apostila de instalações elétrica - 2004

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Page 1: Apostila de Instalações Elétrica - 2004

© SENAI, 2004 Apostila: Eletrotécnica – “Instalações Elétricas” Trabalho organizado pela escola SENAI “Mariano Ferraz” do Departamento Regional do SENAI-SP Equipe responsável

Coordenação Geral: Adelmo Belizário

Coordenação : Alexandre Capelli

Organização : André Carillo

Capa: Fernando de Lima Szabo

Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou processo. A violação dos direitos autorais é punível como crime com pena de prisão e multa, e indenização diversas (Código Penal Leis Nº 5.988 e 6.895).

1ª Revisão (01/06/2004)

SENAI SERVIÇO NACIONAL DE

APRENDIZAGEM

INDUSTRIAL

ESCOLA SENAI “MARIANO FERRAZ”

CFP – 1.06

Rua Jaguaré Mirim, 71 Vila Leopoldina – SP

CEP: 05311-020 Telefax: (0XX11) 3641-0024 e-mail: [email protected]

www.sp.senai.br

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ADL Carillo
ADL Carillo
ADL Carillo
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Curso: Eletrotécnica – “Instalações Elétricas”

SENAI “ Mariano Ferraz ” 3

Sumário

Atomística ....................................................................................................................... 5

Fundamentos da Eletrostática ...................................................................................... 12

Corrente elétrica............................................................................................................ 24

Condutores e Isolantes ................................................................................................. 30

Circuitos elétricos.......................................................................................................... 34

Resistência elétrica....................................................................................................... 43

Instrumentos de medição de grandezas elétricas......................................................... 48

Associação de resistores .............................................................................................. 53

1ª Lei de Ohm ............................................................................................................... 69

2ª Lei de Ohm ............................................................................................................... 77

Potência elétrica em CC ............................................................................................... 83

1ª Lei de Kirchhoff ......................................................................................................... 96

2ª Lei de Kirchhoff...................................................................................................... 106

Magnetismo e eletromagnetismo................................................................................ 124

Corrente e Tensão Alternada - CA.............................................................................. 137

Transformadores......................................................................................................... 148

Sistema de Transmissão............................................................................................. 161

Sistemas de Distribuição............................................................................................. 165

Ligações Individuais em Redes Aéreas ...................................................................... 172

Padrão de Entrada...................................................................................................... 182

Fator da Demanda ...................................................................................................... 196

Sistema tarifário Industrial........................................................................................... 202

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Proteção contra os perigos da energia elétrica ...........................................................210

Ferramentas e Utensílios usados em Instalações elétricas.........................................215

Emendas e Derivações................................................................................................225

Conceitos Básicos de Iluminação ................................................................................232

Lâmpadas incandescentes ..........................................................................................241

Dispositivos de Manobra, Ligação e Conexão.............................................................244

Lâmpadas Fluorescentes.............................................................................................252

Aterramento Elétrico ....................................................................................................259

Dispositivos de Proteção .............................................................................................273

Condutores Elétricos....................................................................................................282

Eletrodutos...................................................................................................................289

Dispositivos especiais para instalações elétricas ........................................................296

Projeto de Instalações Elétricas Residenciais .............................................................304

Quadro de distribuição.................................................................................................310

Divisão das Instalação Elétrica em Circuitos Terminais ..............................................316

Diagramas Elétricos e Simbologias .............................................................................322

Dimensionamento de Condutores ...............................................................................329

Dimensionamento de Eletrodutos................................................................................338

Normas Técnicas .........................................................................................................341

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AAttoommííssttiiccaa

O estudo da matéria e sua composição é fundamental para a compreensão da teoria eletrônica. Por isso, neste capítulo estudaremos o arranjo físico das partículas que compõem o átomo e a maneira como essas partículas se comportam. Isso facilitará muito o estudo dos fenômenos que produzem a eletricidade. Composição da matéria Matéria é tudo aquilo que nos cerca e que ocupa um lugar no espaço. Ela se apresenta em porções limitadas que recebem o nome de corpos. Estes podem ser simples ou compostos. Observação Existem coisas com as quais temos contato na vida diária que não ocupam lugar no espaço, não sendo, portanto, matéria. Exemplos desses fenômenos são o som, o calor e a eletricidade. Corpos simples são aqueles formados por um único átomo. São também chamados de elementos. O ouro, o cobre, o hidrogênio são exemplos de elementos. Corpos compostos são aqueles formados por uma combinação de dois ou mais elementos. São exemplos de corpos compostos o cloreto de sódio (ou sal de cozinha) que é formado pela combinação de cloro e sódio, e a água, formada pela combinação de oxigênio e hidrogênio. A matéria e, consequentemente, os corpos compõem-se de moléculas e átomos.

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Molécula Molécula é a menor partícula em que se pode dividir uma substância de modo que ela mantenha as mesmas características da substância que a originou. Tomemos como exemplo uma gota de água: se ela for dividida continuamente, tornar-se-á cada vez menor, até chegarmos à menor partícula que conserva as características da água, ou seja, a molécula de água. Veja, na ilustração a seguir, a representação de uma molécula de água.

As moléculas se formam porque, na natureza, todos os elementos que compõem a matéria tendem a procurar um equilíbrio elétrico.

Átomo Os animais, as plantas, as rochas, as águas dos rios, lagos e oceanos e tudo o que nos cerca é composto de átomos. O átomo é a menor partícula em que se pode dividir um elemento e que, ainda assim, conserva as propriedades físicas e químicas desse elemento.

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Observação Os átomos são tão pequenos que, se forem colocados 100 milhões deles um ao lado do outro, formarão uma reta de apenas 10 mm de comprimento. O átomo é formado de numerosas partículas. Todavia, estudaremos somente aquelas que mais interessam à teoria eletrônica. Existem átomos de materiais como o cobre, o alumínio, o neônio, o xenônio, por exemplo, que já apresentam o equilíbrio elétrico, não precisando juntar-se a outros átomos. Esses átomos, sozinhos, são considerados moléculas também. Constituição do átomo O átomo é formado por uma parte central chamada núcleo e uma parte periférica formada pelos elétrons e denominada eletrosfera. O núcleo é constituído por dois tipos de partículas: os prótons, com carga positiva, e os nêutrons, que são eletricamente neutros. Veja a representação esquemática de um átomo na ilustração a seguir.

Os prótons, juntamente com os nêutrons, são os responsáveis pela parte mais pesada do átomo. Os elétrons possuem carga negativa. Como os planetas do sistema solar, eles giram na eletrosfera ao redor do núcleo, descrevendo trajetórias que se chamam órbitas.

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Na eletrosfera os elétrons estão distribuídos em camadas ou níveis energéticos. De acordo com o número de elétrons, ela pode apresentar de 1 a 7 níveis energéticos, denominados K, L, M, N, O, P e Q.

Os átomos podem ter uma ou várias órbitas, dependendo do seu número de elétrons. Cada órbita contém um número específico de elétrons. A distribuição dos elétrons nas diversas camadas obedece a regras definidas. A regra mais importante para a área eletroeletrônica refere-se ao nível energético mais distante do núcleo, ou seja, a camada externa: o número máximo de elétrons nessa camada é de oito elétrons. Os elétrons da órbita externa são chamados elétrons livres, pois têm uma certa facilidade de se desprenderem de seus átomos. Todas as reações químicas e elétricas acontecem nessa camada externa, chamada de nível ou camada de valência. A teoria eletrônica estuda o átomo só no aspecto da sua eletrosfera, ou seja, sua região periférica ou orbital.

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Íons No seu estado natural, o átomo possui o número de prótons igual ao número de elétrons. Nessa condição, dizemos que o átomo está em equilíbrio ou eletricamente neutro. O átomo está em desequilíbrio quando tem o número de elétrons maior ou menor que o número de prótons. Esse desequilíbrio é causado sempre por forças externas que podem ser magnéticas, térmicas ou químicas. O átomo em desequilíbrio é chamado de íon. O íon pode ser negativo ou positivo. Os íons negativos são os ânions e os íons positivos são os cátions. Íons negativos, ou seja, ânions, são átomos que receberam elétrons.

Prótons = +8 Elétrons = -9_ Resultado = -1

Íons positivos, ou seja, cátions, são átomos que perderam elétrons.

Prótons = +8 Elétrons = -7_ Resultado = +1

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A transformação de um átomo em íon ocorre devido a forças externas ao próprio átomo. Uma vez cessada a causa externa que originou o íon, a tendência natural do átomo é atingir o equilíbrio elétrico. Para atingir esse equilíbrio, ele cede elétrons que estão em excesso ou recupera os elétrons em falta. Exercícios Resolva as seguintes questões: a) Quais as partículas subatômicas que constituem o átomo?

b) Relacione a segunda coluna com a primeira.

1. Região central do átomo, formada pelo agrupamento dos prótons e dos nêutrons 2. Região do espaço onde os elétrons se movimentam 3. Os elétrons que orbitam ao redor do núcleo do átomo estão distribuídos em 4. Camada externa de eletrosfera onde se realizam as reações químicas e elétricas

( ) camada de valência ( ) camadas ou níveis energéticos ( ) núcleo ( ) eletrosfera

c) Qual a condição necessária para que um átomo esteja em equilíbrio elétrico?

d) Como se denomina um átomo que perdeu elétrons na sua camada de valência?

e) Como se denomina um átomo que recebeu elétrons na camada de valência?

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f) O que se pode afirmar a respeito do número de elétrons e prótons de um íon positivo?

g) Quais elétrons são denominados de elétrons livres?

h) Qual é a carga elétrica dos prótons, nêutrons e elétrons?

i) O que é molécula?

j) O que é camada de valência?

k) Qual é a diferença entre ânions e cátions?

l) Cite algo que não seja matéria.

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FFuunnddaammeennttooss ddaaEElleettrroossttááttiiccaa

Quando ligamos um aparelho de televisão, rádio ou máquina de calcular, estamos utilizando eletricidade e, como vimos no capítulo anterior, a eletricidade é uma forma de energia que está presente em tudo o que existe na natureza. Para compreender o que são os fenômenos elétricos e suas aplicações, neste capítulo estudaremos o que é eletricidade estática; o que é tensão, suas unidades de medida e as fontes geradoras de tensão. Para estudar este capítulo com mais facilidade, você deve ter bons conhecimentos anteriores sobre o comportamento do átomo e suas partículas. Tipos de eletricidade A eletricidade é uma forma de energia que faz parte da constituição da matéria. Existe, portanto, em todos os corpos. O estudo da eletricidade é organizado em dois campos: a eletrostática e a eletrodinâmica. Eletrostática Eletrostática é a parte da eletricidade que estuda a eletricidade estática. Dá-se o nome de eletricidade estática à eletricidade produzida por cargas elétricas em repouso em um corpo. Na eletricidade estática, estudamos as propriedades e a ação mútua das cargas elétricas em repouso nos corpos eletrizados.

Alessandro Volta (1745 - 1827)

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Um corpo se eletriza negativamente (-) quando ganha elétrons e positivamente (+) quando perde elétrons. Entre corpos eletrizados, ocorre o efeito da atração quando as cargas elétricas têm sinais contrários. O efeito da repulsão acontece quando as cargas elétricas dos corpos eletrizados têm sinais iguais.

No estado natural, qualquer porção de matéria é eletricamente neutra. Isso significa que, se nenhum agente externo atuar sobre uma determinada porção da matéria, o número total de prótons e elétrons dos seus átomos será igual. Essa condição de equilíbrio elétrico natural da matéria pode ser desfeita, de forma que um corpo deixe de ser neutro e fique carregado eletricamente. O processo pelo qual se faz com que um corpo eletricamente neutro fique carregado é chamado eletrização. A maneira mais comum de se provocar eletrização é por meio de atrito. Quando se usa um pente, por exemplo, o atrito provoca uma eletrização negativa do pente, isto é, o pente ganha elétrons.

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Ao aproximarmos o pente eletrizado positivamente de pequenos pedaços de papel, estes são atraídos momentaneamente pelo pente, comprovando a existência da eletrização.

A eletrização pode ainda ser obtida por outros processos como, por exemplo, por contato ou por indução. Em qualquer processo, contudo, obtém-se corpos carregados eletricamente. Descargas elétricas Sempre que dois corpos com cargas elétricas contrárias são colocados próximos um do outro, em condições favoráveis, o excesso de elétrons de um deles é atraído na direção daquele que está com falta de elétrons, sob a forma de um descarga elétrica. Essa descarga pode se dar por contato ou por arco. Quando dois materiais possuem grande diferença de cargas elétricas, uma grande quantidade de carga elétrica negativa pode passar de um material para outro pelo ar. Essa é a descarga elétrica por arco. O raio, em uma tempestade, é um bom exemplo de descarga por arco.

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Relação entre desequilíbrio e potencial elétrico Por meio dos processos de eletrização, é possível fazer com que os corpos fiquem intensamente ou fracamente eletrizados. Um pente fortemente atritado fica intensamente eletrizado. Se ele for fracamente atritado, sua eletrização será fraca.

O pente intensamente atritado tem maior capacidade de realizar trabalho, porque é capaz de atrair maior quantidade de partículas de papel.

Como a maior capacidade de realizar trabalho significa maior potencial, conclui-se que o pente intensamente eletrizado tem maior potencial elétrico.

O potencial elétrico de um corpo depende diretamente do desequilíbrio elétrico existente nesse corpo. Assim, um corpo que tenha um desequilíbrio elétrico duas vezes maior que outro, tem um potencial elétrico duas vezes maior.

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Carga elétrica Como certos átomos são forçados a ceder elétrons e outros a receber elétrons, é possível produzir uma transferência de elétrons de um corpo para outro. Quando isso ocorre, a distribuição igual das cargas positivas e negativas em cada átomo deixa de existir. Portanto, um corpo conterá excesso de elétrons e a sua carga terá uma polaridade negativa (-). O outro corpo, por sua vez, conterá excesso de prótons e a sua carga terá polaridade positiva (+). Quando um par de corpos contém a mesma carga, isto é, ambas positivas (+) ou ambas negativas (-), diz-se que eles apresentam cargas iguais. Quando um par de corpos contém cargas diferentes, ou seja, um corpo é positivo (+) e o outro é negativo (-), diz-se que eles apresentam cargas desiguais ou opostas. A quantidade de carga elétrica que um corpo possui, é determinada pela diferença entre o número de prótons e o número de elétrons que o corpo contém. O símbolo que representa a quantidade de carga elétrica de um corpo é Q e sua unidade de medida é o coulomb (C). Observação 1 coulomb = 6,25 x 1018 elétrons I = Q / s ou Q = I x s 1 elétron = 1,6 x 10-19 Coulomb Diferença de potencial Quando se compara o trabalho realizado por dois corpos eletrizados, automaticamente está se comparando os seus potenciais elétricos. A diferença entre os trabalhos expressa diretamente a diferença de potencial elétrico entre esses dois corpos. A diferença de potencial (abreviada para ddp) existe entre corpos eletrizados com cargas diferentes ou com o mesmo tipo de carga.

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A diferença de potencial elétrico entre dois corpos eletrizados também é denominada de tensão elétrica, importantíssima nos estudos relacionados à eletricidade e à eletrônica. Observação No campo da eletrônica e da eletricidade, utiliza-se exclusivamente a palavra tensão para indicar a ddp ou tensão elétrica. Unidade de medida de tensão elétrica A tensão (ou ddp) entre dois pontos pode ser medida por meio de instrumentos. A unidade de medida de tensão é o volt, que é representado pelo símbolo V. Como qualquer outra unidade de medida, a unidade de medida de tensão (volt) também tem múltiplos e submúltiplos adequados a cada situação. Veja tabela a seguir:

Denominação Símbolo Valor com relação ao volt

megavolt MV 106V ou 1000000V

quilovolt kV 103V ou 1000V

Unidade volt V -

milivolt mV 10-3V ou 0,001V

microvolt µV 10-6V ou 0,000001V

Observação Em eletricidade empregam-se mais freqüentemente o volt e o quilovolt como unidades de medida, ao passo que em eletrônica as unidades de medida mais usadas são o volt, o milivolt e o microvolt.

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A conversão de valores é feita de forma semelhante a outras unidades de medida. kV V mV µV

Exemplos de conversão: a) 3,75V = _ _ _ _ _ mV V mV V mV

3 7 5 - 3 7 5 0

↑(posição da vírgula) ↑ (nova posição da vírgula) 3,75V = 3750 mV b) 0,6V = _ _ _ _ _ mV V mV V mV

0 6 0 6 0 0

↑ ↑ 0,6V = 600 mV c) 200 mV = _ _ _ _ _ _V V mV V mV

2 0 0 0 2 0 0

↑ ↑ 200 mV = 0,2V d) 0,05V = _ _ _ _ _ _ mV V mV V mV

0 0 5 0 0 5 0

↑ ↑ 0,05V = 50 mV e) 1,5 mV = _ _ _ _ _ _ µV mV µV mV µV

1 5 1 5 0 0 0

↑ ↑ 1,5 mV = 15000µV

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Pilha ou bateria elétrica

A existência de tensão é imprescindível para o funcionamento dos aparelhos elétricos. Para que eles funcionem, foram desenvolvidos dispositivos capazes de criar um desequilíbrio elétrico entre dois pontos, dando origem a uma tensão elétr ica. Genericamente esses dispositivos são chamados fontes geradoras de tensão. As pi lhas, baterias ou acumuladores e geradores são exemplos desse tipo de fonte.

As pilhas são fontes geradoras de tensão constituídas por dois tipos de metais mergulhados em um preparado químico. Esse preparado químico reage com os metais, retirando elétrons de um e levando para o outro. Um dos metais fica com potencial elétrico positivo e o outro fica com potencial elétrico negativo. Entre os dois metais existe portanto uma ddp ou uma tensão elétrica.

A ilustração ao lado representa esquematicamente as polaridades de uma pilha em relação aos elétrons. Pela própria característica do funcionamento das pilhas, um dos metais torna-se positivo e o outro negativo. Cada um dos metais é chamado pólo. Portanto, as pilhas dispõem de um pólo positivo e um pólo negativo. Esses pólos nunca se alteram, o que faz com que a polaridade da pilha seja invariável. Daí a tensão fornecida chamar-se tensão contínua ou tensão CC, que é a tensão elétrica entre dois pontos de polaridades invariáveis.

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A tensão fornecida por uma pilha comum não depende de seu tamanho pequeno, médio ou grande nem de sua utilização nesse ou naquele aparelho. É sempre uma tensão contínua de aproximadamente 1,5 V. Exercícios 1. Responda:

a) O que é eletrização?

b) Em que parte dos átomos o processo de eletrização atua?

2. Resolva as seguintes questões.

a) Relacione a segunda coluna com a primeira: 1) Processo que retira elétrons de um material neutro. 2) Processo através do qual um corpo neutro fica

eletricamente carregado. 3) Processo que acrescenta elétrons a um material

neutro.

( ) Eletrização ( ) Eletrização positiva ( ) Eletrização negativa

b) Como se denomina a eletricidade de um corpo obtida por eletrização?

c) Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) em cada uma das afirmativas:

1) ( ) Dois corpos eletrizados negativamente quando aproximados um do outro, se repelem.

2) ( ) Dois corpos eletrizados, um positivamente e outro negativamente, se atraem quando aproximados um do outro.

3) ( ) Dois corpos eletrizados positivamente, quando aproximados um do outro se atraem.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 21

d) Que tipos de potencial elétrico um corpo eletrizado pode apresentar?

e) Que tipo de potencial elétrico tem um corpo que apresente excesso de

elétrons?

f) Que relação existe entre a intensidade de eletrização de um corpo e seu

potencial elétrico?

g) Pode existir ddp entre dois corpos eletrizados negativamente? Justifique a sua

resposta.

h) Defina tensão elétrica.

i) Qual é a unidade de medida de tensão elétrica?

j) Qual é a unidade de medida da carga elétrica?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 22

3. Resolva as seguintes questões.

a) Assinale as situações em que existe diferença de potencial ( ddp ). a.1) a.2) a.3) a.4) a.5) a.6)

b) Escreva o nome dos múltiplos, submúltiplos e respectivos símbolos da unidade de medida da tensão elétrica.

