História dos computadores
Computador é uma máquina capaz de variados tipos de tratamento automático de informações ou processamento de dados. É uma máquina Programável capaz de armazenar e processar informações. Exemplos de computadores incluem o ábaco, a calculadora, o computador analógico e o computador digital. Um computador pode, cálculo em grande escala, desenho industrial, tratamento de imagens gráficas, realidade virtual , entretenimento e cultura. John Napier (1550-1617), escocês inventor dos logaritmos, também prover-se de inúmeros atributos, dentre eles armazenamento de dados, processamento de dados inventou os ossos de Napier que eram tabelas de multiplicação gravadas em bastão, o que evitava a memorização da tabuada. A primeira máquina de verdade foi construída por Ediin, sendo capaz de somar, subtrair, multiplicar e dividir. Essa máquina foi perdida durante a guerra dos trinta anos sendo que Babbage-Réplica do Calculador Diferencial criado por Charles Babbage.
Máquina de tabular-O próximo avanço do PC feito pelo americano Herman Hollerith 1860-1929 inventou máquina capaz de processar dados baseada na separação de cartões perfurados Os primeiros computadores de uso geral-Z1, PC eletro-mecânico construído por Konrad Zuse. Foi na Segunda Guerra Mundial que realmente nasceram os computadores atuais. A Marinha americana, em conjunto com a Universidade de Harvard, desenvolveu o computador Harvard ENIAC, computador desenvolvido pelo Exército Americano.No ENIAC, o programa era feito rearranjando a fiação em um painel.
Máquina de tabular-O próximo avanço do PC feito pelo americano Herman Hollerith 1860-1929 inventou máquina capaz de processar dados baseada na separação de cartões perfurados Os primeiros computadores de uso geral-Z1, PC eletro-mecânico construído por Konrad Zuse. Foi na Segunda Guerra Mundial que realmente nasceram os computadores atuais. A Marinha americana, em conjunto com a Universidade de Harvard, desenvolveu o computador Harvard ENIAC, computador desenvolvido pelo Exército Americano.No ENIAC, o programa era feito rearranjando a fiação em um painel.
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Introdução às Ondas
Natureza das Ondas
Onda é uma perturbação que se propaga, transmitindo e nergia sem transportar matéria. As ondas podem ser originadas a partir de fenômenos mecânicos ou eletromagnéticos.
Onda é uma perturbação que se propaga, transmitindo e nergia sem transportar matéria. As ondas podem ser originadas a partir de fenômenos mecânicos ou eletromagnéticos.
Ondas Mecânicas
São ondas constituídas por impulsos mecânicos, que se propagam através da vibração das partículas, as quais formam o meio em que os impulsos se propagam. As ondas mecânicas não se propagam no vácuo, que é o exemplo do som.
Ondas Eletromagnéticas
As ondas eletromagnéticas constituem a energia elétrica que é utilizada pelos equipamentos elétricos e eletrônicos em geral. Para esta onda ser criada, é necessário existir um campo magnético e um campo elétrico, dispostos um perpendicularmente ao outro.
Campo magnético
Quando um corpo está sob influência de uma força magnética, existe então um campo magnético.
Ao aproximar um imã de um metal, haverá uma atração entre esses dois corpos, o que quer dizer que o metal está inserido no campo de força do imã, e que portanto está sendo atraído.
Ao aproximar um imã de um metal, haverá uma atração entre esses dois corpos, o que quer dizer que o metal está inserido no campo de força do imã, e que portanto está sendo atraído.
Campo elétrico
É constituído a partir da aceleração de cargas elétricas. Também pode influenciar outros corpos que estiverem dentro do seu campo de força, através da atração e repulsão do mesmo. Quando os campos elétrico e magnético se propagam em planos espaciais perpendiculares, constituem então uma onda eletromagnética. Todas as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo, à 300.000 Km/s, que é a velocidade da luz. Deste ponto em diante será dada ênfase ao estudo das ondas eletromagnéticas, devido a sua extrema importância para os equipamentos elétricos e eletrônicos, assim como para os computadores.
Formatos de Onda
Os sinais elétricos podem ser analisados graficamente através do formato de suas ondas, que são visualizadas através de um equipamento chamado osciloscópio. Através dele, podemos observar várias características de uma onda, bastando aplicar a sua ponta de prova no circuito eletrônico, realizar alguns ajustes em seus recursos e então a onda será apresentada no CRT (tubo de raios catódicos), que é um pequeno monitor de vídeo.
As ondas eletromagnéticas podem ser contínuas ou alternadas, dando origem a correntes contínua e alternada, respectivamente.
