O que são elétrons?




O que são elétrons?

Você sabe o que são os elétrons ou para que servem os elétrons? Neste artigo iremos abordar tudo sobre os elétrons de maneira bem simples, portanto iremos falar onde os elétrons são encontrados, as principais características dos elétrons, quando os elétrons foram descobertos  e qual a relação dos elétrons com a eletricidade.
O que são os átomos:
Para entender um pouco melhor o que são os elétrons é bom que você saiba o que é o átomo, pois ele é o que definimos como o formador da matéria, ou seja, substâncias, elementos químicos, moléculas, materiais inorgânicos e orgânicos são formados pelos átomos, sendo importante destacar que o átomo não é a menor parte da matéria, mas que ainda não é possível visualizá-lo, mesmo com os avanços tecnológicos.
Todo conhecimento que temos sobre o átomo está diretamente relacionado com os experimentos físicos e químicos realizados, além dos aspectos matemáticos que foram comprovados cientificamente, portanto o que sabemos sobre o átomo é que sua constituição apresenta partículas positivas (prótons), partículas sem carga (nêutrons) e as partículas negativas (elétrons).
Podemos identificar duas principais regiões de um átomo, o núcleo definido como a parte central do átomo, sendo o núcleo a parte mais densa, compacta e maciça do átomo. Além do núcleo temos a eletrosfera, que é uma região que fica ao redor do núcleo.


O que são elétrons:

Agora que sabemos o que é um átomo podemos entender melhor a definição dos elétrons. Portanto definimos os elétrons como as partículas que constituem o átomo. Sendo que os elétrons estão localizados na eletrosfera do átomo, se movimentando ao redor do núcleo em órbitas circulares, que possuem uma energia bem definida e característica, que são definidas como um nível de energia ou camada eletrônica.

O elétron é uma partícula subatômica e que possui uma massa relativamente muito pequena, este valor é tão baixo que em relação a massa total do átomo que pode ser considerada desprezível. Para que fique mais claro, suponhamos que uma pessoa estivesse em cima de uma balança e neste exato momento um inseto também subisse na balança, então o valor que mostra na balança iria alterar? Não, portanto a massa do inseto seria desprezível em relação a massa de uma pessoa, da mesma forma acontece com o elétron em relação ao átomo.
É importante destacar que de acordo com o modelo atômico de Rutherford-Bohr existem sete camadas eletrônicas (K,L,M,N,O,P e Q), sendo que apenas algumas órbitas circulares são concedidas aos elétrons, porque em cada uma dessas órbitas o elétron apresenta uma energia constante, qualquer mudança dos elétrons entre essas camadas podem ocasionar em diversos fenômenos, sejam eles físicos ou químicos, liberando ou absorvendo energia por exemplo.

O que é elétron Livre:

O elétron livre é quando o átomo perde elétrons, e fica carregado positivamente em decorrência dos prótons que  formam os cátions. Dessa maneira os elétrons são chamados de elétrons livres, pois estão mais distantes do núcleo do átomo, ou seja, se encontram na camada de valência.

Descoberta dos elétrons.

Há muitos anos o filósofo grego Tales de Mileto (625 a.C. – 546 a.C.) observou que ao esfregar um âmbar em um tecido, como seda ou lã por exemplo, ele passava a atrair pequenos e leves corpos, como a palha, desta forma ficando “energizado”.
Com o passar do tempo novos experimentos relacionados a eletricidade foram realizados, e com isso vieram novas descobertas, sendo que estes experimentos revelaram que a matéria constituía cargas positivas e cargas negativas.

Mas que apenas no final do século XIX o cientista Joseph John Thomson realizou mais experimentos com tubos de raios catódicos que os levaram a descoberta dos elétrons, que através destes estudos que ele chegou a várias conclusões sobre o elétron, ou seja, o elétron é uma partícula subatômica, possui massa e carga negativa. Os raios catódicos foram chamados de elétrons e considerados a primeira partícula subatômica descoberta.

Relação dos elétrons com a eletricidade.