Múltiplos Submúltiplos

Volt

Unidade

c) Faça as conversões: 1Kv = ...............................V 100V = ....................................KV 0,7V = ............................. mV 150mV = ................................... V 1,4V = ............................. mV 6200V = ............................... ...mV 150 mV = ............................V 1,65V = .................................. mV 10 mV = .............................V 0,5 V = .....................................mV

Tabela de conversões

Megavolt ( MV )

Quilovolt ( KV )

Volt ( V )

Milivolt ( mV )

Microvolt ( µV )

5V 6V 3V -2V

+ +

- - + +

+

- -

- - - - - -

- -

-

- -

-

+ + +

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 23

d) que são fontes geradoras? Cite dois exemplos.

e) Quantos e quais são os pólos de uma pilha?

f) O que se pode afirmar sobre a polaridade de uma fonte de CC?

g) As pilhas fornecem tensão contínua? Justifique.

h) Qual é o valor de tensão presente entre os pólos de uma pilha comum?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 24

CCoorrrreennttee eellééttrriiccaa A eletricidade está presente diariamente em nossa vida, seja na forma de um relâmpago seja no simples ato de ligar uma lâmpada. À nossa volta fluem cargas elétricas que produzem luz, som, calor... Para entender como são obtidos tais efeitos é preciso, em primeiro lugar, compreender o movimento das cargas elétricas e suas particularidades. Este capítulo vai tratar do conceito de fluxo das cargas elétricas. Vai tratar também das grandezas que medem a corrente. Para desenvolver os conteúdos e atividades aqui apresentadas você já deverá ter conhecimentos anteriores sobre estrutura da matéria, e diferença de potencial entre dois pontos. Corrente elétrica A corrente elétrica consiste em um movimento orientado de cargas, provocado pelo desequilíbrio elétrico (ddp) entre dois pontos. A corrente elétrica é a forma pela qual os corpos eletrizados procuram restabelecer o equilíbrio elétrico. Para que haja corrente elétrica, é necessário que haja ddp e que o circuito esteja fechado. Logo, pode-se afirmar que existe tensão sem corrente, mas nunca existirá corrente sem tensão. Isso acontece porque a tensão orienta as cargas elétricas. O símbolo para representar a intensidade da corrente elétrica é a letra I.

André-Marie Ampère

(1775 - 1836)

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Descargas elétricas Como já foi estudado, as descargas elétricas são fenômenos comuns na natureza. O relâmpago, por exemplo, é um exemplo típico de descarga elétrica. O atrito contra o ar faz com que as nuvens fiquem altamente eletrizadas e adquiram um potencial elevado. Quando duas nuvens com potencial elétrico diferente se aproximam, ocorre uma descarga elétrica, ou seja, um relâmpago.

O que ocorre não passa de uma transferência orientada de cargas elétricas de uma nuvem para outra. Durante a descarga, numerosas cargas elétricas são transferidas, numa única direção, para diminuir o desequilíbrio elétrico entre dois pontos. Os elétrons em excesso em uma nuvem deslocam-se para a nuvem que tem poucos elétrons. Como já foi visto, também, o deslocamento de cargas elétricas entre dois pontos onde existe ddp é chamado de corrente elétrica. Desse modo, explica-se o relâmpago como uma corrente elétrica provocada pela tensão elétrica existente entre duas nuvens. Durante o curto tempo de duração de um relâmpago, grande quantidade de cargas elétricas flui de uma nuvem para outra. Dependendo da grandeza do desequilíbrio elétrico entre as duas nuvens, a corrente elétrica, ou seja, a descarga elétrica entre elas pode ter maior ou menor intensidade.

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Curso: Eletrotécnica - “Instalações Elétrica”

SENAI “ Mariano Ferraz ” 26

Unidade de medida de corrente Corrente é uma grandeza elétrica e, como toda a grandeza, pode ter sua intensidade medida por meio de instrumentos, chamado de Amperímetro. A unidade de medida da intensidade da corrente elétrica é o ampère, que é representado pelo símbolo A. Como qualquer outra unidade de medida, a unidade da corrente elétrica tem múltiplos e submúltiplos adequados a cada situação. Veja tabela a seguir.

Denominação Símbolo Valor com relação ao ampère

Múltiplo Quiloampère kA 103 A ou 1000 A

Unidade Ampère A -

Miliampère mA 10-3 A ou 0,001 A

Submúltiplos Microampère µA 10-6 A ou 0,000001 A

Nanoampère nA 10-9 A ou 0,000000001 A

Observação No campo da eletrônica empregam-se mais os termos ampère (A), miliampère (mA) e o microampère (µA). No campo da eletrotécnica residencial e comercial empregam-se mais os termos ampère (A), miliampère (mA). Na área eletrotécnica Industrial além dos citados acima, fazem uso algumas vezes de Quiloampère (KA). Faz-se a conversão de valores de forma semelhante a outras unidades de medida. kA A mA µA nA

Observe a seguir alguns exemplos de conversão. 1. 1,2 A = _________mA A mA A mA

1 2 1 2 0 0

↑(posição da vírgula) (nova posição da vírgula) ↑ 1,2A = 1200 mA

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Curso: Eletrotécnica – “Instalações Elétricas”

SENAI “ Mariano Ferraz ” 27

2. 15 µA = _________mA mA µA mA µA

1 5 0 0 1 5

↑ ↑ 15 µA = 0,0l5 mA 3. 350 mA = _________A A mA A mA

3 5 0 0 3 5 0

↑ ↑ 350 mA = 0,35A Amperímetro Para medir a intensidade de corrente, usa-se o amperímetro. Além do amperímetro, usam-se também os instrumentos a seguir: ⇒ Miliamperímetro: para correntes da ordem de miliampères; ⇒ Microamperímetro: para correntes da ordem de microampères; Corrente contínua A corrente elétrica é o movimento de cargas elétricas. Nos materiais sólidos, as cargas que se movimentam são os elétrons; nos líquidos e gases o movimento pode ser de elétrons ou íons positivos. Quando o movimento de cargas elétricas formadas por íons ou elétrons ocorre sempre em um sentido, a corrente elétrica é chamada de corrente contínua e é representada pela sigla CC.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 28

Exercícios 1. Resolva as seguintes questões.

a) O que é corrente elétrica?

b) O que acontece com as cargas elétricas em uma descarga elétrica entre dois

corpos eletrizados?

c) Pode existir corrente elétrica entre dois pontos igualmente eletrizados (mesmo

tipo e mesma quantidade de cargas em excesso)? Por quê?

d) Qual é a unidade de medida da intensidade da corrente elétrica? Faça o

símbolo da unidade.

e) Quais são os submúltiplos e os respectivos símbolos da unidade de medida da

intensidade de corrente elétrica mais utilizadas no ramo da eletrônica?

f) Faça as seguintes conversões:

0,5 A = ______________ mA 1,65 A = _______________ mA 5,0 A = ______________ mA 250 mA = _______________ A 0,03 A = ______________ mA 1200 A = ______________ _mA

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g) Que partículas se movimentam nos materiais sólidos, dando origem à corrente elétrica?

h) A intensidade da corrente elétrica de um relâmpago é maior se a ddp entre as

nuvens é maior ou menor?

i) Qual é a condição para que uma corrente elétrica seja denominada de corrente

contínua (CC)?

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CCoonndduuttoorreess ee IIssoollaanntteess Materiais condutores Os materiais condutores caracterizam-se por permitirem a existência de corrente elétrica toda a vez que se aplica uma ddp entre suas extremidades. Eles são empregados em todos os dispositivos e equipamentos elétricos e eletrônicos.

Existem materiais sólidos, líquidos e gasosos que são condutores elétricos. Entretanto, na área da eletricidade e eletrônica, os materiais sólidos são os mais importantes. As cargas elétricas que se movimentam no interior dos materiais sólidos são os elétrons livres.

com ddp

sem ddp

Osborne Reynolds (1842 – 1912)

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Como já vimos, os elétrons livres que se movimentam ordenadamente formam a corrente elétrica. O que faz um material sólido ser condutor de eletricidade é a intensidade de atração entre o núcleo e os elétrons livres. Assim, quanto menor for a atração, maior será sua capacidade de deixar fluir a corrente elétrica. Os metais são excelentes condutores de corrente elétrica, porque os elétrons da última camada da eletrosfera (elétrons de valência) estão fracamente ligados ao núcleo do átomo. Por causa disso, desprendem-se com facilidade o que permite seu movimento ordenado. Vamos tomar como exemplo a estrutura atômica do cobre. Cada átomo de cobre tem 29 elétrons; desses apenas um encontra-se na última camada. Esse elétron desprende-se do núcleo do átomo e vaga livremente no interior do material.

estrutura do cobre A estrutura química do cobre compõe-se, pois, de numerosos núcleos fixos, rodeados por elétrons livres que se movimentam intensamente de um núcleo para o outro. A intensa mobilidade ou liberdade de movimentação dos elétrons no interior da estrutura química do cobre faz dele um material de grande condutividade elétrica. Assim, os bons condutores são também materiais com baixa resistência elétrica. O quadro a seguir mostra, em ordem crescente, a resistência elétrica de alguns materiais condutores.

resistência

prata cobre ouro alumínio constantan níquel-cromo

prata ouro cobre

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Depois do ouro e da prata, o cobre é considerado o melhor condutor elétrico. Ele é o metal mais usado na fabricação de condutores para instalações elétricas. Materiais isolantes Materiais isolantes são os que apresentam forte oposição à circulação de corrente elétrica no interior de sua estrutura. Isso acontece porque os elétrons livres dos átomos que compõem a estrutura química dos materiais isolantes são fortemente ligados a seus núcleos e dificilmente são liberados para a circulação. A estrutura atômica dos materiais isolantes compõe-se de átomos com cinco ou mais elétrons na última camada energética.

nitrogênio (N) enxofre (S)

Em condições anormais, um material isolante pode tornar-se condutor. Esse fenômeno chama-se ruptura dielétrica. Ocorre quando grande quantidade de energia transforma um material normalmente isolante em condutor. Essa carga de energia aplicada ao material é tão elevada que os elétrons, normalmente presos aos núcleos dos átomos, são arrancados das órbitas, provocando a circulação de corrente. A formação de faíscas no desligamento de um interruptor elétrico é um exemplo típico de ruptura dielétrica. A tensão elevada entre os contatos no momento da abertura fornece uma grande quantidade de energia que provoca a ruptura dielétrica do ar (arco-voltaico), gerando a faísca.

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Exercícios 1. Responda às seguintes perguntas.

a) Por que os metais são bons condutores de corrente elétrica?

b) Qual é a condição fundamental para que um material seja isolante elétrico?

c) O que acontece na estrutura de um isolante quando ocorre a ruptura dielétrica?

d) Qual é a condição fundamental para que um material seja bom condutor de

eletricidade?

e) Explique com suas palavras o que é ruptura dielétrica.

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CCiirrccuuiittooss eellééttrriiccooss Empregamos a eletricidade das mais diversas formas. A partir da energia elétrica movimentam-se motores, acendem-se luzes, produz-se calor... Embora os efeitos sejam os mais diversos, todas as aplicações da eletricidade têm um ponto em comum: implicam na existência de um circuito elétrico. Portanto, o circuito elétrico é indispensável para que a energia elétrica possa ser utilizada. Conhecer e compreender suas características é fundamental para assimilar os próximos conteúdos a serem estudados. Este capítulo vai tratar das particularidades e das funções dos componentes do circuito elétrico. Ao estudá-lo, você será capaz de reconhecer um circuito elétrico, identificar seus componentes e representá-los com símbolos. Para acompanhar bem os conteúdos e atividades deste capítulo, é preciso que você já conheça a estrutura da matéria; corrente e resistência elétrica. Circuito elétrico O circuito elétrico é o caminho fechado por onde circula a corrente elétrica. Dependendo do efeito desejado, o circuito elétrico pode fazer a eletricidade assumir as mais diversas formas: luz, som, calor, movimento. O circuito elétrico mais simples que se pode montar constitui-se de três componentes: ⇒ Fonte geradora; ⇒ Carga; ⇒ Condutores.

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circuito elétrico corrente elétrica

carga condutor

fonte geradora

Todo o circuito elétrico necessita de uma fonte geradora. A fonte geradora fornece a tensão necessária à existência de corrente elétrica. A bateria, a pilha e o alternador são exemplos de fontes geradoras. A carga é também chamada de consumidor ou receptor de energia elétrica. É o componente do circuito elétrico que transforma a energia elétrica fornecida pela fonte geradora em outro tipo de energia. Essa energia pode ser mecânica, luminosa, térmica, sonora. Exemplos de cargas são as lâmpadas que transformam energia elétrica em energia luminosa; o motor que transforma energia elétrica em energia mecânica; o rádio que transforma energia elétrica em sonora. Observação Um circuito elétrico pode ter uma ou mais cargas associadas. Os condutores são o elo de ligação entre a fonte geradora e a carga. Servem de meio de transporte da corrente elétrica. Uma lâmpada, ligada por condutores a uma pilha, é um exemplo típico de circuito elétrico simples, formado por três componentes.

circuito elétrico corrente elétrica

carga condutor

fonte geradora

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A lâmpada traz no seu interior uma resistência, chamada filamento. Ao ser percorrida pela corrente elétrica, essa resistência fica incandescente e gera luz. O filamento recebe a tensão através dos terminais de ligação. E quando se liga a lâmpada à pilha, por meio de condutores, forma-se um circuito elétrico. Os elétrons, em excesso no pólo negativo da pilha, movimentam-se pelo condutor e pelo filamento da lâmpada, em direção ao pólo positivo da pilha. A figura a seguir ilustra o movimento dos elétrons livres. Esses elétrons saem do pólo negativo, passam pela lâmpada e dirigem-se ao pólo positivo da pilha.

falta deelétrons

+ excessodeelétrons

Enquanto a pilha for capaz de manter o excesso de elétrons no pólo negativo e a falta de elétrons no pólo positivo, haverá corrente elétrica no circuito; e a lâmpada continuará acesa. Além da fonte geradora, do consumidor e condutor, o circuito elétrico possui um componente adicional chamado de interruptor ou chave. A função desse componente é comandar o funcionamento dos circuitos elétricos.

Quando aberto ou desligado, o interruptor provoca uma abertura em um dos condutores. Nesta condição, o circuito elétrico não corresponde a um caminho fechado, porque um dos pólos da pilha (positivo) está desconectado do circuito, e não há circulação da corrente elétrica.

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consumidor

chave

esquema

interruptordesligado

Quando o interruptor está ligado, seus contatos estão fechados, tornando-se um condutor de corrente contínua. Nessa condição, o circuito é novamente um caminho fechado por onde circula a corrente elétrica.

esquema

chave

interruptorligado

consumidor

Sentido da corrente elétrica Antes que se compreendesse de forma mais científica a natureza do fluxo de elétrons, já se utilizava a eletricidade para iluminação, motores e outras aplicações. Nessa época, foi estabelecido por convenção, que a corrente elétrica se constituía de um movimento de cargas elétricas que fluía do pólo positivo para o pólo negativo da fonte geradora. Este sentido de circulação (do + para o -) foi denominado de sentido convencional da corrente. Com o progresso dos recursos científicos usados explicar os fenômenos elétricos, foi possível verificar mais tarde, que nos condutores sólidos a corrente elétrica se constitui de elétrons em movimento do pólo negativo para o pólo positivo. Este sentido de circulação foi denominado de sentido eletrônico da corrente. O sentido de corrente que se adota como referência para o estudo dos fenômenos elétricos (eletrônico ou convencional) não interfere nos resultados obtidos. Por isso, ainda hoje, encontram-se defensores de cada um dos sentidos.

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Observação Uma vez que toda a simbologia de componentes eletroeletrônicos foi desenvolvida a partir do sentido convencional da corrente elétrica, ou seja do + para o -, as informações deste material didático seguirão o modelo convencional: do positivo para o negativo. Simbologia dos componentes de um circuito Por facilitar a elaboração de esquemas ou diagramas elétricos, criou-se uma simbologia para representar graficamente cada componente num circuito elétrico. A tabela a seguir mostra alguns símbolos utilizados e os respectivos componentes.

Designação Figura Símbolo

Condutor

Cruzamento sem conexão

Cruzamento com conexão

Fonte, gerador ou bateria

Lâmpada

Interruptor

O esquema a seguir representa um circuito elétrico formado por lâmpada, condutores interruptor e pilha. Deve-se observar que nele a corrente elétrica é representada por uma seta acompanhada pela letra I.

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Tipos de circuitos elétricos Os tipos de circuitos elétricos são determinados pela maneira como seus componentes são ligados. Assim, existem três tipos de circuitos: ⇒ Série; ⇒ Paralelo; ⇒ Misto. Circuito série Circuito série é aquele cujos componentes (cargas) são ligados um após o outro. Desse modo, existe um único caminho para a corrente elétrica que sai do pólo positivo da fonte, passa através do primeiro componente (R1), passa pelo seguinte (R2) e assim por diante até chegar ao pólo negativo da fonte. Veja representação esquemática do circuito série no diagrama a seguir.

R2

UR1

I

Num circuito série, o valor da corrente é sempre o mesmo em qualquer ponto do circuito. Isso acontece porque a corrente elétrica tem apenas um único caminho para percorrer. Esse circuito também é chamado de dependente porque, se houver falha ou se qualquer um dos componentes for retirado do circuito, cessa a circulação da corrente elétrica. Circuito paralelo O circuito paralelo é aquele cujos componentes estão ligados em paralelo entre si. Veja circuito a seguir.

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R2R1U

!I1 I2

No circuito paralelo, a corrente é diferente em cada ponto do circuito porque ela depende da resistência de cada componente à passagem da corrente elétrica e da tensão aplicada sobre ele. Todos os componentes ligados em paralelo recebem a mesma tensão. Circuito misto No circuito misto, os componentes são ligados em série e em paralelo. Veja esquema a seguir.

R3

R1

R2

I2

UI

!I

No circuito misto, o componente R1 ligado em série, ao ser atravessado por uma corrente, causa uma queda de tensão porque é uma resistência. Assim sendo, os resistores R2 e R3 que estão ligados em paralelo, receberão a tensão da rede menos a queda de tensão provocada por R1.

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Exercícios 1) Responda os exercícios. a) O que é circuito elétrico?

b) Quais são os componentes essenciais para que haja um circuito elétrico?

c) Qual é a finalidade de um consumidor de energia elétrica dentro do circuito?

d) Como se denomina a parte da lâmpada que quando é incandescida gera luz?

e) O que acontece quando se introduz em um circuito elétrico uma chave na posição

desligada?

f) Desenhe os símbolos da pilha, condutor, lâmpada e chave (ou interruptor). g) Por que não circula corrente elétrica em um circuito que tem um interruptor

desligado?

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h) O que estabelece o "sentido convencional" da corrente elétrica?

2. Relacione a coluna da esquerda com a coluna da direita. Atenção! Uma das

alternativas não tem correspondente! a) Circuito série b) Circuito paralelo c) Circuito misto d) Material condutor e) Material isolante

( ) O elétron livre é fracamente atraído pelo núcleo. ( ) A tensão elétrica é a mesma em todos os componentes. ( ) A corrente elétrica é a mesma em qualquer ponto do circuito.( ) Apresenta forte oposição à passagem da corrente elétrica. ( ) Apresenta ligações em série e em paralelo

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RReessiissttêênncciiaa eellééttrriiccaa Nas lições anteriores, você aprendeu que para haver tensão, é necessário que haja uma diferença de potencial entre dois pontos. Aprendeu também, que corrente elétrica é o movimento orientado de cargas provocado pela ddp. Ela é a forma pela qual os corpos eletrizados procuram restabelecer o equilíbrio elétrico. Para que haja corrente elétrica, além da ddp, é preciso que o circuito esteja fechado. Por isso, você viu que existe tensão sem corrente, mas não é possível haver corrente sem tensão. Esta aula vai tratar do conceito de resistência elétrica. Vai tratar também das grandezas da resistência elétrica e seus efeitos sobre a circulação da corrente. Para desenvolver os conteúdos e atividades aqui apresentadas você já deverá ter conhecimentos anteriores sobre estrutura da matéria, tensão e corrente. Resistência elétrica Resistência elétrica é a oposição que um material apresenta ao fluxo de corrente elétrica. Todos os dispositivos elétricos e eletrônicos apresentam certa oposição à passagem da corrente elétrica.

