Apostila-Engehall-Modulo-2-Aula-1

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Módulo 02: 
Conceitos básicos em eletricidade
AULA 1: INTRODUÇÃO AOS CAMINHOS 
DA ELETRICIDADE
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AULA 1: INTRODUÇÃO AOS 
CAMINHOS DA ELETRICIDADE
Olá, meu querido! Seja muito bem-vindo à primeira aula de 
introdução à eletricidade.
Neste módulo, aprenderemos o caminho que a energia percorre 
até chegar em uma casa, para criar seu primeiro diferencial dos 
demais “profissionais” do mercado: a segurança nas explicações 
frente a frente com o cliente.
Para começar então, vamos entender melhor sobre a GERAÇÃO, 
TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO e CONSUMO de energia em 
nosso país.
FLUXO DE GERAÇÃO E 
DISTRIBUIÇÃO DA 
ENERGIA 
HIDRELÉTRICA
FONTE: https://idec.org.br/edasuaconta_bkp/sistema
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GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
A geração de energia elétrica pode ser feita utilizando diferentes 
tipos de tecnologias. 
As principais aproveitam um movimento rotatório para gerar 
corrente alternada em um alternador. O movimento rotatório pode 
provir de uma fonte de energia mecânica direta, como a corrente 
de uma queda d'água ou o vento, ou de um ciclo termodinâmico. 
AS PRINCIPAIS FONTES 
DE ENERGIA ELÉTRICA 
SÃO:
Hidráulica Térmica Eólica
Solar Carvoeira Nuclear
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FONTES DE ENERGIA E SUAS PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES
FONTES DE ENERGIA 
ELÉTRICA NO BRASIL
A facilidade de transporte da eletricidade e seu baixo índice de 
perda energética durante conversões incentivam o uso da energia 
em grande escala no mundo todo, inclusive no Brasil.
Fontes renováveis, como a força das águas, dos ventos ou a 
energia do sol e recursos fósseis, estão entre os combustíveis 
usados para a geração da energia elétrica. Por meio de turbinas e 
geradores podemos transformar outras formas de energia, como a 
mecânica e a química, em eletricidade.
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ENERGIA HIDRELÉTRICA: 
AS ÁGUAS QUE MOVEM O BRASIL
A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) mostra em seu site que, 
pela abundância de grandes cursos d’água, espalhados por quase 
todo o território brasileiro, a fonte hidrelétrica está no topo da 
matriz elétrica brasileira.
Políticas públicas, implementadas nos últimos anos, no entanto, têm 
feito aumentar a participação de outras fontes nessa matriz.
A utilização de outros recursos naturais para geração de energia 
elétrica deve como fontes complementares, por exemplo, energia 
eólica, energia solar, biogás, etc.
UHE Belo Monte, UHE Belo Monte, a maior usina hidrelétrica 100% brasileira. O Brasil 
possui a matriz energética mais limpa e renovável do planeta e a Usina Hidrelétrica 
Belo Monte, instalada no rio Xingu, no Pará, contribui para este resultado.
A Usina Hidrelétrica Itaipu Binacional, localizada em Foz 
do Iguaçu, PR, é responsável pelo fornecimento de 8,4% 
de toda a energia consumida pelo Brasil e 85,6% do 
consumo Paraguaio.
Toda esta geração de energia é suficiente para abastecer 
36 milhões de lares, ou 3x o tamanho da cidade de São 
Paulo, por exemplo!
VOCÊ SABIA?
36 milhões de lares 3X a Cidade de São Paulo
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ENERGIA EÓLICA
A energia eólica é, basicamente, aquela obtida da energia cinética 
(do movimento) gerada pela migração das massas de ar 
provocada pelas diferenças de temperatura existentes na superfície 
do planeta. 
Não existem informações precisas sobre o período em que ela 
começou a ser aplicada, visto que desde a Antiguidade a energia 
mecânica era utilizada na movimentação dos barcos e em 
atividades econômicas básicas como bombeamento de água e 
moagem de grãos.
A geração eólica ocorre pelo contato do vento com as pás do 
cata-vento, elementos integrantes da usina.
Ao girar, estas pás dão origem à energia mecânica que aciona o 
rotor do aerogerador, que produz eletricidade. A quantidade de 
energia mecânica transferida – e, portanto, o potencial de energia 
elétrica a ser produzida – está diretamente relacionada à densidade 
do ar, à área coberta pela rotação das pás e à velocidade do vento.
Parque Eólico Lagoa dos Ventos, Piauí - 
inaugurado em 2021 como sendo o maior 
parque eólico do Brasil
Mas o que é energia eólica?