Os elétrons têm tudo a ver com a eletricidade, pois se os elétrons não tivessem sido descobertos com certeza quase tudo que está em nossa volta não existiria, não haveria nada que dependesse da eletricidade, tanto para o funcionamento quanto para a fabricação de algo.
Como já sabemos, a corrente elétrica nada mais é do que um fluxo ordenado dos elétrons por um determinado material, que geralmente é um metal, onde existem elétrons livres. Portanto esses elétrons livres são conduzidos pela ação de um campo elétrico ou um campo magnético.
Podemos entender a energia elétrica como uma relação entre três grandezas elétricas, que é a tensão elétrica, corrente elétrica e resistência elétrica , sendo que a variação de qualquer uma dessas grandezas interferem diretamente na quantidade de elétrons passando por um condutor por exemplo, está relação pode ser facilmente compreendida através da lei de ohm.
Se a considerarmos um circuito que tenha uma tensão fixa e variarmos o valor da resistência deste circuito sua corrente irá variar de maneira inversamente proporcional a resistência, ou seja, quanto maior for a resistência, menor será a quantidade de elétrons passando por aquele circuito.


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Partida direta para motores!




Partida direta para motores!

Existem várias maneiras de realizar a ligação ou partida de um motor elétrico trifásico, mas definir qual é a melhor ou a mais adequada para cada tipo de aplicação nem sempre é uma tarefa muito fácil. Uma das maneiras de dar partida em um motor é utilizando a partida direta, pensando nisso resolvemos falar sobre a partida direta, como por exemplo o que é uma partida direta, qual a aplicação para partida direta, e o passo a passo de como acionar um motor trifásico utilizando a partida direta, além de apresentar as suas principais características. 
Há muitas maneiras de dar a partida em um motor trifásico, seja a partida estrela triângulo, partida estrela triângulo com reversão, partida por autotransformador (chave compensadora), partida por autotransformador com reversão, partidas indiretas, partidas indiretas com reversão e as que iremos ver, que são partida direta e partida direta com reversão.
Partida direta de motores trifásicos:
A partida direta para motores trifásicos é relativamente a ligação mais simples dentre todas as partidas usadas para acionar os motores trifásicos, pois o motor recebe a alimentação diretamente da fonte de energia trifásica, e dependem apenas de dispositivos de seccionamento para interferirem diretamente no seu funcionamento, como por exemplo os disjuntores, relés térmicos ou contatores.
Embora a partida direta seja  simples e fácil de ser realizada, ela possui algumas características que devem  ser  observadas. A partida direta interfere diretamente no desempenho do motor trifásico e principalmente na rede elétrica onde o motor está instalado.
O uso da partida direta é mais interessante em situações em que deseja obter o desempenho máximo do motor logo no momento da partida, uma das principais características a ser aproveitada é o torque de partida, mas dependendo da situação, é recomendado a aplicação da partida indireta.

Restrições para a utilização da partida direta:


Existem algumas restrições em relação a utilização da partida direta nos motores, que são:
·         Só pode ocorrer este tipo de partida em motores com potência de no máximo 7,5 CV,
·         As instalações elétricas devem ter capacidade de conduzir a corrente de pico do motor, que acontece por um curto tempo, e suportar a corrente nominal do motor, que é a corrente permanente no circuito.
·         Os motores devem dar a partida sem carga, ou seja, a vazio, para somente depois de se ter atingido a rotação nominal ter a carga deve ser aplicada.

Características da partida direta

Como já sabemos que a partida direta implica diretamente na infraestrutura da rede de alimentação onde este motor será instalado, podemos destacar algumas características deste tipo de ligação, como por exemplo no momento da partida o torque do motor é nominal, sua corrente de partida é até 8 vezes a corrente nominal, ela necessita de dispositivos de acionamento mais robustos e o custo de manutenção é elevado.

Diagramas de comandos:

O circuito de comandos é o responsável por conter as ligações de todos os seus componentes e condutores, mas o diagrama de comandos tem a principalmente função de representar a lógica de acionamento dos contatos, que serão responsáveis por acionar as cargas ou componentes, que neste caso será o motor elétrico trifásico e os sinaleiros.