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A resistência dos materiais à passagem da corrente elétrica tem origem na sua estrutura atômica. Para que a aplicação de uma ddp a um material origine uma corrente elétrica, é necessário que a estrutura desse material permita a existência de elétrons livres para movimentação. Quando os átomos de um material liberam elétrons livres entre si com facilidade, a corrente elétrica flui facilmente através dele. Nesse caso, a resistência elétrica desses materiais é pequena.

Por outro lado, nos materiais cujos átomos não liberam elétrons livres entre si com facilidade, a corrente elétrica flui com dificuldade, porque a resistência elétrica desses materiais é grande.

Portanto, a resistência elétrica de um material depende da facilidade ou da dificuldade com que esse material libera cargas para a circulação. O efeito causado pela resistência elétrica tem muitas aplicações práticas em eletricidade e eletrônica. Ele pode gerar, por exemplo, o aquecimento no chuveiro, no ferro de passar, no ferro de soldar, no secador de cabelo. Pode gerar também iluminação por meio das lâmpadas incandescentes.

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Símbolo e Unidade de medida de resistência elétrica O Símbolo da resistência elétrica e o R. A unidade de medida da resistência elétrica é o ohm, representado pela letra grega Ω (Lê-se ômega). A tabela a seguir mostra os múltiplos do ohm, que são os valores usados na prática.

Denominação Símbolo Valor em relação à unidade

Múltiplo megohm MΩ 106 Ω ou 1000000Ω

quilohm kΩ 103 Ω ou 1000Ω

Unidade ohm Ω ---

Para fazer a conversão dos valores, emprega-se o mesmo procedimento usado para outras unidades de medida.

MΩ kΩ Ω

Observe a seguir alguns exemplos de conversão. 120 Ω =___________kΩ kΩ Ω kΩ Ω

1 2 0 0 1 2 0

(posição da vírgula) ↑ ↑ (nova posição da vírgula) 120Ω = 0,12kΩ 390kΩ = ___________MΩ MΩ kΩ MΩ kΩ

3 9 0 0 3 9 0

↑ ↑ 390 kΩ = 0,39 MΩ 5,6kΩ = ___________ kΩ Ω kΩ Ω

5 6 5 6 0 0

↑ ↑ 5,6 kΩ = 5600 Ω

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470 Ω = ___________ MΩ MΩ Ω MΩ kΩ Ω

4 7 0 0 0 0 0 4 7 0

↑ ↑ 470 Ω = 0,00047 MΩ Observação O instrumento de medição da resistência elétrica é o ohmímetro porém, geralmente, mede-se a resistência elétrica com o multímetro. Exercícios 1. Responda às seguintes questões.

a) O que é resistência elétrica?

b) Qual é a unidade de medida da resistência elétrica? Desenhe o símbolo da

unidade.

c) Faça as seguintes conversões:

1000Ω = kΩ 3,3kΩ = Ω

680Ω = kΩ 180kΩ = MΩ

2,7kΩ= Ω 0,15KΩ = Ω

3,9KΩ = MΩ 1,5MΩ = Ω

d) Qual a denominação do instrumento destinado à medição de resistência

elétrica?

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e) Cite duas aplicações práticas para a resistência elétrica.

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IInnssttrruummeennttooss ddee mmeeddiiççããoo ddee ggrraannddeezzaass eellééttrriiccaass

Estudando os capítulos anteriores, você aprendeu o que é corrente, o que é tensão e o que é resistência. Por isso, você já sabe que corrente, tensão e resistência são grandezas elétricas e que, como tal, podem ser medidas. Existem vários instrumentos para medições dessas grandezas elétricas mas, neste capítulo, estudaremos apenas o multímetro digital e o volt-amperímetro alicate. Instrumentos O multímetro digital e o volt-amperímetro alicate são instrumentos dotados de múltiplas funções: com eles é possível fazer medições de tensão, corrente, resistência. Com alguns de seus modelos pode-se, também, testar componentes eletrônicos, e até mesmo medir outros tipos de grandezas. A figura que segue, ilustra um modelo de multímetro digital, um modelo de volt-amperímetro alicate digital e um multímetro analogico.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 49

Multímetro digital Com a utilização do multímetro digital, a leitura dos valores observados é de fácil execução, pois eles aparecem no visor digital, sem a necessidade de interpretação de valores como ocorre com os instrumentos analógicos, ou seja, que têm um mostrador com um ponteiro.

Antes de se efetuar qualquer medição, deve-se ajustar o seletor de funções na função correta, isto é, na grandeza a ser medida (tensão, ou corrente, ou resistência) e a escala no valor superior ao ponto observado. Quando não se tem idéia do valor a ser medido, inicia-se pela escala de maior valor, e de acordo com o valor observado, diminui-se a escala até um valor ideal.

CC / CA Registra o valor mais

Tensão (Volt)

Corrente (Ampères)

Indutância (Henry)

Resistência (Ohm)

Capacitância (Farad)

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 50

Observação Nunca se deve mudar de escala ou função quando o instrumento de medição estiver conectado a um circuito ligado, porque isso poderá causar a queima do instrumento. Para a mudança de escala, deve-se desligar antes o circuito. Para a mudança de função, deve-se desligar o circuito, desligar as pontas de prova, e selecionar a função e escala apropriadas antes da ligação e conexão das pontas de prova no circuito. Para a medição de tensão elétrica, as pontas de prova do instrumento devem ser conectadas aos pontos a serem medidos, ou seja, em paralelo.

pilha

Nas medições da corrente elétrica, o circuito deve ser interrompido e o instrumento inserido nesta parte do circuito, para que os elétrons que estão circulando por ele passem também pelo instrumento e este possa informar o valor dessa corrente. Desse modo, o instrumento deve ser ligado em série com o circuito.

50

Para a medição de resistência elétrica, o resistor desconhecido deve estar desconectado do circuito. Se isto não for feito, o valor encontrado não será verdadeiro, pois o restante do circuito funcionará como uma resistência. Além disso, se o circuito estiver energizado poderá ocorrer a queima do instrumento.

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Volt-amperímetro alicate Para a medição de tensão e resistência com o volt-amperímetro alicate deve-se seguir os mesmos procedimentos empregados na utilização do multímetro. Na medição de corrente elétrica, o manuseio do volt-amperímetro alicate difere do manuseio do multímetro, pois com ele não é necessário interromper o circuito para colocá-lo em série. Basta abraçar o condutor a ser medido com a garra do alicate.

condutor

O volt-amperímetro alicate é indispensável em instalações industriais, para medições da corrente elétrica de motores, transformadores, cabos alimentadores de painéis. No entanto, com este instrumento só é possível medir corrente elétrica alternada, pois seu funcionamento se baseia no princípio da indução eletromagnética. Antes de utilizar qualquer instrumento de medida, é necessário que se consulte o manual do instrumento, no qual são descritas particularidades e formas de utilização, pois de um instrumento para outro ocorrem diferenças significativas.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 52

Exercícios: 1. Responda: a) Quando não se tem idéia do valor a ser medido, qual escala deve ser usada no

multímetro ?

b) O que se deve fazer no circuito quando for necessário mudar de função?

c) Relacione :

a. Medição de tensão.

b. Medição de corrente.

c. Medição de resistência.

( ) Desconectar o componente do circuito.

( ) Ligar o instrumento em série com o circuito.

( ) Ligar o instrumento, em paralelo com o circuito.

d) Qual a principal vantagem na utilização do volt-amperímetro alicate?

e) Qual deve ser a principal atitude ao se utilizar um instrumento de medição?

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AAssssoocciiaaççããoo ddee rreessiissttoorreess Introdução Os resistores entram na constituição da maioria dos circuitos eletrônicos formando associação de resistores. É importante, pois, conhecer os tipos e características elétricas destas associações, que são a base de qualquer atividade eletrônica. Esse capítulo vai ajudá-lo a identificar os tipos de associação e determinar suas resistências equivalentes. Para entender uma associação de resistores é preciso que você já conheça o que são os resistores. Associação de resistores Associação de resistores é uma reunião de dois ou mais resistores em um circuito elétrico. Na associação de resistores é preciso considerar duas coisas: os terminais e os nós. Terminais são pontos de associação conectados a fonte geradora. Nós são os pontos que ocorre a interligação de dois ou mais resistores.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 54

Tipos de associação de resistores Os resistores podem ser associados de modo a formar diferentes circuitos elétricos, conforme mostram as figuras a seguir.

Observação A porção do circuito que liga dois nós consecutivos é chamada de ramo ou braço. Apesar do número de associações diferentes que se pode obter interligando resistores em um circuito elétrico, todas essas associações classificam-se a partir de três designações básicas: ⇒ Associação em série; ⇒ Associação em paralelo ⇒ Associação mista Cada um desses tipos de associação apresenta características específicas de comportamento elétrico. Associação em série Nesse tipo de associação, os resistores são interligados de forma que exista apenas um caminho para circulação da corrente elétrica entre os terminais.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 55

Associação em paralelo Trata-se de uma associação em que os terminais dos resistores estão interligados de forma que exista mais um caminho para circulação da corrente elétrica.

Associação mista É a associação que se compõe por grupos de resistores em série e em paralelo.

Resistência equivalente de uma associação série Quando se associam resistores, a resistência elétrica entre os terminais é diferente das resistências individuais. Por essa razão, a resistência de uma associação de resistores recebe uma denominação específica: resistência total ou resistência equivalente (Req.) A resistência equivalente de uma associação depende dos resistores que a compõe e do tipo de associação. Ao longo de todo o circuito, a resistência total é a soma das resistências parciais.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 56

Matematicamente, obtém-se a resistência equivalente da associação em série pela seguinte formula:

Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn Convenção R1, R2, R3,... Rn são valores ôhmicos dos resistores associados em série. Vamos tomar como exemplo de associação em série um resistor de 120 e outro de 270. Nesse caso, a resistência equivalente entre os terminais é obtida da seguinte forma: Req = R1 + R2

Req = 120Ω + 270Ω Req = 390Ω

O valor da resistência equivalente de uma associação de resistores em série é sempre maior que o resistor de maior valor da associação. Resistência equivalente de uma associação em paralelo Na associação em paralelo há dois ou mais caminhos, para circulação da corrente elétrica. A resistência equivalente de uma associação em paralela de resistores é dada pela equação:

n21 R1...

R1

R1

1qRe++

=

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 57

Convenção R1, R2, ... Rn são os valores ôhmicos dos resistores associados. Vamos tomar como exemplo a associação em paralelo a seguir.

R1 = 10Ω R2 = 25Ω R3 = 20Ω Para obter a resistência, basta aplicar a equação apresentada assim. Desse modo temos:

R

1 R

1 R

1

1 qRe

321++

=

20

1 25

1 10

1

1 qRe++

=

26,59,0

105,004,01,0

1qRe ==++

=

O resultado encontrado comprova que a resistência equivalente da associação do paralelo (5,26Ω) é menor que o resistor de menor valor (10Ω). Para associações em paralelo com apenas dois resistores pode-se usar uma equação mais simples, deduzida da equação geral. Tomando-se a equação geral, com apenas dois resistores, temos:

21 R1

R1

1qRe+

=

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 58

Invertendo todos os membros, temos:

21 R1

R1

qRe1

+=

Colocando o denominador comum no segundo membro, temos:

21

21

RxRRR

qRe1 +

=

Invertendo dois membros, obtemos:

21

21

RRRxRqRe

+=

Portanto, R1 e R2 são os valores ôhmicos dos resistores associados. Observe na figura abaixo um exemplo de associação em paralelo em que se emprega a fórmula para dois resistores.

R1 = 1kΩ R2 = 680Ω

6801200680x1200qRe

RRRxRqRe

22

21

+=

+=

Ω== 434qRe188081600qRe

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 59

Pode-se também associar em paralelo dois ou mais resistores, todos da mesma potência.

Nesse caso, emprega-se um terceira equação, específica para associações em paralelos onde todos os resistores tem o mesmo valor. Esta equação também é deduzida da equação geral. Vamos tomar a equação geral para ”n” resistores. Nesse caso, temos:

Rn1

R1

R1

1qRe

21+++

Como R1, R2, ... e Rn tem o mesmo valor, podemos rescrever:

)R1(n

1

R1...

R1

R1

1qRe =++

=

Operando o denominador do segundo membro, obtemos:

Rn1qRe =

O segundo é uma divisão de frações. De sua resolução resulta:

nRqRe =

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Convenção R é o valor de resistor (todos tem o mesmo valor). n é o número de resistores de mesmo valor associados em paralelo. Portanto, os três resistores de 120Ω associados em paralelo tem uma resistência equivalente a:

Ω=== 403

120qRenRqRe

Desse modo, o valor da resistência equivalente de uma associação de resistores em paralelo é sempre menor que o resistor de menor valor da associação. Resistência equivalente de uma associação mista Para determinar a resistência equivalente de uma associação mista, procede-se da seguinte maneira: • A partir dos nós, divide-se a associação em pequenas partes de forma que possam

ser calculadas como associações em série ou em paralelo

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• Uma vez identificados os nós, procura-se analisar como estão ligados os resistores entre cada dois nós do circuito. Nesse caso, os resistores R2 e R3 estão em paralelo.

• Desconsidera-se então tudo o que está antes e depois desses nós e examina-se a forma como R2 e R3 estão associados para verificar se trata-se de uma associação em paralelo de dois resistores.

• No exemplo acima, R2 e R3 formam uma associação paralela d dois resistores. • Determina-se que então a Req desses dois resistores associados em paralelo,

aplicando-se a fórmula a seguir.

32

32

RRRxRqRe

+=

Ω==+

= 108450

48600qRe270180270x180qRe

Portanto, os resistores associados R2 e R3 apresentam 108Ω de resistência à passagem da corrente no circuito. Se os resistores R2 e R3 em paralelo forem substituídos por um resistor de 108Ω, identificado por exemplo como RA, o circuito não se altera.

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Ao substituir a associação mista original, torna-se uma associação em série simples, constituída pelos resistores R1, RA e R4. Determina-se a resistência equivalente de toda a associação pela equação da associação em série: Req = R1 + R2 + R3 + .......... Usando os valores do circuito, obtém-se: Req = R1 + RA + R4

Req = 560Ω + 108Ω + 1200Ω = 1868Ω O resultado significa que toda a associação mista original tem o mesmo efeito para a corrente elétrica que um único resistor de 1868Ω.

A seguir, apresentamos um exemplo de circuito misto, com a sequência de procedimentos para determinar a resistência equivalente.

A análise do circuito, deduz-se que os resistores R1 e R2 estão em série e podem ser substituídos por um único resistor RA que tenha o mesmo efeito resultante. Na associação em série emprega-se a fórmula a seguir. Req = R1 + R2 + ........

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 63

Portanto: RA = R1 + R2 RA = 10000 + 3300 = 13300Ω Substituindo R1 e R2 pelo seu valor equivalente no circuito original, obtemos o que mostra a figura a seguir.

Da análise do circuito formado por RA e R3, deduz-se que esses resistores estão em paralelo e podem ser substituídos por um único resistor, com o mesmo efeito resultante. Para a associação em paralelo de dois resistores, emprega-se a fórmula a seguir.

21

21

RRRxRqRe

+=

3A

3A

RRRxRqRe

+= Ω=

+= 124.11

000.68300.13000.68x300.13qRe

Portanto, toda a associação mista pode ser substituída por um único resistor de 11.124Ω.

Aplicando-se a associação de resistores ou um único resistor de 11.124Ω a uma fonte de alimentação, o resultado em termos de corrente é o mesmo.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 64

Exercício 1. Responda os seguintes exercícios a) Qual é a característica fundamental de uma associação série, com relação aos

caminhos para circulação da corrente elétrica?

b) Qual é a característica fundamental de uma associação paralela, com relação aos

caminhos para circulação da corrente elétrica?

c) Identifique os tipos de associação (série, paralela e mista).

1)

2)

3)

4)

5)

6)

d) O que é resistência total ou equivalente de uma associação de resistores?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 65

2. Registre ao lado de cada associação a equação mais adequada para o cálculo da resistência equivalente.

a.

b.

c.

d.

3. Determine a resistência equivalente das associações série abaixo.

a.

b.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 66

c.

d.

e.

1. Determine a resistência equivalente das associações paralelas abaixo.

a.

b.

c.

150 Ω

230 Ω

10K Ω

15K Ω 33K Ω

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 67

d.

e.

f.

2. Determine a resistência equivalente entre os nós indicados em cada uma das

associações de resistores.

a. entre os nós A e B

b. entre os nós B e C

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3. Determine na seqüência os valores de RA, RB e Req em cada uma das associações.

a.

b.

6K Ω

250K Ω

6K Ω

47K Ω

53K Ω

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 69

11ªª LLeeii ddee OOhhmm Muitos cientistas têm se dedicado ao estudo da eletricidade. George Simon Ohm, por exemplo, estudou a corrente elétrica e definiu uma relação entre corrente, tensão e resistência elétricas em um circuito. Foi a partir dessas descobertas que se formulou a Lei de Ohm. Embora os conhecimentos sobre eletricidade tenham sido ampliados, a Lei de Ohm continua sendo uma lei básica da eletricidade e eletrônica, por isso conhecê-la é fundamental para o estudo e compreensão dos circuitos eletroeletrônicos. Esta unidade vai tratar da Lei de Ohm e da forma como a corrente elétrica é medida. Desse modo, você será capaz de determinar matematicamente e medir os valores das grandezas elétricas em um circuito. Para desenvolver de modo satisfatório os conteúdos e atividades aqui apresentados, você já deverá conhecer tensão elétrica, corrente e resistência elétrica e os respectivos instrumentos de medição. Determinação experimental da Primeira Lei de Ohm A Lei de Ohm estabelece uma relação entre as grandezas elétricas: tensão ( V ), corrente ( I ) e resistência ( R ) em um circuito. Verifica-se a Lei de Ohm a partir de medições de tensão, corrente e resistência realizadas em circuitos elétricos simples, compostos por uma fonte geradora e um resistor.

George S. Ohm (1787 - 1854)

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 70

Montando-se um circuito elétrico com uma fonte geradora de 9 V e um resistor de 100 Ω, notamos que no multímetro, ajustado na escala de miliamperímetro, a corrente circulante é de 90 mA.

Formulando a questão, temos: V = 9 V R = 100 Ω I = 90 mA Vamos substituir o resistor de 100 Ω por outro de 200 Ω. Nesse caso, a resistência do circuito torna-se maior. O circuito impõe uma oposição mais intensa à passagem da corrente e faz com que a corrente circulante seja menor.

Formulando a questão, temos: V = 9 V R = 200 Ω I = 45 Ma

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 71

À medida que aumenta o valor do resistor, aumenta também a oposição à passagem da corrente que decresce na mesma proporção.

Formulando a questão, temos: V = 9 V R = 400 Ω I = 22,5 mA Colocando em tabela os valores obtidos nas diversas situações, obtemos:

Situação Tensão (V) Resistência (R) Corrente ( I ) 1 9 V 100 Ω 90 mA 2 9 V 200 Ω 45 mA 3 9 V 400 Ω 22,5 mA

Analisando-se a tabela de valores, verifica-se: • A tensão aplicada ao circuito é sempre a mesma; portanto, as variações da corrente

são provocadas pela mudança de resistência do circuito. Ou seja, quando a resistência do circuito aumenta, a corrente no circuito diminui.