Composição da Onda
A região mais alta da onda, isto é, o maior valor de amplitude é denominado de crista ou pico da onda. A região mais inferior da onda, isto é, o menor valor de amplitude é denominado de vale. Acima do eixo do tempo, a amplitude é positiva e abaixo do mesmo, a amplitude é negativa. Portanto, também está correto determinar que a onda tem picos positivos e negativos, que correspondem à crista e ao vale respectivamente.
Amplitude da Onda
O eixo vertical do gráfico abaixo representa o valor da amplitude da onda, cuja a unidade é o Volt, logo a amplitude da onda representa a tensão do sinal elétrico.
O eixo vertical do gráfico abaixo representa o valor da amplitude da onda, cuja a unidade é o Volt, logo a amplitude da onda representa a tensão do sinal elétrico.
Composição da Onda
A região mais alta da onda, isto é, o maior valor de amplitude é denominado de crista ou pico da onda. A região mais inferior da onda, isto é, o menor valor de amplitude é denominado de vale. Acima do eixo do tempo, a amplitude é positiva e abaixo do mesmo, a amplitude é negativa. Portanto, também está correto determinar que a onda tem picos positivos e negativos, que correspondem à crista e ao vale respectivamente.
Amplitude da Onda
O eixo vertical do gráfico abaixo representa o valor da amplitude da onda, cuja a unidade é o Volt, logo a amplitude da onda representa a tensão do sinal elétrico.
O eixo vertical do gráfico abaixo representa o valor da amplitude da onda, cuja a unidade é o Volt, logo a amplitude da onda representa a tensão do sinal elétrico.
Ciclos da Onda
Em uma onda alternada, temos picos positivos e negativos, os quais também são chamados de fases positivas e negativas da onda. Um ciclo de onda é determinado por um trecho da onda, o qual se inicia quando a fase positiva está com valor de amplitude igual a zero e em seguida a fase positiva atinge o valor máximo de amplitude positiva, depois atinge novamente valor igual a zero de amplitude, passando a existir nesse momento a fase negativa, que vai atingir o valor máximo de amplitude negativa e finalmente retorna novamente à amplitude igual a zero. Esse trajeto compõe um ciclo de onda que é caracterizado pelo traçado completo da fase positiva e da negativa. Valor máximo de amplitude positiva
Em uma onda alternada, temos picos positivos e negativos, os quais também são chamados de fases positivas e negativas da onda. Um ciclo de onda é determinado por um trecho da onda, o qual se inicia quando a fase positiva está com valor de amplitude igual a zero e em seguida a fase positiva atinge o valor máximo de amplitude positiva, depois atinge novamente valor igual a zero de amplitude, passando a existir nesse momento a fase negativa, que vai atingir o valor máximo de amplitude negativa e finalmente retorna novamente à amplitude igual a zero. Esse trajeto compõe um ciclo de onda que é caracterizado pelo traçado completo da fase positiva e da negativa. Valor máximo de amplitude positiva
Período da Onda
É o tempo em segundos necessário para se gerar em os ciclos de onda, que podem ser compreendidos como o intervalo de tempo entre o surgimento do primeiro ciclo em relação ao surgimento do segundo ciclo de onda. Seria como jogar duas pedras em um lago: o intervalo de tempo entre a primeira cair na água e a segunda cair também, é denominado de período.
Período = 1 / Frequência
Frequência
É a quantidade de ciclos de onda gerados em um espaço de tempo. Quanto mais rápida for a oscilação entre a fase positiva e a negativa, maior será a freqüência da onda. O comprimento da onda é inversamente proporcional à freqüência da onda. Unidade de freqüência é Hz (Hertz)
| 1Hz = 1ciclo por segundo.
Freqüência = 1 / Perídodo
Frequência é muito utilizada na análise de performance do computador. Há dispositivos em que a sua velocidade é determinada através da sua frequência de operação, como é o caso do processador, tornando possível distinguir os mais velozes e os lentos. No caso dos processadores, atualmente eles têm freqüências de operação da ordem de 233 Mhz a 700 Mhz. Vale lembrar que 1 Mhz = 1.000.000 Hz. Mas os corpos isolantes têm suas limitações se forem submetidos a uma força elétrica elevada, que seja maior que a energia que existe na atração do núcleo do átomo aos elétrons da última camada eletrônica. Então estes elétrons tenderão a sair deste átomo, fazendo com que ele se comporte como um condutor. Este fenômeno é chamado de ruptura dielétrica. Por exemplo, um pedaço de borracha é
isolante para uma força elétrica de 300 Volts, mas provavelmente deixará de ser isolante a uma força de 25.000 Volts.
