Introdução

Qual o objetivo deste material

Este material está direcionado para as pessoas que se destinam a trabalhar com hardware. Nossa intenção não é que você saia deste curso como um bom eletricista, mas sim que você tenha uma boa noção daquilo que é muito importante para a máquina do século: ENERGIA. Sem ela, nada de “computar”.

A nossa apostila está dividida em capítulos, bastante enxutos e direcionados para o profissional mais frenético e mais sem tempo da história: “O Micreiro”, o Peopleware.

Você encontrará conceitos de distribuição de energia até projetos de instalações elétricas, passando com certeza por dentro dos aparelhos que envolve a computação, tais como fontes, no breaks, filtros de linhas e estabilizadores.

Fornecêramos uma noção de dimensionamento de aparelhos e aterramento, bem como a utilização de alguns instrumentos que envolvem esta categoria de trabalho.

Ao final lógico dos assuntos apresentaremos exercícios de fixação, que fará automaticamente um resumo do assunto estudado.

Não é só hardware …

Na velocidade frenética onde a tecnologia “engole” o mundo proporcionando, talvez, cada vez mais comodidade para o ser humano, cria automaticamente outra lacuna enorme que é a falta de profissionais especializados para manter esta “parafernália” funcionando.

Esperamos que este manual possa lhe ser útil no ingresso ao mundo fantástico da computação técnica. Ser um especialista em resolver o incompreensível, o inexplicável e inimaginável deve ser o seu objetivo, pois como em quase todas as áreas da informática, esta tem mil armadilhas e problemas cujas soluções podem parecer óbvias, mas os problemas não têm explicação ou não fazem sentido.
Este manual procurará abordar da forma mais didática e ampla possível, os principais tópicos necessários para permitir a montagem, diagnóstico e reparo de microcomputadores da linha PC/IBM. Assim começaremos por fundamentar os Conceitos Básicos da Eletricidade, afinal é de extrema importância que o computador esteja devidamente ligado à energia. Passaremos pelas características do funcionamento interno de um computador. Montaremos e configuraremos seus componentes como placas de vídeo, memórias e discos rígidos. Procuraremos estudar os principais sistemas operacionais e como compatibilizá-los com o computador, e finalmente veremos a instalação e configuração de acessórios como Fax/Modem, Placas de rede, kits multimídia, scanners e outros.

O Objetivo claro desta primeira parte, que compreende a Introdução a Eletricidade, não visa formar nenhum eletricista profissional, mas sim abrir nossos horizontes técnicos para uma área que anda de mãos dadas com a área principal a qual nós estamos almejando: “Técnicos de Hardware”. Ministrar um curso de Hardware sem explanar pelo menos o mínimo sobre conceitos básicos de eletricidade, seria como um curso de culinária sem liquidificadores, batedeiras, forno micro-ondas ou até o fogão a geladeira e o freezer. Aqui teremos uma noção totalmente direcionada para o nosso curso, e esperamos que estas noções lhe ajude bastante no seu dia a dia.

O que é o choque?

Levar um choque é quando a corrente elétrica passa pelo nosso corpo em direção à terra, é um processo natural, mas nada agradável. Entenderemos mais adiante que a sensação de queimor e contração dos músculos é um efeito da corrente e não da “voltagem” como muitos acreditam.

A corrente elétrica é preguiçosa e procura sempre os caminhos mais curtos para chegar ao local que “ela” quer chegar. Se você foi o felizardo em ser o transporte desta, infelizmente ela nos deixa alguma lembrança, mesmo que seja ruim, mas com certeza deixa. Então, todo cuidado é pouco, queremos enfatizar ao máximo que lidaremos com corrente alternada e se obedecermos às instruções passadas pelo seu professor em sala de aula, nenhum dano chegará a sua pessoa. Mas caso um dia isto aconteça com você ou alguma pessoa que estiver a seu redor, ajude-o com os passos descritos na próxima seção: Primeiros Socorros.

Primeiros Socorros

Como trabalharemos diretamente com eletricidade, devemos tomar cuidados extras com o manusear das máquinas e equipamentos que estão ao nosso redor. O perigo de choques é constante e tenho certeza de que você não quer passar por esta experiência neste curso. Todos nós sabemos os “efeitos colaterais” de uma descarga elétrica. Ela nos pode causar queimaduras, contrações involuntárias, espasmos e até a morte de uma pessoa.