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O Brasil é favorecido em termos de ventos, que se caracterizam por 
uma presença duas vezes superior à média mundial e pela 
volatilidade de 5% (oscilação da velocidade), o que dá maior 
previsibilidade ao volume a ser produzido. 
Além disso, como a velocidade costuma ser maior em períodos de 
estiagem, é possível operar as usinas eólicas em sistema 
complementar com as usinas hidrelétricas, de forma a preservar a 
água dos reservatórios em períodos de poucas chuvas. Sua 
operação permitiria, portanto, a “estocagem” da energia elétrica.
Finalmente, estimativas constantes do Atlas do Potencial Eólico de 
2001 (último estudo realizado a respeito) apontam para um 
potencial de geração de energia eólica de 143 mil MW no Brasil, 
volume superior à potência instalada total no país, de 105 mil MW 
em novembro de 2008.
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VOCÊ SABIA?
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FONTE: 
https://www.gov.br/pt-br/noticias/energia-minerais-e-combustiveis/2022/04/brasil-sobe-para-a-sext
a-posicao-em-ranking-internacional-de-capacidade-de-energia-eolica
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E SOBRE 
ENERGIA SOLAR?
A energia solar chega à Terra nas formas térmica e luminosa. 
Segundo o estudo sobre Outras Fontes constantes do Plano 
Nacional de Energia 2030, produzido pela Empresa de Pesquisa 
Energética, sua irradiação por ano na superfície da Terra é 
suficiente para atender milhares de vezes o consumo anual de 
energia do mundo.
Essa radiação, porém, não atinge de maneira uniforme toda a crosta 
terrestre, dependendo da latitude, da estação do ano e de 
condições atmosféricas como nebulosidade e umidade relativa do 
ar.
Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar 
manifesta-se sob a forma de luz visível de raios infravermelhos e de 
raios ultravioleta.
a
É possível captar essa luz e transformá-la em alguma forma de energia utilizada 
pelo homem: térmica ou elétrica. São os equipamentos utilizados nessa 
captação que determinam qual será o tipo de energia a ser obtida.
Se for utilizada uma superfície 
escura para a captação, a energia 
solar será transformada em calor. 
Se utilizadas células 
fotovoltaicas (painéis 
fotovoltaicos), o resultado será a 
eletricidade. 
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Os equipamentos necessários à produção do calor são chamados 
de coletores e concentradores – pois, além de coletar, às vezes é 
necessário concentrar a radiação em um só ponto. Este é o 
princípio de muitos aquecedores solares de água. 
Para a produção de energia 
elétrica existem dois 
sistemas: o heliotérmico e o 
fotovoltaico. No primeiro, a 
irradiação solar é convertida 
em calor que é utilizado em 
usinas termelétricas para a 
produção de eletricidade. 
O processo completo compreende quatro fases: coleta da 
irradiação, conversão em calor, transporte e armazenamento e, 
finalmente, conversão em eletricidade. 
Para o aproveitamento da energia heliotérmica é 
necessário um local com alta incidência de irradiação 
solar direta, o que implica em pouca intensidade de 
nuvens e baixos índices pluviométricos, como ocorre 
no semiárido brasileiro. 
IMPORTANTE!
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FONTE: 
https://www.portalsolar.com.br/energia-heliotermica-ente
nda-como-funciona
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Já no sistema fotovoltaico, a transformação da radiação solar em 
eletricidade é direta. Para tanto, é necessário adaptar um material 
semicondutor (geralmente o silício) para que, na medida em que é 
estimulado pela radiação, permita o fluxo eletrônico (partículas 
positivas e negativas). 
Segundo o Plano Nacional 2030, todas as células fotovoltaicas têm, 
pelo menos, duas camadas de semicondutores: uma positivamente 
carregada e outra negativamente carregada, formando uma junção 
eletrônica. Quando a luz do sol atinge o semicondutorna região 
dessa junção, o campo elétrico existente permite o estabelecimento 
do fluxo eletrônico, antes bloqueado, e dá início ao fluxo de energia 
na forma de corrente contínua.
Assim como ocorre com os ventos, o Brasil é privilegiado em 
termos de radiação solar. O Plano Nacional de Energia 2030 
reproduz dados do Atlas Solarimétrico do Brasil e registra que essa 
radiação varia de 8 a 22 MJ (megajoules)1 por metro quadrado (m2 ) 
durante o dia, sendo que as menores variações ocorrem nos meses 
de maio a julho, variando de 8 a 18 MJ/m2. 
