proposta. Resultados comparativos das medidas (tolerâncias e erros de medição). Informar a instrumentação.

Conclusão:A conclusão deve fazer uma análise mais global do experimento e dos resultados.

Deve-se avaliar as razões do sucesso ou fracassos do projetos, mas sempre sob o ponto de vista técnico. Não deve trazer impressões pessoais, ganhos ou benefícios pessoais, nem carregar aspectos qualitativos, tais como: “...o projeto permitiu a aplicação dos conhecimentos adquiridos...”, “...foi uma oportunidade para desenvolver...”, “...tivemos muitas dificuldades...”, “...foi muito gratificante...”, ´”...foi necessário um profundo conhecimento da disciplina de...”

Deve trazer informações sobre possibilidades de melhorias, vantagens técnicas do projeto, possíveis aplicações e limitações da proposta.

Referências: Deve conter a lista da bibliografia consultada para o desenvolvimento o projeto. É obrigatório.

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Não usar figuras diretas do Proteus com fundo quadriculado e colorido ou fundo escuro.

Dar preferência ao fundo brando e linha pretas. Cuidado com legibilidade do esquema. As vezes não é possível ler o esquema. Todas as figuras e esquemas devem ser citadas e descritas no texto.

Lembrar de numerar as figuras, equações e tabelas. O termo correto de qualquer imagem que é colada num texto é “Figura xx”, na qual xx é o número sequencial e crescente. Deve ter legenda compatível com a figura.

As figuras devem complementar e auxiliar a compreensão do texto. Legendas em Português.

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Mais algumas recomendações:

Um relatório tem por objetivo de reportar resultados parciais ou totais de uma determinada atividade humana, seja um projeto ou um experimento. Portanto, o conteúdo deve ser o mais preciso, crítico e imparcial.

Preciso: Significa que o conteúdo do relatório foi baseado em dados e fontes confiáveis. Tem toda uma metodologia que permite ao leitor buscar e consultar o material referenciado.

Crítico: Deve trazer uma análise crítica do autor sobre os diversos aspectos do trabalho, indicando os problemas, soluções, propostas de melhorias, etc. O autor do relatório deve descrever os resultados baseados em dados técnicos e científicos.

Imparcial: Significa que autor do relatório não deve transmitir opiniões pessoais, julgamentos e análise de valor baseado nas suas crenças. Deve fazer uma análise “fria” e técnica sobre o projeto e seus resultado. Não deve colocar, “...é muito simples...”, “...foi complicado montar...”

Um relatório é: claro nos objetivos, focado, padronizado, homogêneo, escrito baseado na norma culta da língua, organizado e tem as seções construídas conforme descrito anteriormente’

Em nenhuma hipótese pode ser “copy and paste” de qualquer trabalho, livro, apostila, site de internet, etc. Deve ser um trabalho redigido pelos alunos com base nas referências que ele consultou e leu.

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Projeto 1 para apresentar no dia 08/10/2012 (No máximo 4 alunos por grupo)

Projetar e construir uma fonte de corrente constante com as seguintes características:1)Corrente de saída variando de 0 à 2 Àmperes;

2)Estabilidade de saída em torno de +/- 5% ou menor;

3)Saída de Tensão máxima de 15VDC;

4)Deve ser alimentado pela rede de 110VAC

5)Controle de corrente via potenciômetro;

6)Deve ser testado no dia da apresentação;

7)Pode conter melhorias adicionais;

8)Apresentar o projeto e entregar relatório com a teoria de fontes de corrente, projeto e desenvolvimento, testes realizados, esquemas, lista materiais, etc;

9)Consultar o manual do equipamento da HP 6186 que está no sitio da disciplina;

10)Usar o LM 317 como referência para esse projeto.

HP 6186

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Materiais disponíveis em http://sites.google.com/site/profedsonfatecsa/

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Aula 1 – Objetivos EspecíficosResistência de Fio e Resistividade dos Materiais (Boylestad Cap. 3)

Energia e Potência Elétrica (Boylestad Cap. 4 Seção 4.3)

Lay Out dos chicotes elétricos automotivos (Tom Denton, Cap. 4)

Efeito Joule em Condutores (Boylestad Cap. 3 Seção 3.5)

Calor Irradiado (Boylestad Cap. 3 Seção 3.14)

Fusíveis (Boylestad Cap. 3 Seção 4.7, Material Anexo Littlefuse e Material anexo EM NBR5410)

Integral de Joule (Material anexo EM NBR5410)

Dimensionamento de cabo (Bosch pág. 1014 e Nomenclatura DIN 72552)

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Resistência e Resistividade dos Materiais

A resistência é dependente de vários fatores, tais como aqueles indicados nas figuras a, b, c, e d.

Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 3.1, 3.2

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)(mm al transversseção da Área S

(metros)linear oCompriment

20 @ material do adeResistivid

:Onde

2

l

C

S

lR

Tamb

Tamb

Resistência de um condutor e outras características

A resistividade é uma característica intrínseca do material e a resistência é uma relação geométrica.

A resistividade também é muito dependente da temperatura, como indica a equação seguir.

ii

f

T ra temperatuna aderesistivid

T ra temperatuna aderesistivid

material do ra temperatude coefiente o é onde

1

ifif TTT

Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 3.5

Prof. Edson-2012 16Afonso Martignoni, Eletrotécnica

Para calcular corretamente a resistência, devemos ficar atentos as unidades envolvidas. Para facilitar os cálculos usaremos as seguintes definições:

2

22

mm em Área S

(m) metros em oCompriment

)(

Ohms )( R

..10

milimetros e metros para oConvertend

l

cm

mmS

mlcmR

2

6 ..10

cm. em era cálculo o nte,Originalme

cmS

cmlcmR

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Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 3.3 e 3.4

Afonso Martignoni, Eletrotécnica

Prof. Edson-2012 18Afonso Martignoni, Eletrotécnica

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Em sistemas automotivos precisamos dimensionar o diâmetro do fio conforme o máximo consumo de um determinado ramo elétrico, dado a potência do ramo e seu comprimento.

Cada consumidor tem sua característica de consumo variável no tempo.

Ex.

Motor de Partida: Alto consumo instantâneo.ECU (Electronic Control Unit): Consumo contínuo.

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Controle de Luminosidade do Painel de um veículo.


Prof. Edson-2012 21Automobile Electrical and Electtronic Systems, Tom Denton

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Cabo Automotivo Helucable

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Prof. Edson-2012 26Barry Hollembeak Automotive Electricity and Electronics


Lay out padrões para passagem dos chicotes


Visão geral de um chicote e passagem através de conduítes e amarrações

Ler o capítulo 1 e 4 do livro do Denton

Prof. Edson-2012 29Boch Manual de Tecnologia

Visão geral dos pontos de Massa

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Boch Manual de Tecnologia

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Boch Manual de Tecnologia

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Exercício 1!

Um resistor de 2,2 deve ser construído com fio de níquel-cromo. Se o fio disponível tem um diâmetro de 1 mm, responda:

a) Qual o comprimento do fio necessário se = 104 u.cm @ 0 C?

b) Recalcule para um fio com diâmetro de 0,5mm.

c) Recalcule para um fio de cobre com = 1,65 u.cm @ 0 C para os dois diâmetros.

d) Calcule o coeficiente de resistividade () dos exercícios anteriores para temperatura ambiente de 20 C e o impacto na resistência final.

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Potência, Energia e Eficiência


0,74572kWou 745,72W hp 1

0,73549kWou 735,49W cv 1

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Trabalho e Potencial Elétrico

RVA VB

I

UIP

t

eQeletrons

t

qI

t

Uq

tP

VBVAq

Uq

AB

AB

AB

Então

.

Como

.

:é consumida potênciaA

.

.

VA>VB

Ce 19106.1

HPW

sCA

KWhJWh

JWS

1746

.11

1106.31000

116

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Sistemas de proteção elétrica por fusíveis de vidro e de lâmina.

Função principal é a proteção da fiação e do dispositivo alimentado.

Símbolo na norma IEC Símbolo na norma ANSI/DIN/ABNT

Deve-se considerar não somente a corrente consumida pelo circuito mas também a corrente de curto-circuito definida pela Integral de Joule.

R

PI

:Seja

J

sAdtIRRdtIdtPt

t

t

t

t

t

21

0

21

0

21

0

:Então

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Portanto, a Integral de Joule é a quantidade de energia que passa por um condutor de resistência R() por um período de tempo t. A capacidade de um condutor será limitada pela fase de transformação adiabática, ou seja, o aquecimento do material sem troca de calor com o meio externo (capa).

A

B

A região “A” é a quando Icarga<Iz

A região “B” é a região do limite técnico do condutor antes da fase adiabática.

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Um outro ponto a ser observado durante o curto circuito é que se uma determinada linha é comutada por um semicondutor devemos observar o limite de sobre-corrente que ele suporta. Muitas vezes, apenas um fusível não é o suficiente para promover uma proteção térmica adequada.