Leia atentamente os primeiros socorros que você deve prestar a uma pessoa que acaba de levar uma descarga elétrica, talvez um dia você precise aplicá-los.

• Não tocar a vítima até que esteja separada da corrente;
• Desligue o interruptor interno ou a chave geral (disjuntor)
• Remover o fio ou condutor com material seco e isolante: cabo de vassoura, pau, pano grosso dobrado, jornal dobrado ou algo semelhante;
• Puxar a vítima sem tocar a pele;
• Imobilizar fraturas se houver;
• Realizar respiração boca a boca e massagem cardíaca.

Se for necessário transportar a vítima, siga os seguintes passos:

• Se houver suspeita de fraturas no pescoço e nas costas, evite mover a pessoa.
• Para puxá-la para um local mais seguro, mova-a de costas, no sentido do comprimento com o auxílio de um casaco ou cobertor.

• Para erguê-la, você e mais duas ou três pessoas devem apoiar todo o corpo e colocá-la numa tábua ou maca. Se precisar, improvise com pedaços de madeira, amarrando cobertores ou paletós.

• Apoie sempre a cabeça, impedindo-a de cair para trás.

Se houver parada cardiorrespiratória:

O que acontece

• Além de apresentar ausência de respiração e pulsação, a vítima também poderá apresentar inconsciência, pele fria e pálida, lábio e unhas azulados.

O que não se deve fazer

• NÃO dê nada à vítima para comer, beber ou cheirar, na intenção de reanimá-la.
• Só aplique os procedimentos seguintes se tiver certeza de que o coração não está batendo.

Procedimentos Preliminares

Se o ferido estiver de bruços e houver suspeita de fraturas, mova-o, rolando o corpo todo de uma só vez, colocando-o de costas no chão. Faça isso com a ajuda de mais duas ou três pessoas, para não virar ou dobrar as costas ou pescoço, evitando assim lesionar a medula quando houver vértebras quebradas. Verifique então se há alguma coisa no interior da boca que impeça a respiração. Se positivo, retire-a.

Ressuscitação Cardiopulmonar

• Com a pessoa no chão, coloque uma mão sobre a outra e localize a extremidade inferior do osso vertical que está no centro do peito.
• Ao mesmo tempo, outra pessoa deve aplicar a respiração boca-a-boca, firmando a cabeça da pessoa e fechando as narinas com o indicador e o polegar, mantendo o queixo levantado para esticar o pescoço.
• Enquanto o ajudante enche os pulmões, soprando adequadamente para insuflá-los, pressione o peito a intervalos curtos de tempo, até que o coração volte a bater.

• Esta sequência deve ser feita da seguinte forma: se você estiver sozinho, faça dois sopros para cada dez pressões no coração; se houver alguém ajudando-o, faça um sopro para cada cinco pressões.

No caso de queimaduras

O que não fazer:

• Aplicar unguentos, receitas caseiras, óleos ou gorduras;
• Aplicar margarina, manteiga, pasta de dente e similares;
• Retirar pedaços de tecido presos a queimadura;
• Furar as bolhas;
• Lavar com sabão

Classificação de uma queimadura:

• Primeiro Grau:
  • Lesão de camada superficial da derme;
  • Sintomas:
    • Vermelhidão;
    • Ardor;
    • Dor local;
  • Procedimento:
    • Lavar com água fria;
• Segundo Grau:
  • Lesão de camada mais profundas da derme;
  • Sintomas:
    • Vermelhidão;
    • Formação de bolhas;
    • Dor e ardência local variáveis;
  • Procedimento:
    • Lavar com água fria;
• Terceiro Grau
  • Lesão da pele e tecidos mais profundos (músculos, vasos e nervos);
    • Sintomas
      • Ferida de cor branca, rósea ou preta;
      • Necrose;
      • Indolor ou dói pouco
    • Procedimentos:
      • Nos casos mais graves procedimentos cirúrgicos e cirurgia plástica.
      • No momento lavar com água fria.
• Em todos os casos de queimadura é necessário:
  • Repouso;
  • Retirar a roupa da vítima para avaliação do estado da queimadura;
  • Lavar com água fria corrente;
  • Evitar contaminação;
  • Remover para o hospital.

