Bloco 1 · Fundamentos elétricos

O que é a corrente elétrica

• Corrente (I) — movimento ordenado de eletrões num condutor. Unidade: ampere (A).
• Tensão (U) — diferença de potencial que "empurra" os eletrões. Unidade: volt (V).
• Resistência (R) — oposição à passagem da corrente. Unidade: ohm (Ω).
• Sentido convencional — do + para o − (contrário ao dos eletrões).

Corrente contínua vs alternada

• Corrente contínua (CC / DC) — flui sempre no mesmo sentido. É a do automóvel: bateria, alternador (após retificação), ECU.
• Corrente alternada (CA / AC) — inverte o sentido periodicamente. O alternador produz CA, que é retificada para CC por díodos.
• No carro trabalha-se quase sempre em 12 V CC (ligeiros) ou 24 V (pesados); sistemas híbridos/elétricos têm barramentos de alta tensão (>60 V, cabos laranja — perigo!).

Lei de Ohm

A relação fundamental entre tensão, corrente e resistência:

• → mais resistência, menos corrente.
• → medir tensão e corrente dá a resistência.

Exemplo — uma lâmpada de 12 V que consome 2 A:

Regra prática: tapa a grandeza que queres na "roda" U–R–I.

Resistividade e condutividade

• Resistividade (ρ) — quão um material se opõe à corrente. O cobre tem ρ baixa → bom condutor.
• Condutividade (σ) — o inverso: quão bem conduz. σ = 1/ρ.
• A resistência de um cabo depende do material, do comprimento (↑ L → ↑ R) e da secção (↑ área → ↓ R):

• Por isso os cabos de arranque são grossos e curtos: muita corrente, pouca queda de tensão.

Potência e efeito de Joule

• Potência elétrica: (e, por Ohm, ). Unidade: watt (W).
• Efeito de Joule — a corrente ao passar numa resistência liberta calor. É útil (velas de incandescência, aquecimento do vidro) e prejudicial (cabos subdimensionados aquecem e fundem).
• Exemplo — motor de arranque puxa 150 A a 10 V → .

Um mau contacto = resistência extra = calor = derretimento/queimadura. Muitas avarias elétricas são maus contactos.

Bloco 2 · Componentes e eletromagnetismo

Componentes elétricos

• Resistências — limitam a corrente; fixas ou variáveis (potenciómetro/reóstato).
• Condensadores — armazenam carga; filtram e estabilizam.
• Díodos — deixam passar a corrente num só sentido (retificação, proteção contra picos).
• Fusíveis — proteção: fundem-se acima de uma corrente (ex.: 10 A, 15 A).
• Relés — interruptores comandados eletromagneticamente.
• Bobinas — armazenam energia em campo magnético; base de ignição e injetores.
• LED / lâmpadas — atuadores luminosos.

Eletromagnetismo — o princípio

• Toda a corrente cria um campo magnético à sua volta.
• Um campo magnético variável induz corrente (indução — base do alternador).
• Aplicações no automóvel:
  • Bobina de ignição — transforma 12 V em milhares de volts para a faísca.
  • Eletroíman — solenoide do motor de arranque, injetores.
  • Relé — bobina fecha contactos que ligam cargas de alta corrente.
  • Transformador — altera a tensão CA por indução entre bobinas.

Relés — porquê e como

• Um relé permite que um sinal fraco (da ECU ou de um interruptor) comande uma carga forte (faróis, ventilador, bomba de combustível).
• Estrutura: bobina (85/86) + contactos (30/87).
• Vantagens: menos corrente nos interruptores e na cablagem de comando; a ECU nunca alimenta cargas grandes diretamente.

Baterias de arranque

• Fornecem energia para arranque e estabilizam a tensão de bordo.
• Características: tensão nominal (12 V), capacidade (Ah), corrente de arranque a frio (CCA / A).
• Normas de rotulagem:
  • EN — norma europeia
  • SAE — norma americana
  • DIN — norma germânica
• Simbologia: polo + (maior), polo −; respeitar polaridade sempre.

Inverter a polaridade destrói díodos, ECU e sensores. Vermelho = +, preto = −.