• Dividindo-se o valor de tensão aplicada pela resistência do circuito, obtém-se o valor da intensidade de corrente:

Tensão aplicada Resistência Corrente

9 V ÷ 100 Ω = 90 mA 9 V ÷ 200 Ω = 45 mA 9 V ÷ 400 Ω = 22,5 mA

A partir dessas observações, conclui-se que o valor de corrente que circula em um circuito pode ser encontrado dividindo-se o valor de tensão aplicada pela sua

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resistência. Transformando esta afirmação em equação matemática, tem-se a Lei de Ohm:

RVI =

Com base nessa equação, enuncia-se a Lei de Ohm: “A intensidade da corrente elétrica em um circuito é diretamente proporcional à tensão aplicada e inversamente proporcional à sua resistência.” Aplicação da Lei de Ohm Utiliza-se a Lei de Ohm para determinar os valores de tensão ( V ), corrente ( I ) ou resistência ( R ) em um circuito. Portanto, para obter em um circuito o valor desconhecido, basta conhecer dois dos valores da equação da Lei de Ohm: V e I, I e R ou V e R. Para determinar um valor desconhecido, a partir da fórmula básica, usa-se as operações matemáticas e isola-se o termo procurado . Fórmula básica:

RVI =

Fórmulas derivadas:

IVR = I.RV =

Para que as equações decorrentes da Lei de Ohm sejam utilizadas, os valores das grandezas elétricas devem ser expressos nas unidades fundamentais: ⇒ Volt ( V ) ⇒ tensão ⇒ Ampère ( A ) ⇒ corrente ⇒ Ohm ( Ω ) ⇒ resistência

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Observação Caso os valores de um circuito estejam expressos em múltiplos ou submúltiplos das unidades, esses valores devem ser convertidos para as unidades fundamentais antes de serem usados nas equações. Estude a seguir alguns exemplos de aplicação da Lei de Ohm. Exemplo 1 - Vamos supor que uma lâmpada utiliza uma alimentação de 6V e tem 120Ω de resistência. Qual o valor da corrente que circula pela lâmpada quando ligada? Formulando a questão, temos:

?1206

=Ω=

=

IR

VV

Como os valores de V e R já estão nas unidades fundamentais volt e ohm, basta aplicar os valores na equação:

0,05A120

6RVI ===

O resultado é dado também na unidade fundamental de intensidade de corrente. Portanto, circulam 0,05 A ou 50 mA quando se liga a lâmpada. Exemplo 2 - Vamos supor também que o motor de um carrinho de autorama atinge a rotação máxima ao receber 9 V da fonte de alimentação. Nessa situação a corrente do motor é de 230 mA. Qual é a resistência do motor? Formulando a questão, temos:

?R0,23A) (ou230mA I

VV

==

= 9

Ω=== 1,3923,09

IVR

Exemplo 3 - Por fim, vamos supor que um Chuveiro tem 12 Ω, e foi conectado a uma tensão desconhecida. Um Alicate Amperímetro foi colocado no circuito e indicou uma corrente de 22 A. Qual a tensão de alimentação do Chuveiro?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 74

Formulando a questão, temos:

220V 22 . 10 .

? 01

22

====

Ω==

VIRV

VR

AI

Portanto, V = 220 V Exercícios 1. Responda às seguintes questões.

a) Qual é a equação da Lei de Ohm? ______________________________________________________________________________________________________________________________________

b) Dê as equações para o cálculo da corrente, tensão e resistência, segundo a Lei

de Ohm. ______________________________________________________________________________________________________________________________________

c) Enuncie a Lei de Ohm. ______________________________________________________________________________________________________________________________________

d) No circuito a seguir calcule os valores, segundo a Lei de Ohm.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 75

a) V = 50 V b) I = 15A R = 33 Ω R = 12 Ω I = _______________ V = _______________

c) V = 30V d) I = 3,5 A I = 0,18 A R = 68 Ω R = _______________ V = _______________

e) V = 440V f) V = 12V R = 48Ω I = 100 mA I = _______________ R = _______________ g) V = 380 V h) I = 300 mA I = 500 mA R = 470 Ω R = _______________ V = _______________ i) V = 60 V j) V= 12 V R = 680 Ω R = 400 Ω I = _______________ I = _______________ K) I = 1,2 A l) R = 88kΩ V = 30 V I = 5 A R = _______________ V = ______________

2. Resolva os problemas a seguir usando a Lei de Ohm.

a) Um ferro de passar roupa absorve uma corrente de 6 A quando a tensão nos seus terminais são 110 V. Qual é a resistência do componente?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 76

b) Um chuveiro elétrico funciona com uma tensão de 230 V. Sabendo-se que, sua resistência é de 9 Ω. Calcule a corrente que circula no aparelho?

c) Ao aplicar uma tensão desconhecida em uma torneira elétrica de resistência elétrica de 20 Ω, Circula uma corrente de 11 A. Qual é a tensão de alimentação desse componente?

d) Um toca-fitas de automóvel exige 0,6 A da bateria. Sabendo-se que, nesta condição, sua resistência interna é de 10 Ω, determinar pela Lei de Ohm se o automóvel tem bateria de 6 ou 12 V.

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22ªª LLeeii ddee OOhhmm Segunda Lei de Ohm George Simon Ohm foi um cientista que estudou a resistência elétrica do ponto de vista dos elementos que têm influência sobre ela. Por esse estudo, ele concluiu que a resistência elétrica de um condutor depende fundamentalmente de quatro fatores a saber: 1. material do qual o condutor é feito; 2. comprimento (L) do condutor; 3. área de sua seção transversal (S); 4. temperatura no condutor. Para que se pudesse analisar a influência de cada um desses fatores sobre a resistência elétrica, foram realizadas várias experiências variando-se apenas um dos fatores e mantendo constantes os três restantes. Assim, por exemplo, para analisar a influência do comprimento do condutor, manteve-se constante o tipo de material, sua temperatura e a área da sessão transversal e variou-se seu comprimento.

S

resistência obtida = R

S

resistência obtida = 2R

S

resistência obtida = 3R

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 78

Com isso, verificou-se que a resistência elétrica aumentava ou diminuía na mesma proporção em que aumentava ou diminuía o comprimento do condutor. Isso significa que: “A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do condutor”. Para verificar a influência da seção transversal, foram mantidos constantes o comprimento do condutor, o tipo de material e sua temperatura, variando-se apenas sua seção transversal.

S •

resistência obtida = R

2 . S • resistência obtida = R/2

3 . S • resistência obtida = R/3

Desse modo, foi possível verificar que a resistência elétrica diminuía à medida que se aumentava a seção transversal do condutor. Inversamente, a resistência elétrica aumentava, quando se diminuía a seção transversal do condutor. Isso levou à conclusão de que: “A resistência elétrica de um condutor é inversamente proporcional à sua área de seção transversal”. Mantidas as constantes de comprimento, seção transversal e temperatura, variou-se o tipo de material:

cobre S • I

resistência obtida = R1

alumínio S • L

resistência obtida = R2

prata S • L

resistência obtida = R3

Utilizando-se materiais diferentes, verificou-se que não havia relação entre eles. Com o mesmo material, todavia, a resistência elétrica mantinha sempre o mesmo valor. A partir dessas experiência, estabeleceu-se uma constante de proporcionalidade que foi denominada de resistividade elétrica.

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Resistividade elétrica Resistividade elétrica é a resistência elétrica específica de um certo condutor com 1 metro de comprimento, 1 mm2 de área de seção transversal, medida em temperatura ambiente constante de 20oC. A unidade de medida de resistividade é o Ω mm2/m, representada pela letra grega ρ (lê-se “rô). A tabela a seguir apresenta alguns materiais com seu respectivo valor de resistividade.

Elementos e ligas Símbolo químico

Número atômico

Peso específico em grama por

cm2

Ponto de fusão em ºC

Resistividade em Ω x mm2 / m

a 20º C Alumínio 99,9% Al 13 2,580 657 0,0284 Bismuto Bi 83 10,050 269 0,1200 Carbono C 6 3.500 35,0 Chumbo Pb 82 11,300 327 0,2114 Cobre eletrolítico Cu 29 9,050 1.080 0,0167 Cobre recozido normal Cu 29 8,890 1.080 0,0173 Constantan (Cu 60% – Ni 40%) 8,400 1.240 0,5000 Estanho Sn 50 7,300 231 0,1195 Ferro puro comercial Fe 26 7,850 1.500 0,1221 Latão (Cu 60% – Zn 40%) 940 0,0818 Mercúrio Hg 80 13,550 -39 0,9567 Nicromo (Cu 60% – Cr 12% – Fe 28%) 1,3700 Níquel Ni 28 8,700 1.452 0,0780 Ouro Au 79 19,26 1.063 0,0244 Platina Pt 78 21,500 1.750 0,1184 Prata Ag 47 10,55 961 0,0164 Tungstênio W 74 18,700 2.970 0,0710 Zinco Zn 30 7,120 418 0,0615

Diante desses experimentos, George Simon OHM estabeleceu a sua segunda lei que diz que: “A resistência elétrica de um condutor é diretamente proporcional ao produto da resistividade específica pelo seu comprimento, e inversamente proporcional à sua área de seção transversal.” Matematicamente, essa lei é representada pela seguinte equação:

SL . =R ρ

Onde: R = resistência do condutor (em Ω); ρ = resistividade do material (em Ω x mm2/m); l = comprimento do condutor (em m); s = seção transversal do condutor (em mm2).

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 80

Influência da temperatura sobre a resistência Como já foi visto, a resistência elétrica de um condutor depende do tipo de material de que ele é constituído e da mobilidade das partículas em seu interior. Na maior parte dos materiais, o aumento da temperatura significa maior resistência elétrica. Isso acontece porque com o aumento da temperatura, há um aumento da agitação das partículas que constituem o material, aumentando as colisões entre as partículas e os elétrons livres no interior do condutor. Isso é particularmente verdadeiro no caso dos metais e suas ligas. Neste caso, é necessário um grande aumento na temperatura para que se possa notar uma pequena variação na resistência elétrica. É por esse motivo que eles são usados na fabricação de resistores. Conclui-se, então, que em um condutor, a variação na resistência elétrica relacionada ao aumento de temperatura depende diretamente da variação de resistividade elétrica própria do material com o qual o condutor é fabricado. Assim, uma vez conhecida a resistividade do material do condutor em uma determinada temperatura, é possível determinar seu novo valor em uma nova temperatura. Matematicamente faz-se isso por meio da expressão:

ρf = ρo.(1 + α . ∆θ) Nessa expressão, ρf é a resistividade do material na temperatura final em Ω . mm2/m; ρo é a resistividade do material na temperatura inicial (geralmente 20o C) em Ω . mm2/m; α é o coeficiente de temperatura do material (dado de tabela) e ∆θ é a variação de temperatura, ou seja, temperatura final - temperatura inicial, em oC. A tabela a seguir mostra os valores de coeficiente de temperatura dos materiais que correspondem à variação da resistência elétrica que o condutor do referido material com resistência de 1Ω sofre quando a temperatura varia de 1o C.

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Material Coeficiente de temperatura α (oC-1)

Cobre 0,0039 Alumínio 0,0032 Tungstênio 0,0045 Ferro 0,005 Prata 0,004 Platina 0,003 Nicromo 0,0002 Constantan 0,00001

Como exemplo, vamos determinar a resistividade do cobre na temperatura de 50o C, sabendo-se que à temperatura de 20o C, sua resistividade corresponde a 0,0173 Ω.mm2/m. ρo = 0,0173 α (oC-1) = 0,0039 . (50 - 20) ρf = ? Como ρf = ρo.(1 + α . ∆θ), então: ρf = 0,0173 . (1 + 0,0039 . (50 - 20)) ρf = 0,0173 . (1 + 0,0039 . 30) ρf = 0,0173 . (1 + 0,117) ρf = 0,0173 . 1,117 ρf = 0,0193 Ω.mm2/m Exercícios. 1. Responda às seguintes perguntas:

a) Qual é o enunciado da Segunda Lei de Ohm?

b) Calcule a seção de um fio de alumínio com resistência de 2 Ω e comprimento

de 100 m.

c) Determine o material que constitui um fio, sabendo-se que seu comprimento é de 150 m, sua seção é de 4 mm2 e sua resistência é de 0,6488 Ω.

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2. Resolva os seguintes exercícios. a) Determinar a resistência elétrica de um condutor de cobre na temperatura de

20oC, sabendo-se que sua seção é de 1,5 mm2 para os seguintes casos.

1. L = 50 cm

2. L = 100 m

3. L = 3 km

b) Dimensione a seção de um fio de cobre ser utilizado na alimentação de um chuveiro elétrico que esta a 15 metros do QD, e que absorve uma corrente de 25A quando alimentado em 220V .

c) Determine qual a distância máxima que se pode utilizar um condutor de cobre de 2,5 mm2 para alimentação de uma torneira elétrica que absorve 15A quando alimentada em 230V..

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 83

PPoottêênncciiaa eellééttrriiccaa eemm CCCC Certos conceitos de física já fazem parte do nosso dia à dia. Quando se opta, por exemplo, por uma lâmpada de menor potência para gastar menos energia elétrica, está-se aplicando um conceito de física chamado potência. Potência é um conceito que está diretamente ligado à idéia de força, produção de som, calor, luz e até mesmo ao gasto de energia. Estudando esta unidade sobre a potência elétrica em CC, você terá oportunidade de aprender como se determina a potência dissipada por uma carga ligada a uma fonte de energia elétrica. Para desenvolver satisfatoriamente os conteúdos e atividades aqui apresentadas, você deverá conhecer resistores e Lei de Ohm. Potência elétrica em CC Ao passar por uma carga instalada em um circuito, a corrente elétrica produz, entre outros efeitos, calor, luz e movimento. Esses efeitos são denominados de trabalho. O trabalho de transformação de energia elétrica em outra forma de energia é realizado pelo consumidor ou pela carga. Ao transformar a energia elétrica, o consumidor realiza um trabalho elétrico. O tipo de trabalho depende da natureza do consumidor de energia. Um aquecedor, por exemplo, produz calor; uma lâmpada, luz; um ventilador, movimento.

James Watt. (1736 - 1819)

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 84

A capacidade de cada consumidor produzir trabalho, em determinado tempo, a partir da energia elétrica é chamada de potência elétrica, representada pela seguinte fórmula:

t = P τ

Onde; P é a potência; τ (lê-se “tal”) é o trabalho e t é o tempo. Para dimensionar corretamente cada componente em um circuito elétrico é preciso conhecer a sua potência. Trabalho elétrico Os circuitos elétricos são montados visando ao aproveitamento da energia elétrica. Nesses circuitos a energia elétrica é convertida em calor, luz e movimento. Isso significa que o trabalho elétrico pode gerar os seguintes efeitos:

Efeito calorífico - Nos fogões, chuveiros, aquecedores, a energia elétrica converte-se em calor.

Efeito luminoso - Nas lâmpadas, a energia elétrica converte-se em luz (e também uma parcela em calor).

Efeito mecânico - Os motores convertem energia elétrica em força motriz, ou seja, em movimento.

efeito mecânico

efeito luminoso efeito calorífico

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 85

Potência elétrica Analisando um tipo de carga como as lâmpadas, por exemplo, vemos que nem todas produzem a mesma quantidade de luz. Umas produzem grandes quantidades de luz e outras, pequenas quantidades. Da mesma forma, existem aquecedores que fervem um litro de água em 10 min e outros que o fazem em apenas cinco minutos. Tanto um quanto outro aquecedor realizam o mesmo trabalho elétrico: aquecer um litro de água à temperatura de 100o C. A única diferença é que um deles é mais rápido, realizando o trabalho em menor tempo. A partir da potência, é possível relacionar trabalho elétrico realizado e tempo necessário para sua realização. Potência elétrica é, pois, a capacidade de realizar um trabalho numa unidade de tempo, a partir da energia elétrica. Assim, pode-se afirmar que são de potências diferentes: ⇒ As lâmpadas que produzem intensidade luminosa diferente; ⇒ Os aquecedores que levam tempos diferentes para ferver uma mesma quantidade de água; ⇒ Motores de elevadores (grande potência) e de gravadores (pequena potência). Unidade de medida da potência elétrica A potência elétrica é uma grandeza e, como tal, pode ser medida. A unidade de medida da potência elétrica é o watt, simbolizado pela letra W. Um watt (1W) corresponde à potência desenvolvida no tempo de um segundo em uma carga, alimentada por uma tensão de 1V, na qual circula uma corrente de 1A.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 86

A unidade de medida da potência elétrica watt tem múltiplos e submúltiplos como mostra a tabela a seguir.

Denominação Valor em relação ao watt

Múltiplo quilowatt KW 103 W ou 1000 W

Unidade Watt W 1 W

Submúltiplos miliwatt mW 10-3 W ou 0,001 W

microwatt µW 10-6 ou 0,000001 W

Na conversão de valores, usa-se o mesmo sistema de outras unidades.

KW W mW µW

Observe a seguir alguns exemplos de conversão a) 1,3W = __________ mW W mW W mW

1 3 1 3 0 0

↑ (posição inicial da vírgula) (posição atual da vírgula)↑ 1,3 W = 1300 mW

b) 350W = ___________ KW KW W KW W

3 5 0 0 3 5

↑ ↑ 350 W = 0,35 KW c) 640 mW = ___________ W W mW W mW

6 4 0 0 6 4 0

↑ ↑ 640 mW = 0,64 W

d) 2,1 KW = ____________ W KW W KW W

2 1 2 1 0 0

↑ ↑ 2,1 KW = 2100 W

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 87

Determinação da potência de um consumidor em CC A potência elétrica (P) de um consumidor depende da tensão aplicada e da corrente que circula nos seus terminais. Matematicamente, essa relação é representada pela seguinte fórmula:

P = V . I. Nessa fórmula V é a tensão entre os terminais do consumidor expressa em volts (V); I é a corrente circulante no consumidor, expressa em ampéres (A) e P é a potência dissipada expressa em watts (W). Exemplo - Uma lâmpada de lanterna de 6 V solicita uma corrente de 0,5 A das pilhas. Qual a potência da lâmpada? Formulando a questão, temos: V = 6V ⇒ tensão nos terminais da lâmpada I = 0,5A ⇒ corrente através da lâmpada P = ? Como P = V . I ⇒ P = 6 . 0,5 = 3W Portanto, P = 3W A partir dessa fórmula inicial, obtém-se facilmente as equações de corrente para o cálculo de qualquer das três grandezas da equação. Desse modo temos: ⇒ Cálculo da potência quando se dispõe da tensão e da corrente:

P = V . I.

⇒ Cálculo da corrente quando se dispõe da potência e da tensão:

I= VP

⇒ Cálculo da tensão quando se dispõe da potência e da corrente:

V=IP

Muitas vezes é preciso calcular a potência de um componente e não se dispõe da tensão e da corrente. Quando não se dispõe da tensão (V) não é possível calcular a potência pela equação P = V . I. Esta dificuldade pode ser solucionada com auxílio da Lei de Ohm.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 88

Para facilitar a análise, denomina-se a fórmula da Primeira Lei de Ohm, ou seja, V = R . I, da equação I e a fórmula da potência, ou seja, P = V . I, de equação II. Em seguida, substitui-se V da equação II pela definição de V da equação I:

V = R . I → equação I ↓ P = V . I → equação II

Assim sendo, pode-se dizer que P = R . I . I, ou P = R . I2 Esta equação pode ser usada para determinar a potência de um componente. É conhecida como equação da potência por efeito joule. Observação Efeito joule é o efeito térmico produzido pela passagem de corrente elétrica através de uma resistência Pode-se realizar o mesmo tipo de dedução para obter uma equação que permita determinar a potência a partir da tensão e resistência. Assim, pela Lei de Ohm, temos:

RV

=I → equação I

P=V . I → equação II

Fazendo a substituição, obtém-se:

RVV.P =

Que pode ser escrita da seguinte maneira:

RV = P

2

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 89

A partir das equações básicas, é possível obter outras equações por meio de operações matemáticas. Fórmulas básicas Fórmulas derivadas P = R . I2

P = VR

2

A seguir são fornecidos alguns exemplos de como se utilizam às equações para determinar a potência. Exemplo 1 Um aquecedor elétrico tem uma resistência de 8Ω e solicita uma corrente de 10 A. Qual é a sua potência? Formulando a questão, temos: I = 10 A R = 8 Ω P = ? Aplicando a fórmula P = I2 . R, temos: P = 102 . 8 ⇒ P = 800 W Exemplo 2 - Um isqueiro de automóvel funciona com 12 V fornecidos pela bateria. Sabendo que a resistência do isqueiro é de 3 Ω, calcular a potência dissipada.

R = PI2

I = PR

V = P . R

PV =R

2

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 90

Formulando a questão, temos: V = 12 V R = 3 Ω P = ? Aplicando a fórmula:

⇒=RVP

2

312P

2=

⇒ P = 48 W Potência nominal Certos aparelhos como chuveiros, lâmpadas e motores têm uma característica particular: seu funcionamento obedece a uma tensão previamente estabelecida. Assim, existem chuveiros para 110V ou 220V; lâmpadas para 6V, 12V, 110V, 220V e outras tensões; motores, para 110V, 220V, 380V, 760V e outras.