Diagrama de comandos para acionamento de um motor trifásico.

De acordo com o diagrama representado abaixo, o motor trifásico só irá entrar em funcionamento quando dois botões forem acionados ao mesmo tempo, como uma medida de proteção, além de dois sinaleiros indicando seus estados de operação, sendo verde para motor ligado e vermelho para o motor desligado.

Diagrama de carga ou potência:

Como podemos ver, no diagrama de potência temos um motor sendo acionado através de um contator, pois o circuito de cargas é o responsável por suportar as maiores intensidades de corrente elétrica, mas que são acionados de acordo com o circuito de comandos. No circuito abaixo está representado o motor trifásico, os contatos (NA) do contator, e os demais dispositivos de proteção, que são os fusíveis e o relé térmico.



Diagrama de carga para o acionamento de um motor trifásico.

Descrição do funcionamento:

Ao acionarmos os botões S1 e S2 a corrente elétrica irá passar pelos botões e chegar até a bobina do contator K1, que será energizada. Dessa forma eles comutam imediatamente, então os contatos de carga (K1) e de comandos se fecham, permitindo a passagem da corrente elétrica e a energização constante da bobina, do motor trifásico e do sinaleiro verde. Além disso o contato normalmente fechado se comuta, impedindo a passagem de energia elétrica para o sinaleiro vermelho.




Diagrama completo mostrando o acionamento do motor trifásico.


No diagrama acima está indicado o funcionamento do circuito com os botões e contatos, que estão indicados com uma seta verde, mas para que o circuito seja desligado completamente basta acionar o botão S0, como indicado com a seta vermelha.



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Entenda melhor o que é Soft Starter!




Entenda melhor o que é Soft Starter!
Com a difusão da tecnologia veio a necessidade de equipamentos confiáveis, efetivos e, de preferência, com baixo custo. Por esta razão, atualmente usam-se os microcontroladores na maioria dos dispositivos elétricos.
Com os microcontroladores é possível conseguir grandes feitos como por exemplo baixo gasto de energia, proteção contra choques elétricos, e proteção dos componentes.

No caso do soft starter são usados chaveamento eletrônicos.

Essas chaves contribuem para a diminuição de corrente de partida, que diminui os choques mecânicos do motor, e consequentemente aumenta a vida útil do mesmo.
Pode-se também utilizar o soft starter em fontes de energia não confiável e/ou fracas.

Neste artigo você verá:
  1. O que é um Soft Starter
  2. Funcionamento
  3. Principais funções do Soft Starter
  4. Onde e quando usar o Soft Starter
  5. Aplicações do Soft Starter
  6. Características do Soft Starter
  7. Simbologia do Soft Starter
  8. Vantagens e Desvantagens
Funcionamento



soft starter é um dispositivo eletrônico composto por pontes de tiristores (SCR’s) acionadas por um circuito eletrônico, com a finalidade de controlar a tensão de partida do motor, bem como sua desernegização.
Fazendo assim, com que a energização e desenergização do motor sejam suavizadas. O soft starter pode substituir os tradicionais modos de ligação estrela-triangulo, chave compensadora e partida direta.
Com o soft starter é possível também limitar a corrente de partida, evitando assim, picos de corrente. Além de possibilitar a partida e parada suave, e também promover a proteção do sistema.
Para se obter uma partida suave é necessário um torque de partida reduzido no motor. Para atingir esse objetivo é necessário controlar a tensão aplicada no motor, consequentemente a corrente de partida.
Para isto é necessário o uso de uma ponte de tiristores (SCR’s), regulador de tensão, unidades de controle eletrônico e etc, então, faz-se necessário o uso do soft starter, que tem todos esses componentes internamente.
Temos basicamente 3 formas de controle com o soft starter:
Controle de energização: Aplica-se uma tensão inicial, os SCR’s (dois SCR’s ligados em paralelo, um em cada sentido) fazem com que a tensão seja defasada com um atraso de 180 graus durante os respectivos ciclos de ½ onda (onde cada um dos SCR’s irá conduzir).