Tipos e Formas de Distribuição de Energia

Energia

Energia pode ser definida como sendo tudo aquilo que consiga realizar ou produzir trabalho. Todas as movimentações que ocorrem no universo, podem gerar forças capazes de transformar energia, num encadeamento sucessivo, ou seja, em modalidades diferentes de energia. As pessoas somente sentem os efeitos da energia através dos sentidos. Apresenta-se sob várias formas:

• Energia Mecânica;
• Energia Elétrica;
• Energia Térmica;
• Energia Química;
• Energia Atômica;
• etc…

Energia Mecânica

A Energia Mecânica é constituída por duas modalidades de energia: a cinética e a potencial. Na figura abaixo, vemos um guindaste que está realizando trabalho, ou seja, com seus motores e engrenagens, ao levar a carga para cima, existe aí um copo (carga) em movimento. Um corpo (carga) em movimento possui energia. E quando a energia está associada a movimento, chama-se, em física, Energia Cinética. No momento que a carga está parada no alto, no aguardo para produzir trabalho, chama-se Energia Potencial. É a energia que está relacionada à posição em que se encontra o corpo. Podemos citar outras fontes de energia cinética e potencial a saber:

• Energia Cinética: como por exemplo a energia do vento, da água corrente, etc…
• Energia Potencial: como por exemplo a energia da água represada, dos elásticos da molas, etc…

Energia Elétrica

A Energia Elétrica é uma forma de energia que apresenta inumeráveis benefícios e tornou-se no decorrer dos tempos, parte integrante e fundamental de nossas atividades diárias. Tão importante que nossa vida seria praticamente impossível sem suas existências, e muitas vezes nos damos conta da sua importância, somente no momento da sua falta.

Sem dúvida, a energia elétrica é a forma mais prática de energia, pois pode ser transportada a grandes distâncias através dos condutores elétricos (fios ou cabos), desde a geração até os centros de consumo, que são os nossos lares, indústrias, comércio, etc… Trata-se de uma forma de energia extraordinária, pois além de poder ser transportada com facilidade, pode transformar-se em outras modalidades de energia, sem muitas dificuldades e com custos relativamente baixos.

Energia Térmica ou Calorífica

A corrente elétrica, ao passar pela resistência…

Ou queima de algum combustível…

Energia Luminosa

Quando a energia elétrica percorre o filamento das lâmpadas incandescente, fluorescente, acende-as produzindo luminosidade.

Painéis solares…

 

Energia Sonora

Ao ligar um receptor de som…

Energia Cinética

Energia do movimento dos objetos…

Vimos então, alguns exemplos de utilização da energia elétrica, e nos dá uma pequena ideia de quanto é importante na vida do homem moderno.

Geração de Energia Elétrica

A energia elétrica, normalmente não é utilizada no mesmo local onde é produzida. Como é produzida a grandes distâncias do centro de consumo, é necessário que seja transportada; e por motivos
estritamente econômicos, deve ser feito em altas tensões. Isto é, a energia elétrica não pode ser transportada nos mesmos valores de tensão do ponto de produção, por questões de isolamento dos geradores.

Assim sendo, a energia elétrica desenvolve-se em quatro fases fundamentais:

• Geração (produção);
• Transmissão;
• Distribuição;
• Utilização;

Podemos ter várias formas de geração de energia elétrica. A forma mais econômica de produção de grandes quantidades de energia elétrica se utiliza da energia mecânica da rotação de eixos de turbinas que movimentam os grandes geradores.

Para movimentar o eixo das turbinas, podemos utilizar vários tipos de fontes, como a queda d’água (hidráulica), a propulsão a vapor (térmica), utilizando-se da queima de combustíveis (gasolina, diesel, carvão) e pela fissão de materiais como o urânio ou tório (nuclear).

Quando da construção de uma usina, primeiramente, devem-se levantar indicadores (econômicos, técnicos, ecológicos e sociais), para posteriormente fazer a opção de qual tipo de usina vais ser construído naquele local. Observando o desenho logo abaixo, vamos descrever o caminho percorrido pela energia, desde a sua geração até o ponto de consumo.

Barragem

Em função da quantidade de energia elétrica a ser gerada, escolhe-se o melhor lugar para a construção da barragem, levando-se em consideração o clima da região, a vazão d’água do rio, a topografia do local, o tipo de rocha e a facilidade de deslocamento de materiais de construção até a obra.