Corrente Elétrica
É a propagação ordenada de elétrons em um meio físico condutor.
do circuito são interligados.
Dependendo da fonte geradora de energia, a corrente elétrica poderá ser contínua ou alternada.
Na corrente elétrica contínua, os elétrons se deslocam no circuito em um único sentido. A mesma é obtida em pilhas e baterias. Na corrente elétrica alternada, os elétrons se deslocam em um sentido e em seguida se deslocam no sentido oposto, como se estivessem saindo da fonte geradora e depois voltando, pelo mesmo “caminho”. Esta corrente pode ser obtida através da distribuição elétrica realizada pelas concessionárias de energia elétrica (como Light, Cerj e outras) que fornecem energia elétrica para as cidades (vias públicas, edificações públicas e privadas). No computador há a presença de corrente contínua e alternada. Quando o computador está ligado na tomada, o mesmo recebe alimentação em corrente alternada, que é transformada em corrente contínua, a qual alimentará os circuitos. Esta transformação de corrente alternada em contínua é realizada por um circuito independente do computador, denominado de fonte de alimentação.
Potência Elétrica
É a representação da energia consumida por um equipamento. A unidade de medida de potência é o Watts (W) A maioria das fontes de alimentação dos computadores tem uma potência máxima de 300 Watts, isso quer dizer que, ela pode apresentar um consumo cujo valor máximo é 300 Watts. E a fonte apresenta este consumo, porque fornece energia aos circuitos do computador. Então, na
verdade quem gera esse consumo são os referidos circuitos, os quais não podem ter um consumo total que ultrapasse o limite de potência da fonte, que neste caso é de 300 Watts. Caso ultrapassasse, a mesma queimaria. Hoje temos fontes de alimentação para computadores de acordo com a necessidade de operação da máquina que vão de 450W, 500W a fontes especiais. veja abaixo um multiteste digital utilizado para medir tensão nas fontes.
Simbologia
Cuidados:
Chavear o Multiteste para corrente correta para não queimar o equipamento
Instalações Elétricas
As instalações elétricas no Brasil devem ser executadas de acordo com as recomendações da norma técnica NB-3 (NBR 5410 / 90) da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). Essa norma especifica todos os padrões para a implementação de uma instalação elétrica, de tal forma que seja garantida a plena funcionabilidade do circuito, proteção dos equipamentos, proteção da edificação,
assim como a segurança das pessoas e dos animais. Mas, infelizmente, esta norma e muitas outras não são seguidas e respeitadas no Brasil. Portanto, antes de se realizar a instalação de equipamentos sensíveis, como computadores, é de extrema importância avaliar as condições da instalação elétrica, para evitar perdas futuras.
Uma instalação elétrica precária expõe as pessoas ao risco de sofrer um choque elétrico (que é o efeito fisiológico da passagem da corrente elétrica pelo corpo humano); os equipamentos podem queimar; os equipamentos sensíveis sofrem a interferência gerada por outras máquinas e quipamentos pesados, passando a funcionar sob constante instabilidade. Não adianta querer obter a melhor solução em sistemas computacionais se a infraestrutura elétrica é precária.
Portanto, o conteúdo da norma NB-3 não será abordado, serão expostos apenas alguns detalhes envolvidos nas instalações elétricas que são extremamente importantes para o correto entendimento das questões relacionadas com a montagem e a manutenção de computadores. A NB-3 abrange as instalações elétricas de baixa tensão, que podem ser iguais ou inferiores a 1.000 Volts em corrente alternada, com freqüências inferiores a 10 kHz, ou a 1.500 Volts em corrente contínua, cobrindo:
Instalações prediais residenciais ou industriais;
Estabelecimentos industriais;
Estabelecimentos agropecuários e hortigrangeiros;
Prédios pré-fabricados;
Trailers, campings, marinas e análogos;
Canteiro de obras, feiras e outras instalações temporárias;
A norma não se aplica a:
Equipamentos de tração elétrica;
Instalação elétrica de automóveis;
Instalação elétrica de navios e aeronaves;
Instalação de iluminação de caráter público;
Instalação de pára-raios em prédios;
Distribuição pública de energia.
Condutor Terra
Nas instalações elétricas brasileiras, o condutor terra
não é exigido pelos orgãos competentes, no entanto esse
condutor não é utilizado pela concessionária de energia
elétrica na distribuição da energia elétrica.