Este atraso é reduzido no decorrer do tempo, fazendo com que a tensão aumente gradativamente até alcançar o valor de alimentação total.





Vn=Tensão nominal
Vp=Tensão de partida
Tr=Tempo de rampa de energização

Proteção do sistema: As principais características do motor são monitoradas de acordo com a configuração do soft starter, essas características são monitoradas através da tensão de partida, caso exista algum problema, alguma alteração indesejada na corrente de cada fase, o soft starter interrompe a tensão, protegendo assim o motor.
Controle de desenergização: Ao contrário do controle de energização, esse controle administra, através do mesmo princípio do controle da energização, o tempo de desenergização. Esse tipo de controle visa sempre trabalhar com a melhor performance possível do equipamento a ser controlado.




Vn=Tensão nominal
Vt=Início da desenergização
Vz=Tensão de parada do motor
Tr=Rampa de desenergização

Principais funções do Soft Starter




Power On – Led aceso quando o soft starter estiver alimentado

Full voltage – Indica que o motor está sendo alimentado com 100% da alimentação

Start time – determina o tempo de partida, o tempo que o motor levará para ir da Vp (tensão de partida) até Vn (tensão nominal).

Initial voltage – determina o valor de tensão inicial do motor, Vp.

Stop time – Determina o tempo de desligamento (tr) do motor. O tempo que levará para a tensão ir de Vn (tensão nominal) até Vz (tensão de repouso, 0V).

NOTA: Algumas funções são disponíveis apenas para algumas versões de soft starter

Onde e quando usar o Soft Starter?

Os soft starters são geralmente usados para partidas de motores de indução CA (corrente alternada) tipo gaiola, podendo assim substituir as partidas mais convencionais como as partidas estrela-triangulo, chave compensadora e direta.
É um equipamento eletrônico capaz de controlar a energização do motor no momento da partida, permitindo assim, que o motor tenha a melhor performance possível. E por esta razão o soft starter é comumente utilizado.



Principais aplicações
  • Bombas centrífugas (saneamento, irrigação, petróleo);
  • Ventiladores, exaustores e sopradores;
  • Compressores de ar e refrigeração;
  • Misturadores e aeradores;
  • Britadores e moedores;
  • Fornos rotativos;
  • Serras e plainas (madeira);
Características principais
  • Eficiência melhorada: Trabalha da melhor forma possível, fazendo assim que o motor tenha a melhor performance possível.
  • Energização controlada: A corrente de partida pode ser controlada, alterando assim facilmente a tensão de partida e isto assegura o arranque suave do motor, sem trancos.
  • Desenergização controlada: O tempo de desligamento do motor é controlado.



ATS: Nome do componente
1, 3 e 5: Alimentação da rede
2, 4 e 6: Saída para o motor
PE: Aterramento

Vantagens e desvantagens

VANTAGENS

DESVANTAGENS

  1. Ajuste da tensão de partida por um tempo pré-definido;
  2. Pulso de tensão na partida para cargas com alto conjugado de partida;
  3. Proteção contra falta de fase, sobrecorrente e subcorrente, etc.
  4. É uma partida eletrônica fazendo com que a corrente de partida do motor tenha uma performance muito melhor que as demais partidas.
  1. Redução do torque na partida (é possível programar um pulso de torque para o arranque)
  2. Os SCR’s provocam perda de potência se continuarem ligados ao circuito após a partida

Conclusão:

Assim, sabendo que com a evolução da tecnologia foi necessário desenvolver dispositivos contendo microcontroladores, um dos dispositivos criados diante disso foi o soft starter.
soft starter pode ser usado para resolver problemas de picos de corrente na partida dos motores, trancos e até mesmo fazer a proteção do sistema ligado a ele. Por esta razão ele é comumente usados, assim como o inversor de frequência.
Saber como e quando utilizar este tipo de componente é bastante importante, assim como sempre se atentar para aplicar os conhecimentos da forma mais segura possível, evitando assim, possíveis acidentes elétricos.

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