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FONTE: https://lupa.eco.br/
Como funciona 
um sistema 
fotovoltaico?
O DPS evita que sobre tensões vinda da rede da 
concessionária quando ocorre uma manobra na rede ou 
descargas atmosféricas venham a atingir nossos 
equipamentos elétricos, sejam parte de eletrodomésticos e 
iluminação, fazendo esse surto elétrico ir para o 
aterramento.
DPS
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O Nordeste do Brasil possui radiação comparável 
às melhores regiões do mundo na variável 
necessária para instalação de usinas solares. O 
que, porém, não ocorre com outras localidades 
mais distantes da linha do Equador, como as 
regiões Sul e Sudeste, onde está concentrada a 
maior parte da atividade econômica.
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FONTE: 
https://www.jornalnh.com.br/noticias/regiao/2021/04/10/energia-solar-cresce-46--no-esta
do-e-expansao-continua.html
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E O BIOGÁS, COMO 
ENTENDER ESSA 
FONTE DE ENERGIA?
Das fontes para produção de energia, o biogás é uma das mais 
favoráveis ao meio ambiente. Sua aplicação permite a redução dos 
gases causadores do efeito estufa e contribui com o combate à 
poluição do solo e dos lençóis freáticos. 
Isto porque o biogás é obtido da biomassa contida em dejetos 
(urbanos, industriais e agropecuários) e em esgotos.
Essa biomassa passa naturalmente do estado sólido para o gasoso 
por meio da ação de microorganismos que decompõem a matéria 
orgânica em um ambiente anaeróbico (sem ar). 
Neste caso, o biogás também é lançado à atmosfera e passa a 
contribuir para o aquecimento global, uma vez que é composto por 
metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2 ), 
hidrogênio (H2), oxigênio (O2) e gás sulfídrico (H2S).
A utilização do lixo para produção de energia permite o 
direcionamento e utilização deste gás e a redução do volume dos 
dejetos em estado sólido.
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Na verdade, existem três rotas tecnológicas 
para a utilização do lixo como energético. 
VEJA UM EXEMPLO PRÁTICO
A Combustão direta dos resíduos sólidos.
A Gaseificação por meio da termoquímica (produção de calor por meio 
de reações químicas). 
A Reprodução artificial do processo natural em que a ação de 
microorganismos em um ambiente anaeróbico produz a decomposição 
da matéria orgânica e, em consequência, a emissão do biogás.
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FONTE: https://www.gefbiogas.org.br/residuos_urbanos.html
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Biogás no Brasil
Geração Distribuída
75.505,81kW
Capacidade instalada
Geração Centralizada
232.229,80kW
Potência outorgada
307.735,61 kW 
369 usinas
BIOGÁS NO MUNDO: 20.150MW
CONHEÇA O MAPA DAS USINAS DE BIOGÁS NO 
BRASIL E NO MUNDO
País Capacidade (MW) Fonte
Alemanha 7.459,00 IRENA (2021)
EUA 2.291,00 IRENA (2021)
Reino Unido 1.858,00 IRENA (2021)
Itália 1.432,00 IRENA (2021)
China 903,30 IRENA (2021)
Turquia 748,00 IRENA (2021)
Tailândia 554,30 IRENA (2021)
França 511,00 IRENA (2021)
Brasil 417,20 IRENA (2021)
República Checa 368,00 IRENA (2021)
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FONTE: https://energiaebiogas.com.br/biogas-no-brasil
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TRANSMISSÃO
Transmissão de energia elétrica é o processo de transportar 
energia entre dois pontos. 
O transporte de energia elétrica é realizado por linhas de 
transmissão de alta potência, geralmente usando corrente 
alternada, que, de uma forma mais simples, conecta uma usina ao 
consumidor.
A transmissão de energia é dividida em duas faixas: a transmissão, 
propriamente dita, para potências mais elevadas e ligando grandes 
centros e centrais de distribuição; e a distribuição, usada dentro de 
centros urbanos para levar, por exemplo, a energia de uma central 
de distribuição até os consumidores finais.
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DISTRIBUIÇÃO
A rede de distribuição de energia elétrica é um segmento do 
sistema elétrico composto pelas redes elétricas primárias (redes de 
distribuição de média tensão) e redes secundárias (redes de 
distribuição de baixa tensão), cuja construção, manutenção e 
operação é responsabilidade das companhias distribuidoras de 
eletricidade.
As redes de distribuição primárias são circuitos elétricos trifásicos a 
três fios (três fases) ligados nas subestações de distribuição. 