110V 60W

Esta tensão, para a qual estes consumidores são fabricados, chama-se tensão nominal de funcionamento. Por isso, os consumidores que apresentam tais características devem sempre ser ligados na tensão correta (nominal), normalmente especificada no seu corpo. Quando esses aparelhos são ligados corretamente, a quantidade de calor, luz ou movimento produzida é exatamente aquela para a qual foram projetados. Por exemplo, uma lâmpada de 110 V/60 W ligada corretamente (em 110 V) produz 60 W entre luz e calor. A lâmpada, nesse caso, está dissipando a sua potência nominal. Portanto, potência nominal é a potência para qual um consumidor foi projetado. Enquanto uma

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lâmpada, aquecedor ou motor trabalha dissipando sua potência nominal, sua condição de funcionamento é ideal. Energia Elétrica: A unidade de medida da energia é o joule (J), em homenagem ao físico britânico James Prescott Joule (1818-1889). Junto com seu compatriota William Thomson (posteriormente Lord Kelvin), Joule descobriu que a temperatura de um gás diminui quando este se expande sem realizar nenhum trabalho. A Lei de Joule estabelece que a quantidade de calor produzida num condutor pela passagem da corrente elétrica é proporcional à resistência do condutor e ao quadrado da intensidade da corrente. Joule: • Unidade de medida de energia no Sistema Internacional, igual ao trabalho realizado

por uma força constante de um newton, cujo ponto de aplicação se desloca da distância de um metro na direção da força;

• A energia transportada por segundo em um condutor percorrido por uma corrente elétrica invariável de um ampère, sob uma diferença de potencial constante igual a um volt.

1 joule = 1 volt x 1 coulomb A unidade de medida da potência elétrica no Sistema Internacional é o watt, que equivale a um joule por segundo. Trabalho é energia. Portanto, quando se diz que a potência de uma lâmpada é de 60 W, significa que ela absorve uma energia de 60 J em cada segundo.

P Et

=∆

Onde: P = Potência Elétrica E = Energia = trabalho ∆t = Intervalo de tempo

1Watt 1Joule1segundo

=

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Em eletricidade, além do joule, utiliza-se uma outra unidade denominada watt-hora (Wh). Um kilowatt-hora é a energia consumida, com potência de um kilowatt, durante uma hora. Watt-hora: Unidade de medida de energia, igual a 3600 J. 1 kWh = 1 kw x 1h = 1000 w x 3.600 s 1 kWh = 3,6 x 106 J Exercícios 1. Responda às seguintes perguntas.

a) O que se pode dizer sobre a potência de dois aquecedores, sabendo-se que um deles produz maior quantidade de calor que o outro no mesmo tempo?

b) Cite dois exemplos de efeitos que podem ser obtidos a partir da energia elétrica

c) O que é potência elétrica? Qual a sua unidade de medida?

d) Faça as conversões:

1 k W = _____________ W 0,25 W = ____________ mW 1800 W = ____________K W 3500 W = ____________ KW 2 W = _____________ mW 0,07 W = ____________ mW

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 93

2. Resolva as seguintes questões. a) Qual é a equação para determinar a potência de um consumidor?

b) Determine os valores solicitados em cada uma das situações a seguir, tomando

o circuito desenhado abaixo como referência.

V = 110 V I = 1A R = 121 Ω V = 5 V I = ___________ R = __________ P = ___________ P = __________ P = 55W R = 100Ω V = 12 V I = 0,35 A I = ____________ P = __________ R = ____________ V = __________ P = 5500W V = 220V I = 25A R = 22 Ω V = ___________ I = __________ R = ____________ P = __________

3. Resolva os seguintes problemas. a) O motor de partida de automóvel de 12 V solicita uma corrente de 50 A. Qual a

potência do motor de partida?

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b) Uma lâmpada tem as seguintes características 110 V - 100 W. Que corrente esta lâmpada solicita da rede elétrica, quando ligada?

c) A placa de especificação de um aquecedor apresenta os seguintes dados: 5 A,

635 W. Qual a tensão nominal do aquecedor? d) Num ferro elétrico lê-se a inscrição 600 W / 120 V. Isto significa que, quando o ferro

elétrico estiver ligado à uma fonte de tensão de 120 V, a potência desenvolvida será 600 W. Calcule:

• a intensidade da corrente; • a energia elétrica (em KWh) consumida em 2 h. e) Calcular a energia consumida em KWh por uma lâmpada de 100 W em 9 horas: f) Um aparelho elétrico, alimentado sob tensão de 120 V, consome uma potência de 300 W. Calcule: • a intensidade da corrente; • a energia elétrica (em KWh) consumida em 6 h.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 95

g) Um Chuveiro elétrico alimentado sob uma d.d.p. de 230 V consome uma potência de 5600 W. Calcule: • a intensidade da corrente que percorre o aparelho; • a energia elétrica que ele consome por dia se for utilizada por 0,5 h, expressa em

kWh. • a energia elétrica que ele consome no período de 30 dias (1 mês), em KWh h) Em uma torneira elétrica lê-se a inscrição 2.200W / 220 V. • Qual a resistência elétrica do chuveiro? • Qual a intensidade de corrente que o atravessa? • O que se deve fazer na sua resistência para se aumentar a potência elétrica

dissipada? 10) Pedro mudou-se da cidade de São José dos Campos para São Paulo levando consigo um aquecedor elétrico. O que deverá ele fazer para manter a mesma potência de seu aquecedor elétrico, sabendo-se que em São José dos Campos a tensão da rede elétrica é de 220 V, enquanto que em São Paulo é de 110 V? Deverá substituir a resistência do aquecedor por outra de qual valor? 4. Responda às seguintes perguntas.

a) O que é potência nominal de um aparelho elétrico?

b) Por que é importante conhecer a tensão nominal de funcionamento de um

aparelho antes de conectá-lo à rede elétrica?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 96

11ªª LLeeii ddee KKiirrcchhhhooffff Em geral, os circuitos eletrônicos constituem-se de vários componentes, todos funcionando simultaneamente. Ao abrir um rádio portátil ou outro aparelho eletrônico qualquer, observamos quantos componentes são necessários para fazê-lo funcionar. Ao ligar um aparelho, a corrente flui por muitos caminhos; e a tensão fornecida pela fonte de energia distribui-se pelos componentes. Esta distribuição de corrente e tensão obedece a duas leis fundamentais formuladas por Kirchhoff. Entretanto, para compreender a distribuição das correntes e tensões em circuitos que compõem um rádio portátil, por exemplo, precisamos compreender antes como ocorre esta distribuição em circuitos simples, formados apenas por resistores, lâmpadas, etc... Esta lição vai tratar das Leis de Kirchhoff e da medição da tensão e da corrente em circuitos com mais de uma carga, visando capacitá-lo a calcular e medir tensões e correntes em circuitos desse tipo. Para desenvolver satisfatoriamente os conteúdos e as atividades aqui apresentados, você deverá saber previamente o que é associação de resistores e Lei de Ohm. Primeira Lei de Kirchhoff A Primeira Lei de Kirchhoff, também chamada de Lei das Correntes de Kirchhoff (LCK) ou Lei dos Nós, refere-se à forma como a corrente se distribui nos circuitos em paralelo.

Gustav R. Kirchhoff (1824 - 1887)

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 97

A partir da Primeira Lei de Kirchhoff e da Lei de Ohm, podemos determinar a corrente em cada um dos componentes associados em paralelo. Para compreender essa primeira lei, precisamos conhecer algumas características do circuito em paralelo. Características do circuito em paralelo O circuito em paralelo apresenta três características fundamentais: • Fornece mais de um caminho à circulação da corrente elétrica; • A tensão em todos os componentes associados é a mesma; • As cargas são independentes. Estas características são importantes para a compreensão das leis de Kirchhoff. Podem ser constatadas tomando como ponto de partida o circuito abaixo.

1,5 VCC V V

Observe que tanto a primeira como a segunda lâmpada têm um dos terminais ligado diretamente ao pólo positivo e o outro, ao pólo negativo. Dessa forma, cada lâmpada conecta-se diretamente à pilha e recebe 1,5 VCC nos seus terminais. As correntes na associação em paralelo A função da fonte de alimentação nos circuitos é fornecer aos consumidores a corrente necessária para seu funcionamento.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 98

Quando um circuito possui apenas uma fonte de alimentação, a corrente fornecida por essa fonte chama-se corrente total. Nos esquemas, é representada pela notação IT. Em relação à fonte de alimentação não importa que os consumidores sejam lâmpadas, resistores ou aquecedores. O que importa é a tensão e a resistência total dos consumidores que determinam a corrente total (IT) fornecida por essa mesma fonte. A corrente total é dada pela divisão entre tensão total e resistência total. Matematicamente, a corrente total é obtida por:

1

11 R

VI =

Observação Chega-se a esse resultado aplicando a Lei de Ohm ao circuito:

RVI =

No exemplo a seguir, a corrente total depende da tensão de alimentação (1,5 V) e da resistência total das lâmpadas (L1 e L2 em paralelo).

L1 L2

012500

60000300200300200

RL2RL1

RL2RL1RT

==+⋅

=+

⋅=

Portanto, a corrente total será:

0,0125A1201,5

R

VI

T

TT

=== ou 12,5 mA

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 99

Este valor de corrente circula em toda a parte do circuito que é comum às duas lâmpadas.

L2 L2

IT

IT

A partir do nó (no terminal positivo da pilha), a corrente total (IT) divide-se em duas partes.

L1 L2

IT

IT

Essas correntes são chamadas de correntes parciais e podem ser denominadas I1 (para a lâmpada 1) e I2 (para a lâmpada 2).

IT I1

IT I1

I2

I2

A forma como a corrente IT se divide a partir do nó depende unicamente da resistência das lâmpadas. Assim, a lâmpada de menor resistência permitirá a passagem de maior parcela da corrente IT. Portanto, a corrente I1 na lâmpada 1 (de menor resistência) será maior que a corrente I2 na lâmpada 2.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 100

IT I1

IT200Ω 300 Ω

L2L1

I2

I1 > I2

Pode-se calcular o valor da corrente que circula em cada ramal a partir da Lei de Ohm. Para isso basta conhecer a tensão aplicada e a resistência de cada lâmpada. Desse modo, temos: ⇒ Lâmpada 1

A0,00752001,5

R

VI

L1

L11

=== ou 7,5 mA

⇒ Lâmpada 2

A0,0053001,5

RVI

L2

L22 === ou seja, 5 mA

Com essas noções sobre o circuito em paralelo, podemos compreender melhor a Primeira Lei de Kirchhoff que diz: "A soma das correntes que chegam a um nó é igual à soma das correntes que dele saem." Matematicamente, isso resulta na seguinte equação: IT = I1 + I2 A partir desse enunciado, é possível determinar um valor de corrente desconhecida, bastando para isso que se disponha dos demais valores de corrente que chegam ou saem de um nó. Demonstração da 1a Lei de Kirchhoff Para demonstrar essa 1ª Lei de Kirchhoff, vamos observar os valores já calculados do circuito em paralelo mostrado a seguir.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 101

12,5 mA 5 mA

L1 L2

7,5 mA1,5 V

Vamos considerar o nó superior: neste caso, temos o que mostra a figura a seguir.

12,5 mA

7,5 mA

5 mA

Observando os valores de corrente no nó, verificamos que realmente as correntes que saem, somadas, originam um valor igual ao da corrente que entra. Exercícios 1. Responda às seguintes perguntas.

a) A que se refere a primeira Lei de Kirchhoff?

b) O que pode se afirmar a respeito da tensão presente sobre dois componentes A e B ligados em paralelo?

c) Quais são as duas características fundamentais dos circuitos paralelos?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 102

d) O que é corrente total?

2. Determine a corrente total nos circuitos a seguir.

a)

consumidor15 V 70 Ω15 V

b) c)

6 V R1

30 ΩR230 Ω

1,5 V R110 kΩ

R26,8 kΩ

d) e)

6 V

L1 L2

6 V3 W

6 V1,5 W

12 VR1

1kΩR2

1,5kΩR3

120 Ω

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 103

3. Identifique as partes do circuito por onde circula a corrente total (IT) e a parte por onde circulam correntes parciais.

R1

R2VCC

+

-

4. Indique e justifique os consumidores e por onde circulam

• a maior corrente parcial • a menor corrente parcial

5. Determine os valores de corrente (IT, I1, I2, ...) nos seguintes circuitos:

a)

6 VR1

100 ΩR2

150 Ω

b)

VCC

L1 L2

110V60W

110V100W

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 104

c)

VCC

L1 L2

L3

110V 240W

110V 120W

110V 180W

6. Determine as correntes que estão indicadas por um círculo, em cada um dos

circuitos, usando a Primeira Lei de Kirchhoff. a)

b)

VCC

I

L1 L2

100mA 120mA

c)

VCC

2,15A

L41 L2 L3

1A 0,15A

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 105

7. Redesenhe o circuito abaixo acrescentando três interruptores no circuito, de forma que cada lâmpada possa ser comandada independentemente.

110V

L1 L2 L3

110V60W

110V25W

110V25W

8. Redesenhe o circuito abaixo acrescentando dois interruptores no circuito, de forma

que um comande apenas a lâmpada L1 e o outro comande as lâmpadas L2 e L3 juntas.

110 V

L1 L2 L3

110 V60 W

110 V100 W

110 V40 W

9. Responda às seguintes perguntas

a) O que diz a Primeira Lei de Kirchhoff?

b) Quais são os outros nomes usados para denominar a Primeira Lei de Kirchhoff.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 106

22ªª LLeeii ddee KKiirrcchhhhooffff A 2ª Lei de Kirchhoff, também conhecida como Lei das Malhas ou Lei das Tensões de Kirchhoff (LTK), refere-se à forma como a tensão se distribui nos circuitos em série.

R1

V

R2

V

P1

P2

Por isso, para compreender essa lei, é preciso conhecer antes algumas características do circuito em série. Características do circuito em série O circuito em série apresenta três características importantes: 1. Fornece apenas um caminho para a circulação da corrente elétrica; 2. A intensidade da corrente é a mesma ao longo de todo o circuito em série; 3. O funcionamento de qualquer um dos consumidores depende do funcionamento

dos consumidores restantes. 4. A tensão se divide ao longo do circuito.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 107

O circuito ao lado ilustra a primeira característica: como existe um único caminho, a mesma corrente que sai do pólo positivo da fonte passa pela lâmpada L1 e chega à lâmpada L2 e retorna à fonte pelo pólo negativo.

L1 L2

caminhoúnico

VCC

Isso significa que um medidor de corrente (amperímetro, miliamperímetro...) pode ser colocado em qualquer parte do circuito. Em qualquer posição, o valor indicado pelo instrumento será o mesmo. A figura a seguir ajuda a entender a segunda característica do circuito em série.

VCC

A

A

A

P1

L1 P2 L2

P3

Observação A corrente que circula em um circuito em série é designada simplesmente pela notação I. A forma de ligação das cargas, uma após a outra, mostradas na figura abaixo, ilustra a terceira característica. Caso uma das lâmpadas (ou qualquer tipo de carga) seja retirada do circuito, ou tenha o filamento rompido, o circuito elétrico fica aberto, e a corrente cessa.

Circuito aberto (não há circulação de corrente)

I = 0L2

VCC

Pode-se dizer, portanto, que num circuito em série o funcionamento de cada componente depende dos restantes.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 108

Corrente na associação em série Pode-se determinar a corrente de igual valor ao longo de todo o circuito em série, com o auxílio da Lei de Ohm. Nesse caso, deve-se usar a tensão nos terminais da associação e a sua resistência total será como é mostrado na expressão a seguir.

T

T

RV

I =

Observe o circuito a seguir.

L1 L240 Ω 60 Ω

12 V

I = 120 mA I = 120 mA

I = 120 mA

Tomando-o como exemplo, temos: RT = 40 Ω + 60 Ω = 100 Ω VT = 12 V

120mA ou0,12A 10012I ==

Tensões no circuito em série Como os dois terminais da carga não estão ligados diretamente à fonte, a tensão nos componentes de um circuito em série difere da tensão da fonte de alimentação. O valor de tensão em cada um dos componentes é sempre menor que a tensão de alimentação. A parcela de tensão que fica sobre cada componente do circuito denomina-se queda de tensão no componente. A queda de tensão é representada pela notação V. Observe no circuito a seguir o voltímetro que indica a queda de tensão em R1 (VR1) e o voltímetro que indica a queda de tensão em R2 (VR2).

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 109

VCC

VR2R2

R1VR1

Determinação da queda de tensão A queda de tensão em cada componente da associação em série pode ser determinada pela Lei de Ohm. Para isso é necessário dispor-se tanto da corrente no circuito como dos seus valores de resistência. VR1 = R1 . I V = R . I VR2 = R2 . I VRn = Rn . I Vamos tomar como exemplo o circuito apresentado na figura abaixo.

12V

R1 = 40Ω R2 = 60Ω

0,12A 10012

RVI

T===

queda de tensão em R1: VR1 = R1 . I = 40 . 0,12 = 4,8V V = R . I queda de tnsão em R2: VR2 = R2 . I = 60 . 0,12= 7,2V Observando os valores de resistência e a queda de tensão, notamos que: • O resistor de maior resistência fica com uma parcela maior de tensão; • O resistor de menor resistência fica com a menor parcela de tensão.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 110

Pode-se dizer que, em um circuito em série, a queda de tensão é proporcional ao valor do resistor, ou seja maior resistência → maior queda de tensão menor resistência → menor queda de tensão Com essas noções sobre o circuito em série, fica mais fácil entender a 2ª Lei de Kirchhoff que diz que: "A soma das quedas de tensão nos componentes de uma associação em série é igual à tensão aplicada nos seus terminais extremos." Chega-se a essa lei tomando-se como referência os valores de tensão nos resistores do circuito determinado anteriormente e somando as quedas de tensão nos dois resistores (VR1 + VR2). Disso resulta: 4,8 V + 7,2 V = 12 V, que é a tensão de alimentação. Aplicação Geralmente a 2ª Lei de Kirchhoff serve de "ferramenta" para determinar quedas de tensão desconhecidas em circuitos eletrônicos. O circuito em série, formado por dois ou mais resistores, divide a tensão aplicada na sua entrada em duas ou mais partes. Portanto, o circuito em série é um divisor de tensão. Observação O divisor de tensão é usado para diminuir a tensão e para “polarizar” componentes eletrônicos, tornando a tensão adequada quanto à polaridade e quanto à amplitude. É também usado em medições de tensão e corrente, dividindo a tensão em amostras conhecidas em relação à tensão medida. Quando se dimensionam os valores dos resistores, pode-se dividir a tensão de entrada da forma que for necessária.

VR1 VR2

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 111

Leis de Kirchhoff e de Ohm em circuitos mistos. As Leis de Kirchhoff e de Ohm permitem determinar as tensões ou correntes em cada componente de um circuito misto.

VCC

VR2

I1

R1

VR1

I2 I3VR3

Os valores elétricos de cada componente do circuito podem ser determinados a partir da execução da seqüência de procedimentos a seguir: ⇒ Determinação da resistência equivalente; ⇒ Determinação da corrente total; ⇒ Determinação das tensões ou correntes nos elementos do circuito. Determinação da resistência equivalente Para determinar a resistência equivalente, ou total (RT) do circuito, empregam-se os "circuitos parciais". A partir desses circuitos, é possível reduzir o circuito original e simplificá-lo até alcançar o valor de um único resistor. Pela análise dos esquemas dos circuitos abaixo fica clara a determinação da resistência equivalente.

27 V

R1 12Ω

RA

27V

R112Ω

R210Ω

R315Ω

27V RT18Ω

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 112

Determinação da corrente total Pode-se determinar a corrente total aplicando ao circuito equivalente final a Lei de Ohm.

10 V Req37Ω

IT

A5,118

V27RE

IT

TT =

Ω==

IT = 1,5 A

O circuito equivalente final é uma representação simplificada do circuito original (e do circuito parcial). Conseqüentemente, a corrente calculada também é válida para esses circuitos, conforme mostra a seqüência dos circuitos abaixo.