Condutos Forçados

O conduto forçado sai da barragem e vai até a turbina acoplada ao gerador na casa de força, sendo que este varia de diâmetro e comprimento em função da potência da turbina acoplada ao gerador.

Casa de Força

Os condutores forçados entram na casa de força, e cada conduto vai a uma turbina, que por sua vez está acoplada a um gerador.

Para gerar energia, internamente nas máquinas são instalados eletroímãs. Sabemos que toda vez que há o movimento de um condutor ao redor de um ímã, nas extremidades desse condutor surge uma diferença de potencial (energia). A quantidade de energia gerada (conseguida) na extremidade dos condutores depende do tamanho dos eletroímãs, da quantidade e seção dos condutores instalados dentro do geradores. Desta forma, você pode adquirir geradores comerciais que variam de pequenas potências, e tensões, como 127, 220, 380 volts.

Desta forma, o tamanho do gerador (ou geradores) é calculado em função da quantidade de energia que vai ser gerada para atender a certa região ou comunidade. Segundo a CELPE, a tensão comercial gerada e fornecida na saída dos geradores é trifásica de 6,9 KV e 13,8 KV, com valores bem elevados de corrente e potência.

Subestação Elevadora

Como os geradores são para potências elevadas (Mega Watts) e a tensão comercial gerada é razoavelmente baixa (Kilo Volts), a corrente elétrica no gerador é de grande intensidade. Por fatores econômicos é construída perto da geração a subestação elevadora.

Dentro desta subestação, são colocados os transformadores elevadores, que recebem dos geradores as tensões de 6,9 KV ou 13,8 KV e elevam-nas para as tensões de transmissão que são de 69 KV, 138 KV, 230 KV, etc. Como a corrente produzida (pelos geradores) é muito alta, inviabilizando o transporte até os centros de consumo, eleva-se a tensão (consequentemente, diminuindo a corrente) para que possamos fazer a transmissão dessa energia a longas distâncias através de torres de transmissão, com bitolas de condutores mais finas.

Subestação Abaixadora

Pelas torres de transmissão, essa energia é transportada até os centros de consumo. A energia chega em uma subestação abaixadora, onde recebe os valores de tensão de 69 KV, 138 KV, 230 KV, etc. e através de transformadores, abaixa para os valores de “tensão de distribuição” de 34,5 KV e 13, 8 KV. Essas tensões seguem até as subestações de distribuição.

Subestação de Distribuição

Da subestação de distribuição, os condutores saem e seguem para a distribuição urbana (cidade) em 13,8 KV. Nas ruas, de trechos em trechos, conforme o consumo e em função da quantidade de consumidores, são instalados transformadores nos postes da concessionária, que reduzem a tensão de 13,8 KV, para a baixa tensão em 110 ou 220 volts (padrão da Celpe) para utilização residencial ou industrial.

Segundo a Norma Brasileira, as tensões são subdivididas em quatro níveis:

• Baixa Tensão: vai até 1000V;
• Média Tensão: acima de 1000V até 72.500V;
• Alta Tensão: acima de 72.500 até 242.000V;
• Extra-Alta Tensão: acima de 242.000V.

Eletricidade

“Eu sou a força inesgotável que move grandes máquinas, forneço luz que concorre até mesmo com a do Sol, aqueço e esfrio; sou o sopro invisível que conduz mensagens e sons a todos os recantos do mundo; sou o impulso poderoso que arrasta locomotivas, rápidos veículos e barcos enormes. Com o meu auxílio, o homem domina a Terra, sulca os ares, baixa ao fundo do mar, penetra até as entranhas do nosso planeta. Sob minha influência maravilhosa, os motores palpitam, os corpos unem-se e volatizam-se, forjo e ligo os metais mais resistentes. Meu poderio é incalculável, porém submisso ao homem, que conhece meus segredos; sob sua sábia direção levo a civilização até os mais recônditos confins do mundo; sou a base do progresso: eu sou a eletricidade…”.

No texto anterior, tivemos a oportunidade de conhecer os diversos tipos de energia, bem como os processos de produção e transformação.