A ausência da obrigatoriedade das instalações terem o
condutor terra, gera diversos problemas e inconvenientes
durante a instalação de equipamentos oriundos de
outros países, principalmente dos Estados Unidos, Europa
e Japão, onde é obrigatória a presença do condutor
terra nas instalações. Nesses países, se ele não for
adotado, o fabricante do equipamento pode cancelar a
garantia do equipamento.
Todos esses fatores são agravados quando se lida com
equipamentos eletrônicos de precisão como o computador,
porque o seu funcionamento correto depende do condutor
terra. Sem ele, ocorrem falhas na representação de sinais
digitais, principalmente o nível lógico 0. Outro
ponto importante é proteger os seres humanos e animais
de possíveis choques elétricos nas massas dos equipamentos.
Para se obter o condutor terra no Brasil em instalações
de pequeno porte, tais como, a residencial e a comercial,
é necessário montar um sistema de aterramento. Muitas
vezes as concessionárias de energia elétrica exigem
um ponto de aterramento próximo ao quadro do medidor de
energia elétrica (quadro do “PC” ou “relógio da luz”),
que, na verdade, é apenas um pedaço de tubo de água de
aço, medindo no máximo 1,5m de comprimento, que deve
ser enterrado com um condutor conectado a ele sendo a
outra extremidade do condutor conduzida até a parte interior
do quadro do medidor de energia elétrica e conectado
ao condutor neutro.
Esta prática cria o que chamam de “neutro aterrado”,
que não é o mesmo que ter um condutor de proteção de
fato, nesse caso, não há o condutor para a proteção do
circuito e muito menos para garantir a correta funcionalidade
dos equipamentos. Então, torna-se necessária a
construção de um aterramento de proteção que forneça ao
circuito mais um condutor, o qual deverá ser conduzido
por toda a instalação, até as tomadas de alimentação
dos equipamentos.
Tomada e “plug” 2P + T
Este tipo de tomada é utilizada por 95% dos computadores,
sendo largamente utilizada em equipamentos de informática,
tais como monitores, impressoras e eletrônicos
importados. Ele utiliza os condutores fase, neutro
e terra das instalações elétricas. Esta tomada é pouco
utilizada no Brasil devido à ausência do condutor terra
nas instalações, tornando comum a ação de quebrar o pino
do terra nos “plugs” dos cabos de força dos computadores.
Dispositivos de Proteção
Todos os circuitos deverão ser protegidos, a fim de garantir
a integridade física das pessoas das instalações
e equipamentos. Para isso, existem diversos dispositivos
e equipamentos que podem ser utilizados, tais como
fusíveis, disjuntores, supressores de surto, filtros de
linha, estabilizadores Módulo Isolador e no-break .
Fusíveis
Estes dispositivos de proteção utilizam o seguinte
princípio: quando uma corrente elétrica se desloca por
um condutor, há ocorrência do fenômeno de Joule, no
qual o condutor se aquecerá progressivamente conforme o
aumento da intensidade da corrente.
O fusível é constituído de um invólucro isolante oco
com dois contatos metálicos, um em cada extremidade do
isolante, havendo no interior deste elemento um fio
condutor ligando os dois contatos metálicos.
Disjuntores
Disjuntores são dispositivos que, externamente, se parecem
com os interruptores, mas, internamente, possuem
um mecanismo que interrompe o circuito, em função do
aquecimento de um elemento térmico gerado pela intensidade
da corrente elétrica que o está atravessando. O
disjuntor tem a mesma finalidade e princípio de funcionamento
do fusível, mas apresenta uma grande vantagem
que é a de não ser descartável após atuar em uma sobrecorrente.
Quando o circuito é interrompido, automaticamente
a alavanca de comando se desloca para a posição
de desligado, permitindo que após o reparo da falha elétrica
o mesmo possa ser reativado, levando a alavanca
de volta à posição de ligado.
Equipamentos de Proteção Contra
Falhas Elétricas
Filtro de Linha
Este dispositivo tem como finalidade filtrar a energia
elétrica que será fornecida ao computador. O circuito do
filtro de linha deve eliminar a presença de transientes e
interferências EMI (Interferência Eletromagnética) e RFI
(Interferência de Rádio Freqüência). Infelizmente, a maioria
dos filtros de linha comercializados no Brasil não
passam de uma simples extensão de tomadas, em que não há
nenhum circuito funcional a fim de suprir a sua real finalidade.
Estabilizador
O objetivo do estabilizador é manter estável a tensão
que alimenta o computador. Para manter a tensão de saída do estabilizador em uma faixa especificada, o equipamento
tenta compensar as variações da tensão de entrada.