27 V RT18 Ω

1,5 A

27 V

R112 Ω

RA

6 Ω

1,5 A

27V

R2

10Ω

R1

12Ω

R3

15Ω

1,5 A

Determinação das tensões e correntes individuais A corrente total, aplicada ao “circuito parcial”, permite determinar a queda de tensão no resistor R1. Observe que VR1 = IR1 . R1. Como IR1 é a mesma I, VR1 = 0,15A . 12Ω = 18 V VR1 = 18 V.

1,5 A

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Pode-se determinar a queda de tensão em RA pela 2a Lei de Kirchhoff: a soma das quedas de tensão num circuito em série equivale à tensão de alimentação.

27V

RA

0,15A

R112Ω

18 V

-

VT = VR1 + VRA VRA = VT - VR1 = 27 V - 18 V = 9 V VRA = 9 V

Observação Determina-se também a queda de tensão em RA pela Lei de Ohm: VRS = I . RA, porque os valores de I (1,5 A) e RA (6 Ω) são conhecidos. Ou seja: VRA = 1,5 A . 6 Ω = 9 V. Calculando a queda de tensão em RA, obtém-se na realidade a queda de tensão na associação em paralelo R2 R3.

mesmaindicação

VRA = VR2 = VR3

Os últimos dados ainda não determinados são as correntes em R2 (IR2) e R3 (IR3). Estas correntes podem ser calculadas pela Lei de Ohm:

RVI =

A0,9 10V 9

RV

I2

2R2R =

Ω== A6,0

15 V9

RV

I3

3R3R =

Ω==

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 114

A figura a seguir mostra o circuito original com todos os valores de tensão e corrente.

A seguir, é apresentado outro circuito como mais um exemplo de desenvolvimento desse cálculo.

12V

R1= 47Ω

R2

68ΩR4

56Ω

R3 = 27Ω

O cálculo deve ser feito nas seguintes etapas: a) Determinação da resistência equivalente Para determinar a resistência equivalente, basta substituir R3 e R4 em série no circuito por RA.

R1 = 47Ω

RA = 83ΩR2 = 68Ω12 V

RA = R3 + R4 = 27 + 56 = 83 RA = 83 Ω Substituindo a associação de R2//RA por um resistor RB, temos:

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 115

R 1 = 47Ω

R B = 37Ω12V

Ω=+

=+

= 3783 6883 68

RR

R RR X2

X

2A

AB

Substituindo a associação em série de R1 e RB por um resistor RC, temos o que mostra a figura a seguir.

12V RC= 84Ω

RC = R1 + RB = 47 + 37 = 84Ω RC = 84Ω Determina-se RT a partir de RC, uma vez que representa a resistência total do circuito.

12VR2 = 68Ω R4 = 56Ω

R1 = 47Ω R3 = 27Ω

12V RT = 84Ω

b) Determinação da corrente total Para determinar a corrente total, usa-se a tensão de alimentação e a resistência equivalente.

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VT =12 V RT=84Ω

IT

mA143ouA143,084

V12RTVTIT =

Ω==

IT = 143 mA

c) Determinação da queda de tensão em R1 e RB Para determinar a queda de tensão, usa-se a corrente IT no segundo circuito parcial, conforme mostra figura a seguir.

12V

R1 = 47Ω

RB=37Ω

143 mA

VR1 = IR1 . R1 Como IR1 = IT = 143 mA VR1 = 0,143 . 47 = 6,7 V VR1 = 6,7 V Determina-se a queda no resistor RB pela Lei de Kirchhoff: V = VR1 + VRB VRB = V - VR1 VRB = 12 - 6,7 = 5,3 V VRB = 5,3 V d) Determinação das correntes em R2 e RA O resistor RB representa os resistores R2 e RA em paralelo (primeiro circuito parcial); portanto, a queda de tensão em RB é, na realidade, a queda de tensão na associação R2//RA.

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12V

R1 = 47Ω

RB37Ω 5,3 VVRB

5,3 V RA=83Ω R2= 68Ω12V

R1 = 47Ω

RB

VRB

Aplicando a Lei de Ohm, pode-se calcular a corrente em R2 e RA.

A0,064 = 835,3 =

RV

= I

=0,078A = 685,3 =

RV

= I

A

RARA

2

R2R1

e) Determinação das quedas de tensão em R3 e R4 O resistor RA representa os resistores R3 e R4 em série.

Assim, a corrente denominada IRA é, na realidade, a corrente que circula nos resistores R3 e R4 em série. Com o valor da corrente IRA e as resistências de R3 e R4, calculam-se as suas quedas de tensão pela Lei de Ohm. VR3 = R3 . IRA = 27 . 0,064 = 1,7 V VR4 = R4 . IRA = 56 . 0,064 = 3,6 V

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Exercícios 1. Responda às seguintes questões.

a) A que se refere a Segunda Lei de Kirchhoff?

b) Quais são as características fundamentais do circuito em série?

c) Dê a fórmula para a determinação da corrente em uma associação série?

2. Determine a corrente nos circuitos a seguir.

a)

25V

R2=5,6kΩ

R1 =10kΩ

b)

R1 = 10kΩ

R2

820Ω

R3 = 5,6kΩ

30V

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 119

c)

5V

R1 = 680Ω

R2 = 330Ω

R3 = 270Ω

3. Observando as polaridades, desenhe novamente os três circuitos da questão 2

acrescentando um medidor de corrente em cada um.

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4. Responda: a) Como se denomina tecnicamente a parcela de tensão que fica sobre um

componente de uma associação série?

b) Qual é a equação para determinar a queda de tensão em um resistor?

5. Determine as quedas de tensão nos circuitos a seguir.

a)

12V

R1 = 100Ω

R2=220ΩVR2V

b)

15V

R1 = 100Ω

R2200 Ω

R3 = 470Ω

VR1

V

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c)

8,5V

R1

R2

6V

VR2

d)

15V

R2 = 100Ω R3 = 200Ω

4V

R1

VR1

6. Determine as quedas de tensão nos resistores R2 dos circuitos a seguir (sem usar

cálculos). a)

10V

R1

10kΩ

R210kΩ

b)

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 122

c)

10V

R1

680Ω

R2

680Ω

d)

R1

100Ω

R2

100Ω

10V

7. Responda às seguintes perguntas.

a) Comparando a queda de tensão em R2 nos circuitos do exercício anterior, pode-se afirmar que em um circuito série de dois resistores R1 e R2 de mesmo valor (R1 = R2), a queda de tensão em cada resistor é a metade da tensão de alimentação? Justifique.

( ) Sim ( ) Não

b) Caso seja montado o circuito a seguir, a lâmpada L1 queimará. Por quê?

12V

L1 L2 Especificações nominais das lampadas: L1 = 6V, 200Ω L2 = 6V, 50Ω

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 123

c) Sem realizar cálculos, pode-se afirmar que, no circuito a seguir, a queda de tensão em R2 será maior que em R1? Justifique.

8V

Ri

200Ω

R2

400Ω

8. Com base no circuito a seguir, escreva V (verdadeiro) para a afirmação correta e F

(falso) para a afirmação errada.

Vcc

100Ω 200Ω

R1 R2

1) ( ) A corrente no circuito é VCC/RT, seja qual for o valor de VCC. 2) ( ) A corrente em R2 é menor que em R1. 3) ( ) A queda de tensão em R2 será sempre o dobro da queda de tensão em R1 (VR2 = 2 . VR1). 4. ( ) A queda de tensão em R2 será sempre 2/3 de VCC. 5. ( ) A corrente (convencional) entra no circuito pelo lado de R1. 6. ( ) A resistência total do circuito é de 300Ω.

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MMaaggnneettiissmmoo eeeelleettrroommaaggnneettiissmmoo

O magnetismo impressionou o homem desde a antigüidade, quando foi percebido pela primeira vez. A magnetita instigava a curiosidade porque atraía certos materiais. Muitos cientistas dedicaram anos ao estudo do magnetismo até que o fenômeno fosse completamente conhecido e pudesse ser aplicado proveitosamente. O estudo do magnetismo natural, visa o conhecimento da origem e das características do magnetismo e dos ímãs. Estudaremos também o eletromagnetismo, que por sua vez, é de fundamental importância para quem quer compreender o funcionamento de motores, geradores, transformadores... Neste capítulo estudaremos o magnetismo e o eletromagnetismo que explica os fenômenos magnéticos originados pela circulação da corrente elétrica em um condutor. Magnetismo O magnetismo é uma propriedade que certos materiais têm de exercer uma atração sobre materiais ferrosos.

Hans Christian Oersted (1771 - 1851)

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 125

As propriedades dos corpos magnéticos são grandemente utilizadas em eletricidade, em motores e geradores, por exemplo, e em eletrônica, nos instrumentos de medição e na transmissão de sinais. Imãs Alguns materiais encontrados na natureza apresentam propriedades magnéticas naturais. Esses materiais são denominados de ímãs naturais. Como exemplo de ímã natural, pode-se citar a magnetita. É possível também obter um imã de forma artificial. Os ímãs obtidos dessa maneira são denominados ímãs artificiais. Eles são compostos por barras de materiais ferrosos que o homem magnetiza por processos artificiais.

Os ímãs artificiais são muito empregados porque podem ser fabricados com os mais diversos formatos, de forma a atender às mais variadas necessidades práticas, como por exemplo, nos pequenos motores de corrente contínua que movimentam os carrinhos elétricos dos brinquedos do tipo “Autorama”. Os ímãs artificiais em geral têm propriedades magnéticas mais intensas que os naturais. Pólos magnéticos de um ímã Externamente, as forças de atração magnética de um ímã se manifestam com maior intensidade nas suas extremidades. Por isso, as extremidades do ímã são denominadas de pólos magnéticos. Cada um dos pólos apresenta propriedades magnéticas específicas. eles são denominados de pólo sul e pólo norte. Uma vez que as forças magnéticas dos ímãs são mais concentradas nos pólos, é possível concluir que a intensidade dessas propriedades decresce para o centro do ímã.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 126

Na região central do ímã, estabelece-se uma linha onde as forças de atração magnética do pólo sul e do pólo norte são iguais e se anulam. Essa linha é denominada de linha neutra. A linha neutra é, portanto, a linha divisória entre os pólos do ímã.

Origem do magnetismo O magnetismo origina-se na organização atômica dos materiais. Cada molécula de um material é um pequeno ímã natural, denominado de ímã molecular ou domínio.

ímã molecularaumentado milhõesde vezes

Quando, durante a formação de um material, as moléculas se orientam em sentidos diversos, os efeitos magnéticos dos ímãs moleculares se anulam, resultando em um material sem magnetismo natural.

Se, durante a formação do material, as moléculas assumem uma orientação única ou predominante, os efeitos magnéticos de cada ímã molecular se somam, dando origem a um ímã com propriedades magnéticas naturais.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 127

Observação Na fabricação de ímãs artificiais, as moléculas desordenadas de um material sofrem um processo de orientação a partir de forças externas. Inseparabilidade dos pólos Os ímãs têm uma propriedade característica: por mais que se divida um ímã em partes menores, as partes sempre terão um pólo norte e um pólo sul.

Esta propriedade é denominada de inseparabilidade dos pólos. Interação entre ímãs Quando os pólos magnéticos de dois ímãs estão próximos, as forças magnéticas dos dois ímãs reagem entre si de forma singular. Se dois pólos magnéticos diferentes forem aproximados (norte de um, com sul de outro), haverá uma atração entre os dois ímãs.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 128

Se dois pólos magnéticos iguais forem aproximados (por exemplo, norte de um próximo ao norte do outro), haverá uma repulsão entre os dois.

Campo magnético - linhas de força O espaço ao redor do ímã em que existe atuação das forças magnéticas é chamado de campo magnético. Os efeitos de atração ou repulsão entre dois ímãs, ou de atração de um ímã sobre os materiais ferrosos se devem à existência desse campo magnético. Como artifício para estudar esse campo magnético, admite-se a existência de linhas de força magnética ao redor do ímã. Essas linhas são invisíveis, mas podem ser visualizadas com o auxílio de um recurso. Colocando-se um ímã sob uma lâmina de vidro, e espalhando limalha de ferro sobre essa lâmina, as limalhas se orientam conforme as linhas de força magnética.

O formato característico das limalhas sobre o vidro, denominado de espectro magnético, é representado na ilustração a seguir.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 129

Essa experiência mostra também a maior concentração de limalhas na região dos pólos do ímã. Isso é devido à maior intensidade de magnetismo nas regiões polares, pois aí se concentram as linhas de força. Com o objetivo de padronizar os estudos relativos ao magnetismo e às linhas de força, por convenção estabeleceu-se que as linhas de força de um campo magnético se dirigem do pólo norte para o pólo sul.

Campo magnético uniforme Campo magnético uniforme é aquele em que o vetor de indução magnética B tem o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido em todos os pontos do meio, homogêneo por hipótese. No campo magnético uniforme, as linhas de indução são retas paralelas igualmente espaçadas e orientadas. O campo magnético na região destacada na ilustração a seguir, por exemplo, é aproximadamente uniforme.

Essa convenção se aplica às linhas de força externas ao ímã.

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Eletromagnetismo Eletromagnetismo é um fenômeno magnético provocado pela circulação de uma corrente elétrica. O termo eletromagnetismo aplica-se a todo fenômeno magnético que tenha origem em uma corrente elétrica. Campo magnético em um condutor A circulação de corrente elétrica em um condutor origina um campo magnético ao seu redor. Quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica, ocorre uma orientação no movimento das partículas no seu interior. Essa orientação do movimento das partículas tem um efeito semelhante ao da orientação dos ímãs moleculares. Como conseqüência dessa orientação, surge um campo magnético ao redor do condutor.

As linhas de força do campo magnético criado pela corrente elétrica que passa por um condutor, são circunferências concêntricas num plano perpendicular ao condutor.

Para o sentido convencional da corrente elétrica, o sentido de deslocamento das linhas de força é dado pela regra da mão direita. Ou seja, envolvendo o condutor com os quatro dedos da mão direita de forma que o dedo polegar indique o sentido da corrente

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 131

(convencional). O sentido das linhas de força será o mesmo dos dedos que envolvem o condutor.

Pode-se também utilizar a regra do saca-rolhas como forma de definir o sentido das linhas de força. Por essa regra, ele é dado pelo movimento do cabo de um saca-rolhas, cuja ponta avança no condutor, no mesmo sentido da corrente elétrica (convencional).

sentido das linhas do campo magnético

sentido da correnteconvencional

A intensidade do campo magnético ao redor do condutor depende da intensidade da corrente que nele flui. Ou seja, a intensidade do campo magnético ao redor de um condutor é diretamente proporcional à corrente que circula neste condutor.

corrente pequenacampo magnético fraco

corrente elevadacampo magnético intenso

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 132

Campo magnético em uma bobina (ou solenóide) Para obter campos magnéticos de maior intensidade a partir da corrente elétrica, basta enrolar o condutor em forma de espiras, constituindo uma bobina. A tabela a seguir mostra uma bobina e seus respectivos símbolos conforme determina a NBR 12521.

Bobina, enrolamento ou indutor Símbolo

(forma preferida)

Símbolo

(outra forma)

As bobinas permitem um acréscimo dos efeitos magnéticos gerados em cada uma das espiras. A figura a seguir mostra uma bobina constituída por várias espiras, ilustrando o efeito resultante da soma dos efeitos individuais.

Os pólos magnéticos formados pelo campo magnético de uma bobina têm características semelhantes àquelas dos pólos de um ímã natural. A intensidade do campo magnético em uma bobina depende diretamente da intensidade da corrente e do número de espiras. O núcleo é a parte central das bobinas, e pode ser de ar ou de material ferroso. O núcleo é de ar quando nenhum material é colocado no interior da bobina. O núcleo é de material ferroso quando se coloca um material ferroso (ferro, aço...) no interior da bobina. Usa-se esse recurso para obter maior intensidade de campo magnético a partir de uma mesma bobina. Nesse caso, o conjunto bobina-núcleo de ferro é chamado eletroímã.

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Observação A maior intensidade do campo magnético nos eletroímãs é devida ao fato de que os materiais ferrosos provocam uma concentração das linhas de força.

Quando uma bobina tem um núcleo de material ferroso, seu símbolo expressa essa condição (NBR 12521).

Indutor com núcleo magnético

Núcleo de ferrite com um enrolamento

Magnetismo remanente Quando se coloca um núcleo de ferro em uma bobina, em que circula uma corrente elétrica, o núcleo torna-se imantado, porque as suas moléculas se orientam conforme as linhas de força criadas pela bobina.

Cessada a passagem da corrente, alguns ímãs moleculares permanecem na posição de orientação anterior, fazendo com que o núcleo permaneça ligeiramente imantado.

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Essa pequena imantação é chamada magnetismo remanente ou residual. O magnetismo residual é importante, principalmente para os geradores de energia elétrica. Este tipo de ímã chama-se ímã temporário. Exercícios 1. Responda às seguintes questões:

a) Defina magnetismo.

b) Quais são os tipos de imãs existentes?

2. Preencha as lacunas com V para as afirmações verdadeiras e F para as

afirmações falsas. a) ( ) A linha neutra de um imã é o ponto no qual a tensão elétrica é neutra. b) ( ) As extremidades do imã são chamadas de pólos magnéticos. c) ( ) Um imã com moléculas em orientação única possui propriedades magnéticas. d) ( ) Pólos de mesmo nome se atraem. e) ( ) As linhas de força compõem o campo magnético de um imã.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 135

3. Responda às seguintes perguntas.

a) O que é eletromagnetismo?

b) Desenhe um condutor com as linhas de força ao seu redor, observando a

orientação das linhas segundo a regra da mão direita ou do sacarrolha.

c) O que acontece com o sentido das linhas de força quando se inverte a polaridade da tensão aplicada a um condutor?

d) O que se pode afirmar sobre a intensidade do campo magnético em um

condutor em que a corrente circulante se torna cada vez maior?

e) O que é bobina ou solenóide?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 136

f) Do que depende a intensidade do campo magnético em um condutor?

g) Do que depende a intensidade do campo magnético em uma bobina?

h) O que é eletroímã?

i) O que acontece com o campo magnético gerado por uma bobina quando se

coloca um núcleo de ferro no seu interior?

j) O que é magnetismo remanente? Por que ele ocorre?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 137

CCoorrrreennttee ee TTeennssããooAAlltteerrnnaaddaa -- CCAA

Neste capítulo, estudaremos um assunto de fundamental importância para os profissionais da área da manutenção elétrica: vamos estudar corrente e tensão alternadas monofásicas. Veremos como a corrente é gerada e a forma de onda senoidal por ela fornecida. Para estudar esse assunto com mais facilidade, é necessário ter conhecimentos anteriores sobre corrente e tensão elétrica Corrente e tensão alternadas monofásicas Como já foi visto, a tensão alternada muda constantemente de polaridade. Isso provoca nos circuitos um fluxo de corrente ora em um sentido, ora em outro.

R RVV

I

I

Geração de corrente alternada Para se entender como se processa a geração de corrente alternada, é necessário saber como funciona um gerador elementar que consiste de uma espira disposta de tal forma que pode ser girada em um campo magnético estacionário.

Michael Faraday (1791 - 1867)

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 138

Desta forma, o condutor da espira corta as linhas do campo eletromagnético, produzindo a força eletromotriz (ou fem). Veja, na figura a seguir, a representação esquemática de um gerador elementar.

Funcionamento do gerador Para mostrar o funcionamento do gerador, vamos imaginar um gerador cujas pontas das espiras estejam ligadas a um galvanômetro.

Na posição inicial, o plano da espira está perpendicular ao campo magnético e seus condutores se deslocam paralelamente ao campo. Nesse caso, os condutores não cortam as linhas de força e, portanto, a força eletromotriz (fem) não é gerada. No instante em que a bobina é movimentada, o condutor corta as linhas de força do campo magnético e a geração de fem é iniciada.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 139

Observe na ilustração a seguir, a indicação do galvanômetro e a representação dessa indicação no gráfico correspondente.

À medida que a espira se desloca, aumenta seu ângulo em relação às linhas de força do campo. Ao atingir o ângulo de 90o, o gerador atingirá a geração máxima da força eletromotriz, pois os condutores estarão cortando as linhas de força perpendicularmente. Acompanhe, na ilustração a seguir, a mudança no galvanômetro e no gráfico.