Vimos que todas as formas de energia, a eletricidade, ou energia elétrica, é uma das mais versáteis, pois se transforma com muita facilidade e eficiência em muitas outras modalidades.

Conhecemos também as usinas hidrelétricas, transmissão, distribuição, seus equipamentos e os serviços que a eletricidade presta ao homem, mas nada foi dito quanto à essência dessa modalidade de energia, ou seja, quais as partículas que de fato determinam seu comportamento.

Estrutura Atômica

O estudo da eletricidade ficará mais fácil se partirmos dos conceitos básicos do estudo da matéria.

Tudo que existe no universo, desde estrelas e planetas situados nos pontos mais afastados, até a menor partícula de poeira, é constituído de matéria, que pode se apresentar das mais variadas formas.

Por outro lado, a menor parte da matéria, sem que ela perca suas características originais é denominado molécula. 

Quando dividimos ainda a molécula temos os átomos, que vem do grego: indivisível. E com muitos estudos descobriram que o significado não condiz com o assunto pois a indivisibilidade de um átomo é falsa, podemos dividi-lo e entramos nos méritos da energia atômica e nuclear.

Ante de falarmos sobre os conceitos que envolverão o nosso curso, é importante conhecermos a menor parte de qualquer “coisa”, ou seja: matéria.

• Matéria: É tudo aquilo que ocupa lugar no espaço. Toda matéria é composta por elementos básicos que representam a menor parte desta mesma matéria, estes elementos básicos são chamados de átomos.
• Átomo: Menor parte de uma matéria, estrutura indivisível de uma matéria. O átomo é formado pelos seguintes elementos: Prótons, Nêutrons e Elétrons.
• Prótons: Está localizado no núcleo do átomo. Possui carga elétrica positiva (+).
• Nêutrons: Está localizado também no núcleo do átomo, porém não possui carga elétrica.
• Elétrons: Está localizado em uma região chamada eletrosfera. Possui carga elétrica negativa (-). Os elétrons distribuem-se na eletrosfera de forma ordenada, em sete camadas, da seguinte forma.
  • K = 2 elétrons
  • L = 8 elétrons
  • M = 18 elétrons
  • N = 32 elétrons
  • O = 32 elétrons
  • P = 18 elétrons
  • Q = 8 elétrons
  • Por exemplo: o átomo de alumínio possui 13 elétrons e estão distribuídos da seguinte forma:

Obs.: A última camada do átomo não pode ter mais que 8 elétrons. Esta camada é chamada de valência e é responsável pela ligações químicas entre os átomos (ligação molecular).

Os átomos encontrados na natureza estão equilibrados e por isso possuem número de prótons igual ao número de elétrons.

Substância Simples

São aquelas formadas por um único tipo de átomo.

Exemplo: ferro, alumínio, oxigênio, etc…

Substância Composta

São formadas por mais de um tipo de átomo.

Exemplo: água, gás carbônico etc.

A disposição das partículas do átomo (prótons, nêutrons e elétrons), conforme a teoria atômica, foi proposta pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885 – 1962) que caracteriza uma semelhança muito grande como o nosso sistema solar, ou seja:

• O Núcleo, representa o Sol, e é constituído por prótons e nêutrons
• Os Elétrons giram em volta do núcleo em órbitas planetárias:

Os elétrons que giram em órbitas mais externas do átomo, são atraídos pelo núcleo com menor força do que os elétrons das órbitas mais próximas. Estes elétrons mais afastados são denominados elétrons livres, e podem, com muita facilidade, desprender-se de suas órbitas.

Devido a esta característica, podemos dizer que…

… os elétrons livres sob uma tensão elétrica darão origem à corrente elétrica

A facilidade ou a dificuldade de os elétrons livres se libertarem ou se deslocarem de suas órbitas determina…

…a condutibilidade elétrica da matéria ou substância

Ou seja:

Se os elétrons se libertarem com facilidade de suas órbitas, como é o caso dos metais como o ouro, a prata, o cobre, o alumínio, a platina etc. são denominados…

…condutores elétricos

Entretanto, se os elétrons têm dificuldade de se libertarem de suas órbitas, isto é, estão “presos” ao núcleo, como é o caso do vidro, cerâmica, plástico, baquelite etc., são denominados…

…isolantes elétricos

Obs.: Condutores e isolantes serão discutidos mais adiante.