Quando a impedância da fonte é alta, o fusível terá tempo para absorver a energia excedente. Contudo, se a impedância da fonte é baixa, como no caso das baterias, o fusível não terá tempo suficiente para absorver a energia para sua fusão (corrente I2t). Neste caso é necessário dimensionar um indutor (L) para absorver parte dessa energia e limitar o di/dt.

max

:Então

dtdi

VL

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Dado um circuito RC simples.

CE

RC

t

RRR

eVVc

1

:Seja

)()(

:Então

tR

VVtI cR

Contato de Relé

Rcarga

Considerando Rcarga>>>RE+RC

onde Rc é resistência do contato e Re é a resistência da fonte

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Fusíveis são parte de um conjunto de proteção elétrica denominado Dispositivos Fusíveis. São regidos por normas internacionais e aqui no Brasil temos a NBR 11840 até 11849 e internacionalmente pela IEC60269.

As normas definem 3 tipos de fusíveis:

gG: Proteção de sobrecarga e curto-circuito até 100A. (nosso caso)

gM: Somente curto circuito.

aM: Uso industrial, somente curto circuito.

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Curva de do tempo de fusão para diferentes valores de corrente em fusíveis gG.

Curva de Tempo-corrente mostra o tempo que uma corrente limite pode permanecer até a interrupção do fusível.

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Curva Característica de Tempo-Corrente

Inf = Corrente convencional de não fusão

I2 = Corrente convencional de fusão

t = Tempo convencional mínimo antes da fusão

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Curva Característica de Tempo-Corrente (Bosch) 25ed.)

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Valores típicos de proteção de cabos segundo Bosch

ra temperatuda função emRedutor 75.0

RatioRatio

LoadFuse T

T

II

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Os fusíveis são muito afetados pela variação de temperatura. A curva B refere-se aos fusíveis tipo Lâmina utilizados nos veículos atualmente.

Portanto, considere a seguinte relação para determinar o tamanho inicial do fusível.

www.littlefuse.com

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Para calcular a Integral de Joule de um fusível é necessário determinar a corrente de pico e o formato do impulso.

www.littlefuse.com

A Integral de Joule em um cabo deve ser menor que a relação;

fusão. a ementeconsequent e

curto de ra temperatua até ra temperatuaelevar para necessária energia a representa K

cabo do seção da área a S e cabo do material do Constante SK 22

222

S

KtI

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Para calcular a Integral de Joule de um fusível é necessário determinar a corrente de pico e o formato do impulso.

www.littlefuse.com

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Para determinar a Integral de Joule de um cabo. Considere que:

).(...).(...

..

)(

cabo do ra temperatuaelevar para necessária Caloria

22

2

if

t

o

if

t

o

if

t

o

cSldtiRcSldtRi

Q

Slm

mctempmcQ

dtRi

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Como a temperatura inicial e final no cabo são definidas, a variável R pode ser considerada como uma resistência equivalente tal que:

222

22

2

).(.

).(..

:Logo

).(...

SKdti

então

cK

se

cSdti

cSldtiS

l

S

lR

t

o

eq

if

eq

ift

o

if

t

o

eq

eqeq

Prof. Edson-2012 49www.pirelli.com.br

Prof. Edson-2012 50www.hikarifusiveis.com.br

Prof. Edson-2012 51www.hikarifusiveis.com.br

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Exercício 2!

Olhando a figura abaixo determine a bitola mínima do fio que deve ser utilizado no ponto B+. Observe os valores dos fusíveis.

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Variação na Lâmpada Conforme a Tensão de Alimentação

Sylvania Automotive Lamps

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Caixa de Fusíveis Cabo Fusível

Disjuntor Bimetálico Cíclico

Disjuntor Bimetálico Rearmável

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Polyswitch PPTC – Dispositivo de Proteção Resetável

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Polyswitch PPTC – Dispositivo de Proteção Resetável

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Esquema de Proteção Descentralizada

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Proteção Convencional e Descentralizada

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Proteção Centralizada e Descentralizada

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Proteção Descentralizada

Prof. Edson-2012 62

Disjuntor Automotivo para Som

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Projeto 2 para entregar no dia 03/12/2012 (No máximo 4 alunos por grupo)

Projetar um dispositivo para testar fusíveis até 0,5A

1)O circuito deve controlar a corrente sobre o fusível para determinar quando ocorre a ruptura.

2)O circuito deve medir o tempo da integral de Joule

3)Apresentar dados baseado num fusível comercial mostrando o gráfico e dados

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