Girando-se a espira até a posição de 135o, nota-se que a fem gerada começa a diminuir.

- +

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 140

Quando a espira atinge os 180o do ponto inicial, seus condutores não mais cortam as linhas de força e, portanto, não há indução de fem e o galvanômetro marca zero. Formou-se assim o primeiro semiciclo (positivo).

- +

-1,4 - 2

Quando a espira ultrapassa a posição de 180o, o sentido de movimento dos condutores em relação ao campo se inverte. Agora, o condutor preto se move para cima e o condutor branco para baixo. Como resultado, a polaridade da fem e o sentido da corrente também são invertidos.

- +

A 225o, observe que o ponteiro do galvanômetro e, consequentemente, o gráfico, mostram o semiciclo negativo. Isso corresponde a uma inversão no sentido da corrente, porque o condutor corta o fluxo em sentido contrário. A posição de 270o corresponde à geração máxima da fem como se pode observar na ilustração a seguir.

- +

-1,4

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 141

No deslocamento para 315o, os valores medidos pelo galvanômetro e mostrados no gráfico começam a diminuir.

- +

-1,4

Finalmente, quando o segundo semiciclo (negativo) se forma, e obtém-se a volta completa ou ciclo (360o), observa-se a total ausência de força eletromotriz porque os condutores não cortam mais as linhas de força do campo magnético.

- +

-1,4

Observe que o gráfico resultou em uma curva senoidal (ou senoide) que representa a forma de onda da corrente de saída do gerador e que corresponde à rotação completa da espira.

Nesse gráfico, o eixo horizontal representa o movimento circular da espira, daí suas subdivisões em graus. O eixo vertical representa a corrente elétrica gerada, medida pelo galvanômetro.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 142

Valor de pico e valor de pico a pico da tensão alternada senoidal Tensão de pico é o valor máximo que a tensão atinge em cada semiciclo. A tensão de pico é representada pela notação Vp. tensão depico positivo

tensão depico negativo

+ Vp

- Vp Observe que no gráfico aparecem tensão de pico positivo e tensão de pico negativo. O valor de pico negativo é numericamente igual ao valor de pico positivo. Assim, a determinação do valor de tensão de pico pode ser feita em qualquer um dos semiciclos.

V180V

-180V

+Vp

-Vp

Vp = -Vp = 180V

A tensão de pico a pico da CA senoidal é o valor medido entre os picos positivo e negativo de um ciclo. A tensão de pico a pico é representada pela notação VPP. Considerando-se que os dois semiciclos da CA são iguais, pode-se afirmar que: VPP = 2VP.

VPP

-180V

180V VPP = 360V

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 143

Observação Essas medições e conseqüente visualização da forma de onda da tensão CA, são feitas com um instrumento de medição denominado de osciloscópio. Da mesma forma que as medidas de pico e de pico a pico se aplicam à tensão alternada senoidal, aplicam-se também à corrente alternada senoidal.

IP = 5AIpp = 10A

Tensão e corrente eficazes Quando se aplica uma tensão contínua sobre um resistor, a corrente que circula por ele possui um valor constante.

gráfico da tensão aplicadano resistor

gráfico da corrente circulanteno resistor

t t

Como resultado disso, estabelece-se uma dissipação de potência no resistor (P = E . I). Essa potência é dissipada em regime contínuo, fazendo com que haja um desprendimento constante de calor no resistor.

t t t

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 144

Por outro lado, aplicando-se uma tensão alternada senoidal a um resistor, estabelece-se a circulação de uma corrente alternada senoidal.

gráfico da tensãoaplicada no resistor

gráfico da correntecirculante no resistor

t t

Como a tensão e a corrente são variáveis, a quantidade de calor produzido no resistor varia a cada instante.

- Ipt t t

Nos momentos em que a tensão é zero, não há corrente e também não há produção de calor (P = 0). Nos momentos em que a tensão atinge o valor máximo (VP), a corrente também atinge o valor máximo (IP) e a potência dissipada é o produto da tensão máxima pela corrente máxima (PP = VP . IP). Em consequência dessa produção variável de "trabalho" (calor) em CA, verifica-se que um resistor de valor R ligado a uma tensão contínua de 10V produz a mesma quantidade de "trabalho" (calor) que o mesmo resistor R ligado a uma tensão alternada de valor de pico de 14,1 V, ou seja, 10 Vef. Assim, pode-se concluir que a tensão eficaz de uma CA senoidal é um valor que indica a tensão (ou corrente) contínua correspondente a essa CA em termos de produção de trabalho.

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Cálculo da tensão/corrente eficazes Existe uma relação constante entre o valor eficaz (ou valor RMS) de uma CA senoidal e seu valor de pico. Essa relação auxilia no cálculo da tensão/corrente eficazes e é expressa como é mostrado a seguir. Tensão eficaz:

2pV

= efV

Corrente eficaz:

2pI = efI

Exemplo de cálculo: Para um valor de pico de 14,14 V, a tensão eficaz será:

V10 = 414,1

14,14 = 2pV

= efV

Assim, para um valor de pico de 14,14 V, teremos uma tensão eficaz de 10 V. A tensão/corrente eficaz é o dado obtido ao se utilizar, por exemplo, um multímetro. Observação Quando se mede sinais alternados (senoidais) com um multímetro, este deve ser aferido em 60Hz que é a frequência da rede da concessionária de energia elétrica. Assim, os valores eficazes medidos com multímetro são válidos apenas para essa freqüência.

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Exercícios 1. Responda às questões que seguem.

a) Qual a principal diferença entre as correntes contínua e alternada ?

b) Analisando o gráfico senoidal da tensão alternada, em quais posições em graus

geométricos a tensão atinge seus valores máximos ?

c) Qual a diferença entre os valores de tensão de pico e tensão de pico a pico ?

d) Qual tensão alternada é indicada no multímetro ( VP, VPP, Vef, )?

2. Resolva os exercício propostos.

a) Calcule os valores das tensões de pico a pico e eficaz para uma senoide com 312 V de pico.

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b) Quais os valores das correntes máxima (IP) e eficaz (Ief) para uma corrente de pico a pico (Ipp) de 60 A ?

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TTrraannssffoorrmmaaddoorreess Os aparelhos eletroeletrônicos são construídos para funcionar alimentados pela rede elétrica. Todavia, a grande maioria deles usam tensões muito baixas para alimentar seus circuitos: 6 V, 12 V, 15 V. Um dos dispositivos utilizados para fornecer baixas tensões a partir das redes de 110 V ou 220 V é o transformador. Outro situação da qual os transformadores são utilizados são os casos de transporte de energia elétrica da geração ao consumidor fina, das quais a tensão passa por vários processos de elevação e rebaixamento para maior otimização do sistema de transmissão. Por isso, é extremamente importante que os técnicos de eletroeletrônica conheçam e compreendam as características desse componente. Transformador O transformador é um dispositivo que permite elevar ou rebaixar os valores de tensão em um circuito de CA. A grande maioria dos equipamentos eletrônicos emprega transformadores para elevar ou rebaixar tensões.

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As figuras a seguir mostra alguns tipos de transformadores.

Transformador de subestações 88 KV para 23KV

Transformadores para equipamentos eletroeletrônicos. Primário: 220/110V Secundário: 6/9/12/15V....entre outros valores

Funcionamento Quando uma bobina é conectada a uma fonte de CA, um campo magnético variável surge ao seu redor. ]

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Se outra bobina se aproximar da primeira, o campo magnético variável gerado na primeira bobina corta as espiras da segunda bobina.

Em conseqüência da variação do campo magnético sobre as espiras, surge uma tensão induzida na segunda bobina.

A bobina na qual se aplica a tensão CA é denominada primário do transformador. A bobina onde surge a tensão induzida é denominada secundário do transformador.

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Observação As bobinas primária e secundária são eletricamente isoladas entre si. Isso se chama isolação galvânica. A transferência de energia de uma para a outra se dá exclusivamente através das linhas de forças magnéticas. A tensão induzida no secundário é proporcional ao número de linhas magnéticas que cortam a bobina secundária e ao número de suas espiras. Por isso, o primário e o secundário são montados sobre um núcleo de material ferromagnético.

Esse núcleo tem a função de diminuir a dispersão do campo magnético fazendo com que o secundário seja cortado pelo maior número possível de linhas magnéticas. Como conseqüência, obtém-se uma transferência melhor de energia entre primário e secundário. Veja a seguir o efeito causado pela colocação do núcleo no transformador.

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Simbologia A figura a seguir mostra os símbolos usados para representar o transformador, segundo a norma NBR 12522/92

Transformador com

dois enrolamentos

Transformador com

três enrolamentos

Autotransformador

Transformador com

derivação central em

um enrolamento

Relação de transformação

Como já vimos, a aplicação de uma tensão CA ao primário de um transformador causa o aparecimento de uma tensão induzida em seu secundário. Aumentando-se a tensão aplicada ao primário, a tensão induzida no secundário aumenta na mesma proporção. Essa relação entre as tensões depende fundamentalmente da relação entre o número de espiras no primário e secundário.

Por exemplo, num transformador com primário de 100 espiras e secundário de 200 espiras, a tensão do secundário será o dobro da tensão do primário.

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Se chamarmos o número de espiras do primário de NP e do secundário de NS podemos escrever: VS/VP = 2 NS/NP = 2. Lê-se: saem 2 para cada 1 que entra. O resultado da relação VS/ VP e NS/NP é chamado de relação de transformação e expressa a relação entre a tensão aplicada ao primário e a tensão induzida no secundário. Um transformador pode ser construído de forma a ter qualquer relação de transformação que seja necessária. Veja exemplo na tabela a seguir.

Relação de Transformação Transformação 3 VS = 3 . VP

5,2 VS = 5,2 . VP

0,3 VS = 0,3 . VP

Observação A tensão no secundário do transformador aumenta na mesma proporção da tensão do primário até que o ferro atinja seu ponto de saturação. Quando esse ponto é atingido, mesmo que haja grande variação na tensão de entrada, haverá pequena variação na tensão de saída. Tipos de transformadores Os transformadores podem ser classificados quanto à relação de transformação. Nesse caso, eles são de três tipos: ⇒ transformador elevador; ⇒ transformador rebaixador; ⇒ transformador isolador. O transformador elevador é aquele cuja relação de transformação é maior que 1, ou seja, NS > NP. Por causa disso, a tensão do secundário é maior que a tensão do primário, isto é, VS> VP. O transformador rebaixador é aquele cuja relação de transformação é menor que 1, ou seja, NS < NP. Portanto, VS < VP.

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Os transformadores rebaixadores são os mais utilizados em eletrônica. Sua função é rebaixar a tensão das redes elétricas domiciliares (110 V/220 V) para tensões de 6 V, 12 V e 15 V ou outra, necessárias ao funcionamento dos equipamentos. O transformador isolador é aquele cuja relação de transformação é de 1 para 1, ou seja, NS = NP. Como conseqüência, VS = VP. Os transformadores isoladores são usados em laboratórios de eletrônica para isolar eletricamente da rede a tensão presente nas bancadas. Esse tipo de isolação é chamado de isolação galvânica. Veja a seguir a representação esquemática desses três tipos de transformadores.

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Relação de potência Como já foi visto, o transformador recebe uma quantidade de energia elétrica no primário, transforma-a em campo magnético e converte-a novamente em energia elétrica disponível no secundário.

A quantidade de energia absorvida da rede elétrica pelo primário é denominada de potência do primário, representada pela notação PP. Admitindo-se que não existam perdas por aquecimento do núcleo, pode-se concluir que toda a energia absorvida no primário está disponível no secundário. A energia disponível no secundário chama-se potência do secundário (PS). Se não existirem perdas, é possível afirmar que PS = PP. A potência do primário depende da tensão aplicada e da corrente absorvida da rede, ou seja: PP = VP . IP A potência do secundário, por sua vez, é o produto da tensão e corrente no secundário, ou seja: PP = VS . IS. A relação de potência do transformador ideal é, portanto: VS . IS = VP . IP Esta expressão permite que se determine um dos valores do transformador se os outros três forem conhecidos. Veja exemplo a seguir.

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Exemplo Um transformador rebaixador de 110 V para 6 V deverá alimentar no seu secundário uma carga que absorve uma corrente de 4,5 A. Qual será a corrente no primário?

VP = 110 V VS = 6 V IS = 4,5 A IP = ? Como VP . IP = VS . IS, então:

Identificação dos terminais Quando não se dispõe, no esquema do transformador, da identificação do início ou fim dos terminais da bobina, é necessário realizar um procedimento para identificá-los. Isso é necessário porque se a ligação for realizada incorretamente, o primário pode ser danificado irreversivelmente. O procedimento é o seguinte: • identificar, com o ohmímetro, o par de fios que corresponde a cada bobina. Sempre

que o instrumento indicar continuidade, os dois fios medidos são da mesma bobina. Além de determinar os fios de cada bobina, esse procedimento permite testar se as bobinas estão em boas condições;

• separar os pares de fios de cada bobina; • identificar os fios de cada uma das bobinas com início e fim I1, F1 e I2, F2.

mA 245 ou A 245,011027

1105,4.6

VI.V

IP

SSP ====

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A identificação de início e fim pode ser feita aleatoriamente em cada bobina da seguinte forma:

1. Interligar as bobinas do primário em série; 2. Aplicar, no secundário, uma tensão CA de valor igual à tensão nominal do

secundário. Por exemplo: em um transformador 110 V/220 V x 6 V, deve-se aplicar uma tensão de 6 V no secundário.

No transformador usado como exemplo, se 220 V forem aplicados ao primário, serão obtidos 6 V no secundário. Da mesma forma, se forem aplicados 6 V no secundário, deve-se obter 220 V no primário (em série). Assim, é possível verificar se a identificação está correta, medindo a tensão nas extremidades do primário.

3. Medir a tensão das extremidades do primário. Se o resultado da medição for

220 V, a identificação está correta. Se o resultado for 0 V, a identificação está errada. Nesse caso, para corrigir a identificação, deve-se trocar apenas a identificação de uma das bobinas (I1 por F1 ou I2 por F2).

Observação É conveniente repetir o teste para verificar se os 220 V são obtidos no primário.

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Rendimento (η) Entre todas as máquinas elétricas, o transformador é uma das que apresentam maior rendimento. Mesmo assim, ocorrem perdas na transformação de tensão. O rendimento expressa a potência que realmente está sendo utilizada, pois, parte da potência é dissipada em perdas no ferro e no cobre. A relação entre a potência medida no primário e a potência consumida no secundário é que define o rendimento de um transformador:

Nessa igualdade η é o rendimento do transformador em porcentagem; PS é a potência dissipada no primário em volt ampère; PP é a potência dissipada no primário em volt ampère, e 100% é o fator que transforma a relação em porcentagem. Por exemplo, ao medir as potência do primário e secundário de um transformador chegou-se ao seguinte resultado:

O redimento desse transformador pode ser determinado utilizando a equação:

O rendimento desse transformador é de 92,6 %.

%100.PP

P

S=η

%6,92%100.162150

PP

P

S ===η

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Exercícios 1. Responda às seguintes perguntas: a) Qual é a principal função de um transformador? b) O que a relação de transformação define em um transformador? c) Qual fator define se o enrolamento de um transformador é primário ou secundário? 2. Relacione a segunda coluna com a primeira. a. Enrolamento primário ( ) Conduz o campo magnético. b. Transformador isolador ( ) Recebe tensão da rede. c. Núcleo ( ) Tensão primária é maior que a tensão secundária. d. Transformador rebaixador ( ) Fornece tensão a carga. e. Enrolamento secundário ( ) As tensões primária e secundária são iguais. 3. Preencha as lacunas com V para as afirmações verdadeiras e F para as afirmações falsas. a) ( ) O enrolamento primário é o responsável pelo campo magnético indutor. b) ( ) Existe ligação elétrica entre os enrolamentos primário e secundário para

facilitar a indução. c) ( ) O valor da tensão é proporcional ao número de espiras do transformador.

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1- Qual a tensão no secundário do trafo?

2- Qual são as correntes no primário e no secundário do trafo do circuito abaixo?

111100 VVCCAA

1000

esp

.

300

esp.

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SSiisstteemmaa ddee TTrraannssmmiissssããoo Após a geração da energia elétrica, a transmissão desta energia até os consumidores ocorre em várias etapas e de diversas formas.

A transmissão da energia elétrica é feita em alta tensão ou ultra-alta tensão e pode ser feita em linhas de CC e CA, sendo que a transmissão em CA é predominante. A transmissão em alta tensão é feita por motivos de economia, pois aumentando a tensão, a corrente diminui proporcionalmente. Com a diminuição da corrente a ser transportada, é possível utilizar condutores com menores seções e torres de sustentação menos reforçadas. O exemplo a seguir ilustra esta redução de corrente.

6 KV / 200 KV

Linha de Transmssão200 KV

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No exemplo apresentado, uma corrente de 100 kA solicitada do gerador, pode ser transportada com apenas 3 kA. Os condutores que transportam a energia elétrica da usina até as subestações de distribuição, normalmente são de alumínio, pois o alumínio é mais leve que o cobre e desta forma é possível diminuir a força de tração nas torres. A figura a seguir ilustra um sistema de torres de sustentação dos condutores de distribuição de energia elétrica:

kA 3 I 200

6.100E

E . I I

II

EE

22

112

1

2

2

1 ====

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Para a determinação dos valores da tensão de transmissão são considerados vários aspectos. Como exemplos podemos citar: a distância entre a usina e os consumidores, o trajeto, a segurança e a potência solicitada. O esquema a seguir apresenta um exemplo de geração e transmissão de energia elétrica:

A geração e transmissão de energia elétrica da usina de Itaipu são ilustradas a seguir: Exercícios:

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1) Por que a energia elétrica é transportada em alta tensão? 2) Qual é o valor das tensões na subestação elevadora da usina hidroelétrica de Itaipu? 3) Cite dois aspectos que devem ser considerados para a determinação dos valores da tensão de transmissão.

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SSiisstteemmaass ddee DDiissttrriibbuuiiççããoo Toda energia elétrica gerada ou transformada por meio de transformadores, deve ser transportada e distribuída de alguma forma. Para efetuar, no gerador ou transformador, as ligações necessárias ao transporte e distribuição da energia, alguns detalhes devem ser observados. Neste capítulo serão estudados os sistemas de ligações existentes e algumas particularidades importantes destes sistemas. Para ter bom aproveitamento nesse estudo é necessário ter bons conhecimentos anteriores sobre geração de energia elétrica e tensão alternada. Neste capítulo serão estudados sistemas de baixas tensões em corrente alternada (CA). Por definição da NBR 5410, são considerados como sendo de baixa tensão os sistemas cujos valores de tensão não ultrapassem a 1.000 V em CA. Tipos de sistemas: O sistema de distribuição deve ser escolhido considerando-se a natureza dos aparelhos ou consumidores, os limites de utilização da fonte disponível pelo distribuidor de energia elétrica e a tensão do sistema. A norma NBR 5410 considera os seguintes sistemas de CA:

• monofásico; • bifásico; • trifásico.

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Sistema de distribuição monofásico: O sistema de distribuição monofásico é o sistema de distribuição que usa dois ou três condutores para distribuir a energia. Enquanto os sistemas com dois condutores podem ter duas fases, ou fase e neutro, o sistema monofásico de três condutores tem duas fases e neutro. Sistema de distribuição bifásico: Neste sistema são utilizados três condutores para a distribuição da energia. Trata-se de um sistema simétrico, ou seja, aquele no qual as senóides alcançam seus valores máximos e mínimos ao mesmo tempo, como pode ser observado na ilustração a seguir.

Sistema trifásico de distribuição: O sistema trifásico distribui energia por meio de três ou quatro condutores, e os terminais do equipamento fornecedor (gerador ou transformador) podem ser fechados, ou seja, ligados de duas formas: estrela ou triângulo. No fechamento estrela, as extremidades 1, 2 e 3 dos grupos de bobinas fornecem as fases R, S, T, enquanto que as extremidades 4, 5 e 6 são interligadas. Observe isso na ilustração a seguir.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 167

VRS = VRT = VST

3VFF

FNV =

No fechamento triângulo, as ligações são feitas de forma que o início de um grupo de bobinas é ligado ao final de um outro grupo de bobinas. O aspecto final desse tipo de ligação lembra o formato de um triângulo. Veja ilustração a seguir. No sistema trifásico com três condutores, as tensões entre os condutores são chamadas de tensão de fase e têm valores iguais. As figuras que seguem ilustram os fechamentos neste sistema.

