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ATIVIDADES PRÁTICAS
SUPERVISIONADAS
Engenharia de Controle e Automação / Mecatrônica
3ª Série
Física III
A atividade prática supervisionada (ATPS) é um método de ensino
aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de atividades programadas
e supervisionadas e que tem por objetivos:
Favorecer a aprendizagem.
Estimular a co-responsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e
eficaz.
Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.
Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o auto-
aprendizado.
Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem.
Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas
Diretrizes
Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação.
Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas
relativos à profissão.
Direcionar o estudante para a emancipação intelectual.
Para atingir estes objetivos as atividades foram organizadas na forma de um
desafio, que será solucionado por etapas ao longo do semestre letivo.
Participar ativamente deste desafio é essencial para o desenvolvimento das
competências e habilidades requeridas na sua atuação no mercado de
trabalho.
Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida
profissional.
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as
competências e habilidades descritas a seguir:
Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e
instrumentais à engenharia;
Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gráfica;
Avaliar o impacto das atividades da engenharia no contexto social e
ambiental;
Atuar em equipes multidisciplinares.
DESAFIO
O desafio será dimensionar um circuito elétrico residencial submetido a uma
diferença de potencial de 110 V. A equipe irá entender, projetar e
dimensionar a distribuição da potência e da energia elétrica da rede de
distribuição até a casa do consumidor.
Esse desafio é importante para que os alunos compreendam a importância dos
conceitos físicos envolvidos no curso e apresentem um projeto simplificado
de instalação residencial ressaltando sempre a segurança, funcionalidade,
capacidade de reserva e flexibilidade.
ETAPA _ 4
Aula-tema: Potencial Elétrico
Esta atividade é importante para que você fixe o conceito de potencial
elétrico, que é uma função escalar da posição e assim, descrever alguns
fenômenos eletrostáticos.
Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos.
Passo 1 - Determine a diferença de potencial entre a cabeça e os pés de uma
pessoa de 1,70m, sabendo que o campo elétrico médio em torno do planeta
terra é de 100 V/m.
Δs = 1,7m
ε = 100 V / m
ΔV = ?
ΔV = 170 V
Passo 2 - Um próton é liberado de repouso em um campo elétrico uniforme de
dirigido ao longo do eixo x positivo e orientado da placa positiva
para a negativa. Considere que o deslocamento foi de 0,3 m na direção do
campo elétrico.
Calcule a variação no potencial elétrico no deslocamento de 0,3 m.
Δs = 0,3m
ε = 9,0 x 104 V / m
ΔV = ?
ΔV = 2,7 x 104 V
ETAPA _ 5
Aula-tema: Capacitância
Esta atividade é importante para que você compreenda a importância do
capacitor, cuja função é de armazenar energia elétrica.
Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos.
Passo 1 - Leia no capítulo 5 do livro-texto na seção 5-5, o tema energia
armazenada em um campo elétrico.
O Desfibrilador
Passo 2 - Determine a energia armazenada no capacitor de um desfibrilador,
cuja capacidade é de 50μF e submetido a uma diferença de potencial de 7500
V.
C = 50 µF
V = 7500 V
q = ?
Q = 3,75 x 10-1 C
Passo 3 - Calcule a capacitância para um capacitor de placas planas
quadradas e paralelas, separadas de 2,0 mm com 5,0 cm de lado onde o meio
entre elas é o vácuo.
C = ?
d = 2mm = 2 x 10-3 m
A = 5 x 5 = 25 cm2 = 2,5 x 10-3 m2
ε0 = 8,85 x 10-12 C2/N.m
ETAPA _ 6
Aula-tema: Corrente e resistência
Esta atividade é importante para que você compreenda as propriedades de
resistência elétrica, diferença de potencial e campo elétrico estudadas nas
etapas anteriores e agora aplicadas a um fio onde você irá aplicar as leis
de ohm.
Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos.
Passo 1 - Um fio de cobre possui seção reta com área A = 6,4 x 10-7 m2 e
diâmetro igual a 1,0 mm, quando submetido a uma diferença de potencial
acaba conduzindo uma corrente de intensidade 1,5 A. (Consulte numa tabela a
resistividade do cobre). Calcule o módulo do campo elétrico no fio.
A = 6,4 x 10-7 m2
d = 1mm = 1 x 10-3
I = 1,5 A
ρcobre = 1,69 x 10-8
ε = ?
Passo 2 - Calcule a diferença de potencial entre dois pontos do fio
considerando uma distância entre os pontos de 40 cm.
R = ?
A = 6,4 x 10-7 m2
I = 1,5 A
ρcobre = 1,69 x 10-8
L = 0,4m
V = ?
R = 1,056 x 10-2 Ω
V = 1,584 x 10-2 V
Passo 3 - Determine a resistência do fio admitindo que seu comprimento
total seja de 32m.
R = ?
A = 6,4 x 10-7 m2
ρcobre = 1,69 x 10-8
L = 32 m
R = 8,45 x 10-1 Ω ou 0,845 Ω
ETAPA _ 7
Aula-tema: Circuitos
Os grupos, compostos por 3 a 6 alunos, irão fazer um diagrama esquemático,
ilustrando uma parte da rede elétrica de fios de uma casa e apresentar sob
forma de relatório ao seu professor. Devem mostrar de maneira clara,
através de um diagrama seus cálculos. Deverão, ainda, organizar uma tabela
indicando os elementos do circuito e suas especificações técnicas, tais
como diferença de potencial, corrente elétrica e resistência elétrica. Esta
atividade é importante para você entender a distribuição de potências em
uma residência e o consumo de energia elétrica.
Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos.
Passo 1 - Identifique pelo menos dois fios do circuito, indicando qual
deles está com tensão e qual é o neutro.
Passo 2 - Indique no seu diagrama a posição do fusível principal ou
disjuntor, bem como a corrente elétrica máxima permitida.
Passo 3 - Calcule a potência total recebida na casa em função da tensão e
do valor máximo de corrente permitido pelo fusível ou disjuntor.
P = U x I P = 127 x 60 P = 7620 W
Passo 4 - Represente pelo menos 5 lâmpadas no seu circuito elétrico e numa
tabela, indique os valores das potências nominais das lâmpadas.
"Localização "Tensão (V) "Potência (W) "Corrente (A) "
"Sala "127 "100 "0,787 "
"Cozinha "127 "100 "0,787 "
"Banheiro "127 "60 "0,472 "
"Quarto 1 "127 "100 "0,787 "
"Quarto 2 "127 "100 "0,787 "
"Área Externa "127 "60 "0,472 "
Passo 5 - Represente no seu circuito pelo menos 8 tomadas.
Passo 6 - Simule a instalação de aparelhos elétricos em pelo menos 4
tomadas, indicando as potências dos aparelhos, diferença de potencial e a
corrente que passa por ele.
"Localização "Aparelho "Tensão (V) "Potência (W) "Corrente (A) "
"Sala "Televisor "127 "100 "0,787 "
"Cozinha "Liquidifica"127 "70 "0,511 "
" "dor " " " "
"Banheiro "Chuveiro "127 "4500 "35,433 "
"Quarto 1 "Ferro "127 "1000 "7,874 "
" "Elétrico " " " "