Assim, quando a tensão de entrada cai, o estabilizador
eleva um pouco a tensão, compensando a queda, e
vice-versa. Para possibilitar este mecanismo de compensação,
a solução mais comum é usar um transformador com
múltiplas saídas.
No Break
De forma geral, os sistemas ininterruptos de energia
têm como características: filtrar, estabilizar e condicionar
a energia elétrica; isolar o circuito da rede de
distribuição (concessionárias), propensa a inerências e
transientes; fornecer energia elétrica sem interrupção.
O no-break mantém o fornecimento ininterrupto de energia
para a carga, mesmo não havendo energia na entrada
do no-break. Para que não ocorra a interrupção, o nobreak
contém uma bateria carregada que deverá estar
sempre pronta para fornecer energia à carga.
Partindo do princípio da utilização da bateria, será
necessário ao no-break um elemento que retifique a corrente
alternada (fornecida na entrada) para uma corrente
contínua com a mesma tensão da bateria (retificador);
um elemento que faça a recarga da bateria sempre
que necessário (carregador); e um elemento que faça a
inversão da alimentação fornecida pela bateria, transformando-
a em corrente alternada com a mesma tensão da
rede (inversor).
Há dois tipos básicos de no-break: os off-line e os online.
As suas diferenças estão associadas ao funcionamento,
o que neste caso não compromete o dimensionamento.
Aterramento Funcional
Consiste na ligação à terra de um dos condutores do
sistema, geralmente neutro, e está relacionado com o
funcionamento correto, seguro e confiável da instalação,
tendo como objetivo:
n Estabilização da tensão do circuito em relação à terra
durante o seu funcionamento;
n Limitação de sobretensões decorrentes de manobras e
descargas atmosféricas.
Aterramento de Proteção
Consiste na ligação à terra das massas e dos elementos
condutores estranhos à instalação, visando a proteção
contra choques elétricos por contato com a massa, tendo
como objetivo:
n Limitar o potencial a um valor suficientemente seguro
sob condições normais e anormais de funcionamento entre
massas, entre elementos condutores estranhos à
instalação e massas e entre ambos e a terra;
n Proporcionar um caminho de retorno à terra para as
correntes de falta que será um caminho de retorno de
baixa impedância (resistência elétrica em circuitos
de corrente alternada).
Funcionamento
O aterramento consiste basicamente em introduzir ao solo
corpos condutores de eletricidade, que podem ser cabos,
hastes ou placas. A finalidade destes é permitir
que as cargas elétricas “indesejáveis” ao circuito sejam
escoadas para a terra, mantendo o circuito e seres
vivos livres dos problemas que estas cargas possam causar
(mal funcionamento de equipamentos, curtos circuitos
e choques elétricos).
Caso haja um falha elétrica que proporcione algum tipo
de fuga, esta energia terá para onde ir. Deixando de
ficar acumulada na carcaça do equipamento, a mesma fluirá
para o solo, devido à diferença de potencial, onde a carcaça apresenta um potencial elétrico maior que a
do sistema de aterramento, que deverá ser de 0 volts.
O computador é uma máquina digital, porque processa apenas
dois dígitos distintos, os bits 0 e 1, quando o
computador tem em seu circuito uma sequência de bits 1,
esse circuito está energizado, quando ele passar a ter
uma sequência de bits 0, houve um dreno dessa energia,
que em condições normais flui para o terra do computador.
Caso não haja um aterramento eficiente, essas cargas ficarão
acumuladas na carcaça do computador devido ao terra
dos circuitos estarem conectados à carcaça. Toda a geração
de bits 0 estaria comprometida, porque se a carcaça estiver
energizada não haverá D.D.P. entre o circuito e a mesma.
Com isso, o circuito não conseguiria mais escoar a energia
do bit 1 para gerar o bit 0.
Verificação da Resistência de Aterramento
Para aferir a resistência do aterramento, o ideal é utilizar
o Terrômetro. Através dele é possível mensurar
a resistência do solo e do aterramento, mas na ausência
do mesmo, há um método que não é tão preciso quanto a
sua utilização, porém, permite identificar se o aterramento
está em nível aceitável. Basta medir com o voltímetro
a tensão existente entre Neutro e Terra; se a
tensão encontrada for menor ou igual a 3 volts, o aterramento
pode ser considerado como aceitável, acima deste
valor será arriscado utilizá-lo.
Bons Estudos
Prof. Gerson Barbosa
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