Normalmente são construídas nas classes de tensão 15 KV, 23 KV, 
ou 34,5 KV. 
Nas redes de distribuição primárias estão instalados os 
transformadores de distribuição, fixados em postes, cuja função é 
rebaixar o nível de tensão primário para o nível de tensão 
secundário (para rebaixar de 13,8 KV para 220 volts). Nestas redes 
estão ligados os consumidores, que são residências, padarias, 
lojas, etc., e também as luminárias da iluminação pública.
Nestas redes estão ligados os consumidores, que são residências, 
padarias, lojas, etc., e também as luminárias da iluminação pública.
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São caracterizados pela DISTRIBUIÇÃO (até a medição, inclusive) 
os consumidores industriais, comerciais, urbanos e rurais.
A diferença está nos níveis de tensão em que são atendidos esses 
consumidores em função de sua demanda.
COMO OCORRE A TRANSMISSÃO E 
DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
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FONTE: https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/infograficos
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ENERGIA
Energia é um termo que deriva do grego "ergos" cujo significado 
original é trabalho. A energia física está associada à capacidade de 
qualquer corpo produzir trabalho, ação ou movimento.
A energia não pode ser criada, mas apenas transformada (primeiro 
princípio da termodinâmica) e cada uma capaz de provocar 
fenômenos determinados e característicos nos sistemas físicos. 
A unidade de energia no sistema internacional de unidades é o 
joule (J). O joule é uma unidade derivada, equivalente a 1 newton 
metro 
Ou ainda a 1 quilograma de metro quadrado por segundo quadrado. 
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ELETRICIDADE
Na eletricidade básica existem quatro grandezas fundamentais, são 
elas: TENSÃO ELÉTRICA, CORRENTE ELÉTRICA, RESISTÊNCIA 
ELÉTRICA E POTÊNCIA ELÉTRICA, para estudá-las precisamos 
entender primeiro sobre o conceito de “cargas elétricas”.
Sabemos que a matéria é constituída por átomos e estes por sua 
vez são constituídos por elétrons, prótons, nêutrons e outros. 
Qualquer corpo em seu estado normal possui um número igual de 
elétrons e prótons (corpo neutro). Os elétrons e os prótons são 
cargas elétricas e pelo princípio das cargas sabe-se que cargas 
iguais se repelem e cargas diferentes se atraem.
Em determinados processos, podemos retirar ou adicionar elétrons 
de um corpo fazendo com que este corpo fique com um número 
diferente de elétrons e prótons, através da indução ou atrito por 
exemplo. 
Nota-se que o corpo A está carregado eletricamente com carga 
positiva, possuindo então potencial positivo, já o corpo B está 
eletricamente carregado com carga negativa, o que determina seu 
potencial negativo e o corpo C está neutro não possuindo 
potencial. Eletricidade é o fluxo de elétrons de átomo para átomo 
em um condutor e para entendê-la, deve-se pensar na menor parte 
da matéria, que é o átomo.
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Todos os átomos têm partículas chamadas elétrons, que descrevem 
uma órbita ao redor de um núcleo com prótons. O elemento cobreé muito empregado em sistemas elétricos, porque é um bom 
condutor de eletricidade. Essa conclusão pode ser facilmente 
verificada observando-se a figura ao lado, o átomo de cobre 
contém 29 prótons e 29 elétrons, esses elétrons estão distribuídos 
em quatro camadas ou anéis.
Deve-se notar, porém, que existe apenas um elétron na última 
camada (anel exterior). Esse é o segredo de um bom condutor de 
eletricidade, elementos cujos átomos têm menos de quatro elétrons 
em seus respectivos anéis exteriores são geralmente denominados 
”bons condutores”. Elementos cujos átomos têm mais de quatro 
elétrons em seus respectivos anéis exteriores são maus 
condutores. 
São, por isso, chamados de isolantes. Poucos elétrons no anel 
exterior de condutores são mais facilmente desalojados de suas 
órbitas por uma baixa tensão, para criar um fluxo de corrente de 
átomo para átomo.
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Na próxima aula 
Nesta aula, vimos:
• A Geração de energia elétrica
• As Fontes de energia elétrica no Brasil
• Energia Hidrelétrica
• Energia Eólica
• Energia Solar
• Energia com Biogás
• Como ocorre a transmissão e distribuição de energia
• O que é Energia
• O que é Eletricidade
Entenderemos um pouco mais sobre o passado da 
eletricidade, de onde ela veio, como foi desenvolvida, de 
onde nasceram algumas regras básicas que nós 
profissionais devemos seguir nos dias de hoje e muito 
mais!
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