Bloco 3 · Medição e diagnóstico

Aparelhos de medida — multímetro

• Mede tensão (V), corrente (A), resistência (Ω) e continuidade.
• Tensão — em paralelo com o componente.
• Corrente — em série (o multímetro entra no circuito).
• Resistência/continuidade — com o circuito sem tensão.
• Queda de tensão — teste-rei para maus contactos: mede-se a tensão aos terminais de um cabo/ligação com corrente a passar; valor alto = resistência indevida.

Aparelhos de medida — osciloscópio

• Mostra a tensão ao longo do tempo — vê a forma de onda, não só um número.
• Essencial em sinais rápidos e variáveis:
  • sensor de rotação (relutância variável / Hall)
  • sinal de injetores e bobinas
  • comunicação em rede (CAN)
• Deteta o que o multímetro não vê: cortes intermitentes, ruído, dente em falta na roda fónica.

Esquemas elétricos

• Esquema em desenho (elétrico) — mostra todos os componentes, fios, cores e pinos com simbologia normalizada. Serve para seguir o circuito fio a fio.
• Esquema em bloco — representa funções/módulos em blocos ligados por linhas. Dá a visão geral do sistema, sem o detalhe dos fios.
• Ler o esquema antes de mexer: identificar alimentação (+), massa (−), sinal e os pinos do conector.

Sensores e atuadores

• Sensor — mede uma grandeza física e envia um sinal à ECU (entrada).
• Atuador — recebe ordem da ECU e atua no sistema (saída).

Unidades eletrónicas de comando (ECU)

• A ECU lê os sensores, decide segundo mapas e comanda os atuadores.
• Vários módulos comunicam entre si em rede: CAN, LIN, FlexRay.
• Uma só cablagem partilhada (barramento) liga motor, ABS, quadrante, conforto.
• Diagnóstico OBD — a ECU guarda códigos de avaria (DTC) lidos por scanner na tomada OBD-II.

Rede em baixo = muitos sistemas "morrem" ao mesmo tempo. Verificar alimentação e massa dos módulos.

Bloco 4 · Avarias, reparação e segurança

Tipos de avarias

• Circuito aberto — condutor cortado, conector solto, fusível fundido → sem corrente.
• Curto-circuito — contacto indevido (à massa ou entre fios) → corrente excessiva, funde fusíveis.
• Resistência excessiva — mau contacto, corrosão, cabo subdimensionado → queda de tensão, funcionamento fraco.
• Fuga à massa / de corrente — descarrega a bateria com o carro desligado.
• Avaria intermitente — só aparece com vibração/calor; a mais difícil (usar osciloscópio).

Método de diagnóstico

1. Confirmar o sintoma e ler os DTC com o scanner.
2. Consultar o esquema elétrico do sistema.
3. Verificar o básico: fusível, alimentação (+), massa (−), conectores.
4. Medir com multímetro (tensão, continuidade, queda de tensão) e osciloscópio.
5. Isolar — dividir o circuito e ir estreitando até ao componente.
6. Reparar, apagar DTC e confirmar que a avaria desapareceu.

Substituir componentes

• Antes: desligar a chave e, se preciso, o polo negativo da bateria; descarregar condensadores.
• Desmontagem/montagem — seguir a ordem do fabricante, marcar conectores, não forçar patilhas.
• Selecionar o componente certo — mesma referência/características (resistência, tensão, caudal).
• Ligações — cravar/soldar bem, isolar, respeitar cores e pinos do esquema.
• Regular parâmetros — após substituir, retificar e regular (ex.: folga do sensor, adaptação/calibração na ECU).

EPI, segurança e ambiente

• EPI — luvas, óculos, calçado de segurança; luvas isolantes em alta tensão (híbridos/EV).
• Segurança elétrica — desligar a bateria antes de intervir; nunca curto-circuitar polos; cuidado com airbags e sistemas HV (cabos laranja).
• SST — normas de segurança e saúde no trabalho; posto arrumado, ferramenta adequada.
• Ambiente — baterias, óleos e componentes eletrónicos são resíduos perigosos: encaminhar para recolha licenciada, nunca para o lixo comum.