O sistema trifásico com quatro condutores apresenta além dos condutores das fases, o condutor neutro. Este sistema com ligação estrela fornece tensões iguais entre as fases, porém a tensão entre o neutro e uma das fases é obtida com o auxílio da equação: Nessa igualdade, VFN é a tensão entre fase e neutro, e VFF é a tensão entre fases.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 168

Dizer VFF é o mesmo que dizer: VRS, ou VRT, ou VST. Na ligação triângulo (ou delta) com quatro fios, as tensões entre as fases são iguais, porém, obtém-se o fio neutro a partir da derivação do enrolamento de uma das fases, conforme ilustração que segue.

A utilização do fio neutro nesta ligação deve ser feita com alguns cuidados, pois entre o fio neutro e as fases de onde ele derivou, a tensão obtida é a metade da tensão entre as fases.

VFN é a tensão derivada entre fase e neutro e VFF é a tensão entre as duas fases. Porém entre o neutro e a fase não-derivada, normalmente chamada de terceira fase ou quarto fio (fase T), a tensão será 1,73 vezes maior que a VFN prevista na instalação. Logo, se esta fase for usada com o neutro na instalação para alimentações de equipamentos, eles provavelmente serão danificados por excesso de tensão. Através de um exemplo, é possível observar esta ocorrência.

VRS = VRT = VST

SNRNFF

FN VV2

VV ===

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 169

Condições gerais para fornecimentos (área de concessão da ELETROPAULO). O fornecimento de energia elétrica aos 24 municípios na tabela abaixo, servidos por essa concessionária, é feito em corrente alternada na freqüência de 60 Hz.

Tensões nominais de distribuição:

Municípios atendidos nas tensões de

115/230Volts

Municípios Atendidos em

Outras Tensões

Barueri Itapevi Rio Grande da Serra São Paulo (zona aérea)

Cajamar Jandira Santana do Parnaíba 115/230 e 127/220Volts

Carapicuíba Juquitiba Santo André

Cotia Mauá São Bernardo do Campo São Paulo (zona subterrânea)

Diadema Osasco São Caetano do sul 120/208Volts

Embu Taboão da Serra São Lourenço da Serra

Embu-Guaçu Ribeirão Pires Pirapora do Bom Jesus Vargem Grande Paulista

Itapecirica da Serra 127/220Volts

A seguir são apresentados os tipos de sistema de distribuição em Baixa Tensão adotados para obtenção de cada uma das tensões nominais utilizadas na área de concessão. Nota: No sistema delta com neutro, a fase de força (4º Fio) deve ser utilizada apenas para alimentação de cargas trifásicas.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 170

Modalidades de fornecimento: Há 3 modalidades de fornecimento, conforme o número de fases ou fios: • Modalidade "A" - uma fase e neutro: 2 fios; • Modalidade "B" - duas fases e neutro (quando existir): 2 ou 3 fios; • Modalidade "C" - três fases e neutro (quando existir): 3 ou 4 fios. Nas três modalidades, a palavra "neutro" deve ser entendida como designando o condutor de mesmo potencial que a terra. Exercícios: 1) Qual é o valor abaixo do qual considera-se baixa tensão em CA?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 171

2) Quantos condutores deve ter um sistema de distribuição monofásico? 3) Qual é a diferença na aplicação entre os sistemas trifásicos com quatro condutores nas ligações estrela e triângulo? 4) Qual será a tensão entre fase e neutro em um sistema trifásico estrela com quatro fios, sabendo-se que a tensão entre as fases é de 380 V? 5) Num sistema trifásico ligado em triangulo, qual a tensão da 3º fase com o Neutro?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 172

LLiiggaaççõõeess IInnddiivviidduuaaiiss eemmRReeddeess AAéérreeaass

As Ligações Individuais em redes Aéreas se aplica à ligações de unidade consumidoras com carga instalada de até 75Kw, Através de uma única entrada de energia elétrica e única de medição, ou seja, apenas um consumidor no imóvel, em zonas de distribuição aéreas. Limites de fornecimento para cada unidade consumidora: Para unidades consumidoras individuais residenciais, comerciais, industriais, com carga instalada igual ou inferior a 75 kW, serão ligadas nas redes aéreas no sistema radial em tensão secundária de distribuição, obedecidas às normas da ABNT e as legislações vigentes aplicáveis. Para unidades de consumo com cargas instaladas superiores a este valor poderão ser atendidas em tensão primária de distribuição, não objeto desta Norma. As condições gerais que devem ser observadas são: ⇒ Não é permitida mais de uma medição numa só unidade de consumo. ⇒ Não é permitida medição única para mais de um consumidor. ⇒ Não é permitida ligação no sistema distribuidor de propriedades não identificadas

por placas numéricas. ⇒ Não é permitido o cruzamento de propriedades de terceiros pelos condutores do

ramal de ligação.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 173

⇒ Não é permitida a instalação de caixas de medição coletiva e/ou individual fora dos limites de propriedade do consumidor em ruas com largura igual ou superior a 4 metros.

⇒ Não é permitido alterar a potência instalada sem prévia autorização da ELETROPAULO.

⇒ É expressamente vedada qualquer interferência de pessoas estranhas aos equipamentos da ELETROPAULO.

⇒ Não é permitida a instalação de ramal de entrada em poste da ELETROPAULO A tabela a seguir aparenta as modalidades de fornecimento em função das potências instaladas, e o numero de fases ou fios.

Modalidade "A" Modalidade "B" Modalidade "C" Potência total instalada: – até 5 kW no sistema delta; – até 12 kW no sistema estrela. Potência máxima individual para motores: 1 cv. Potência máxima individual para equipamentos: 1.500 W.

Potência total instalada: – até 20 kW no sistema estrela; – acima de 5 kW no sistema delta. Potência máxima individual para motores: – 1 cv (entre fase e neutro); – 3 cv (entre fase e fase). Potência máxima individual para equipamentos: − 5kW (entre fase e neutro). Potência total para motores: 15cv.

Potência total instalada: – acima de 20kW no sistema estrela aéreo ou subterrâneo; – no sistema delta, somente quando houver equipamento trifásico, motores ou aparelhos.

Notas: 1) Sistema Delta com Neutro 115/230Volts, Sistema Estrela com neutro 127/220Volts. 2) O Neutro deve ser entendido como designando o condutor de mesmo potencial que a terra. 3) No sistema estrela, quando a potência total instalada for inferior a 20kW, e existir equipamento trifásico, motores ou aparelhos, o fornecimento será efetuado na modalidade "C".

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 174

4) Nas edificações com finalidades residenciais e/ou comerciais com mais de uma unidade consumidora, o fornecimento será efetuado em baixa tensão, salvo nas condições previstas na nota 6. 5) Para a partida de motor trifásico de capacidade superior a 5 CV, deve ser usado dispositivo que limite a corrente de partida a 225% de seu valor nominal de plena carga. 6) Para as unidades de consumo da edificação de uso coletivo, cuja carga instalada seja superior a 75 kW, o fornecimento poderá ser feito em tensão primária de distribuição, desde que não haja interligação elétrica entre as unidades, e que haja para toda a edificação, apenas dois pontos de entrega, um de tensão primária e outro de tensão secundária de fornecimento, instalados no mesmo logradouro e de forma contígua. 8) Acima de 2.000 kVA de demanda a tensão de fornecimento será sempre em 220 / 380 V. 9) No sistema Delta com Neutro, o quarto fio deve ser utilizado apenas para ligação de cargas trifásicas. Condições não permitidas para uso de geradores. Não é permitido o paralelismo de geradores de propriedade do consumidor com o sistema da Concessionária (ELETROPAULO). Para evitar qualquer possibilidade desse paralelismo, os projetos das instalações elétricas devem prever uma das soluções a seguir: ⇒ a instalação de uma chave reversível de acionamento manual ou elétrico, após o

dispositivo de proteção geral, com travamento mecânico, separando os circuitos alimentadores do sistema da Concessionária e do gerador particular, de modo a alternar o fornecimento;

⇒ construção de um circuito de emergência totalmente independente da instalação normal, alimentado unicamente pelo gerador particular;

⇒ o neutro do circuito alimentado pelo gerador particular deve ser independente do neutro do sistema da ELETROPAULO.

Nota: Sistemas de transferência automática, somente poderão ser instalados após liberação, pela ELETROPAULO, dos respectivos diagramas unifilares e funcionais.

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Bomba contra incêndio: Quando solicitado pelo projetista, o circuito para ligação de motor elétrico para bomba de incêndio deve ser ligado, necessariamente, derivando antes do primeiro dispositivo de proteção geral da entrada consumidora. Nota: Para efeito de verificação quanto ao limite de fornecimento, a potência do conjunto moto-bomba deve ser somada à potência total das cargas de uso normal. Solicitação de ligação O consumidor, ou seu representante, legal deve solicitar a ligação permanente no setor de Atendimento Comercial da Companhia Concessionária (ELETROPAULO)ç Deverá prestar as seguintes informações. 1. Nome, endereço e telefone da firma responsável pela instalação e/ou do consumidor; 2. Endereço completo da obra; 3. Finalidade da edificação - residencial, comercial ou misto; 4. Cadastro Nacional de Pessoa Jurídica - CNPJ, Cartão de Identificação do Contribuinte - CIC ou Cédula de Identidade - RG do consumidor; 5. Inscrição Municipal; 6. Contrato Social; 7. Localização do centro de medição; 8. Número de pavimentos da edificação; 9. Quantidade de unidades de consumo; 10. Área total construída, área total do andar tipo, área útil das unidades de consumo, quantidade de unidades de consumo por andar; 11. Relação discriminada de cargas, por quantidade de fases, por unidade de consumo, informando inclusive se há previsão de instalação de equipamentos especiais, com respectivas finalidades; 12. Maior potência de aparelho, de motor e suas finalidades; 13. Demandas previstas para a edificação; 14. Corrente de demanda a ser alimentada no ponto de entrega; 15. No caso de ligação provisória, informar a previsão da carga definitiva se houver; 16. Data prevista para ligação; 17. Dados complementares do centro de medição, conforme tabela informativa anexa;

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Notas. 1. Em resposta à solicitação, a ELETROPAULO fornecerá informações sobre a necessidade de execução de serviços na rede e o custo a ser pago pelo cliente. 2. Qualquer aumento de carga ou alteração de suas características deve ser previamente submetido à apreciação da ELETROPAULO, para a verificação da possibilidade de atendimento, observando os prazos e condições impostas pela legislação em vigor. Consulta preliminar dos Clientes. O cliente poderá solicitar à ELETROPAULO informações preliminares para o desenvolvimento do projeto da entrada consumidora, tais como: 1. Tensão nominal de fornecimento; 2. Sistema de fornecimento (estrela ou delta); 3. Zona de distribuição (aérea, futura subterrânea ou subterrânea); 4. Necessidade ou não de construção de câmara transformadora; 5. Quantidade de condutores do ramal de entrada; 6. Quantidade de eletrodutos; 7. Quantidade de dispositivos de proteção do ramal de entrada; 8. Nível de curto-circuito; O formulário para solicitação de atendimento técnico / serviço será fornecido no setor de Atendimento Comercial da Companhia Concessionária (ELETROPAULO), conforme modelo a seguir.

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Fornecimento de Materiais para a Entrada de Serviço: Os condutores do ramal de ligação, bem como os equipamentos de medição (medidores, transformadores de corrente e bloco de aferição), são fornecidos e instalados pela ELETROPAULO. Os demais materiais da entrada de serviço (caixa de medição, eletrodutos, condutores do ramal de entrada, aterramento, poste particular, dispositivo de proteção, isoladores, etc.) devem ser fornecidos e instalados pelo consumidor, conforme padronização contida nesta Norma. Execução da Entrada de Serviço: A execução da entrada de serviço ficará a cargo do consumidor, excetuando-se a instalação do ramal de ligação e dos equipamentos de medição. Conservação da Entrada de Serviço: As determinações de conservação da entrada consumidora estão transcritas na legislação em vigor, ficando a responsabilidade imputável ao consumidor a partir do ponto de entrega. Quando da necessidade de manutenção da entrada consumidora em locais lacrados, o cliente deverá entrar previamente em contato com a ELETROPAULO. Acesso às instalações elétricas: O consumidor deve permitir, a funcionários devidamente autorizados e credenciados pela ELETROPAULO, livre acesso às suas instalações elétricas de corrente não medida a qualquer tempo e com a devida presteza. Suspensão do fornecimento: O consumidor ficará sujeito à suspensão do fornecimento de energia elétrica à sua instalação, conforme determinação da legislação em vigor.

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Ligações Provisórias É a ligação, em caracter temporário, de uma unidade de consumo à rede de distribução da ELETROPAULO, com ou sem instalação de equipamento de medição. Ligação Provisória com Medição É a ligação provisória em que o prazo de permanência é superior a 90 (noventa) dias. Enquadra-se como ligação provisória com medição as ligações que se destinam, de modo geral, às seguintes finalidades: 1. Construções de casas, prédios ou similares; 2. Exposições pecuárias, agrícolas, comerciais ou industriais; 3. Canteiros de obras públicas ou particulares; 4. Parques de diversão, barracas de tiro ao alvo, circos, etc. Ligação Provisória sem Medição É a ligação a título precário, durante um prazo pré-determinado de até 90 (noventa) dias, e para qual deve ser informado, previamente, pelo cliente a carga instalada, o número de dias e o número de horas de utilização. Propiciando desta forma o cálculo antecipado do consumo de energia de acordo com as práticas comerciais vigentes na E-LETROPAULO. Deve ser solicitada com antecedência mínima de 5 (cinco) dias úteis da data prevista da ligação. Enquadram-se, como ligação provisória sem medição, as ligações que se destinam, de modo geral, às seguintes finalidades: 1. Iluminações festivas para ornamentações natalinas e carnavalescas; 2. Exposições pecuárias, agrícolas, comerciais ou industriais; 3. Iluminação de tapumes e outros de sinalização em vias públicas; 4. Parques de diversão, barracas de tiro ao alvo e circos; 5. Comícios políticos, filmagens, shows artísticos, festividades, etc. Ligação Provisória de Emergência ou para Reforma ou Reparo da Instalação de Entrada Consumidora Ligada Tem por finalidade a continuidade do fornecimento de energia elétrica à entrada consumidora ou à unidade de consumo, desde que haja condições técnicas locais para sua execução. A efetivação desta ligação para reforma ou reparo da entrada consumidora, pode ser efetuada com ou sem medição, dependendo das condições técnicas das instala-ções, por um período não superior a 8 (oito) dias corridos. Após esse período a ligação provisória de emergência fica sujeita ao corte sem prévio aviso, desde que não seja

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devidamente justificado pelo consumidor. Caso justificado, a ELETROPAULO estabelecerá um novo prazo. NOTA. Deve ser apresentada a Anotação de Responsabilidade Técnica – ART do profissional responsável para todos os casos de ligação provisória Anotação de Responsabilidade Técnica-ART A apresentação da guia da ART – Anotação de Responsabilidade Técnica, será necessária quando: 1. Houver necessidade de apresentação de projeto de entrada – ART do projeto; 2. A carga total instalada na unidade de consumo ou da entrada consumidora, independentemente da zona de distribuição, for superior a 20kW – ART da execução; 3. A unidade de consumo, independentemente da carga total instalada, destinar-se a reuniões públicas (cinemas, circos, teatros, igrejas, auditórios, praças, quermesses, parques de diversão e semelhantes), ou outros locais para realização de festividades comícios, espetáculos e exposições; 4. A unidade de consumo, independentemente da carga total instalada, destinar-se a locais em que pela natureza dos trabalhos nele executados, ou de materiais nele mantidos, possa haver a presença de líquidos, gases, poeiras, vapores ou fibras, combustíveis, inflamáveis ou explosivos; 5. A unidade de consumo, independentemente da carga total instalada, estiver localizada em vias públicas, tais como: lombadas eletrônicas, placas luminosas, radares eletrônicos, etc.; 6. Instalação de geradores particulares – ART de projeto e execução, os diagramas unifilares poderão ser apresentados na época da solicitação da ligação; 7. Instalação de afastador para ligação do ramal de ligação, 8. Poste de concreto moldado no local – ART de projeto e execução, que poderá ser apresentada na época da solicitação da ligação; 9. Ligação provisória com ou sem medição – ART de execução.

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PPaaddrrããoo ddee EEnnttrraaddaa O padrão de entrada é fornecido nas agências das concessionárias de energia elétrica e nele consta: poste com isolador de roldana, caixa de medição e haste de aterramento, que devem estar instalados atendendo às especificações da norma técnica da concessionária para o tipo de fornecimento. É através dele que se que recebemos a energia elétrica da Companhia Concessionária e onde a mesma faz a medição do consumo de energia elétrica. O padrão de entrada e determinado de acordo com o tipo de atendimento da companhia Concessionária loca, e também em função da potência instalada ou da demanda prevista para residência. Ramal de ligação Condutores e acessórios compreendidos entre o ponto de derivação da rede da Concessionária e o ponto de entrega. O dimensionamento, instalação e manutenção são de responsabilidade da Concessionária Ponto de entrada É o ponto até o qual a ELETROPAULO se obriga a fornecer energia elétrica, participando dos investimentos necessários, bem como se responsabilizando pela execução dos serviços, pela operação e pela manutenção, não sendo necessariamente o ponto de medição. O ponto de entrega deve situar-se no poste particular, ou na fachada quando a edificação estiver junto ao limite de propriedade com a via pública.

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Dimensionamento da entrada consumidora Em função da corrente de demanda, seleciona-se o dispositivo de proteção, de capa-cidade igual ou imediatamente superior a corrente de demanda calculada e assim determina-se à categoria de atendimento, de acordo com a Tabela 1. Determinada a categoria de atendimento através da Tabela 1 determina-se os demais componentes a seguir.

Condutores do Ramal de Entrada Os condutores do ramal de entrada devem ser de cobre, com isolação sólida de cloreto de polivinila (PVC) para tensão de 750V. Na isolação dos condutores devem estar gravadas suas características de acordo com a Norma NBR-6148 da ABNT. Quando forem utilizados condutores flexíveis classes 4, 5 e 6, conforme NBR-6148, todos os condutores deverão ser de mesma classe e suas pontas deverão ser es-tanhadas por imersão para ligação aos bornes dos medidores. No sistema delta, o condutor correspondente à fase de força (4º fio) deve ser de mesma seção dos condutores das fases de "luz".

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Para seções superiores a 10mm2 é obrigatório o uso de cabos. Deve-se deixar no mínimo 0,50m, por condutor, na extremidade do eletroduto ou cabeçote para possibilitar a conexão com o ramal de ligação. Não pode haver emenda de condutores no interior do eletroduto. Havendo necessidade de emenda, esta deve ser efetuada no interior de caixa de passagem. O condutor neutro do ramal de entrada, no sistema estrela, a três fases e neutro, pode ter seção reduzida, se a corrente máxima que percorrer esse condutor, em condições normais, for inferior à capacidade de condução de corrente correspondente à seção reduzida, de acordo com a Norma NBR-5410 da ABNT. O condutor neutro, no sistema delta, deve ser considerado carregado, e ter a seção igual à dos condutores das fases. O condutor neutro deve ter isolação de cor azul claro e as fases em cor distinta, exceto a cor verde. O condutor neutro não deve possuir dispositivo que permita o seu seccionamento, sendo nele vedado o uso de chave, disjuntor ou fusível, exceto quando da existência de geração própria. Para as entradas consumidoras atendidas, exclusivamente, no sistema estrela o neutro poderá ter sua seção reduzida, de acordo com a Tabela II, abaixo.

Fases (mm2) Neutro mínimo (mm2) 10 16 25 35 50 70 95

120 150 185 240

10 16 25 25 25 35 50 70 70 95

120

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Eletrodutos Conduto destinado a alojar e proteger mecanicamente os condutores elétricos. Os eletrodutos padronizados para a entrada consumidora são de: ⇒ cloreto de polivinila (PVC) rígido rosqueável, classe A e B, conforme Norma NBR-6150; ⇒ aço carbono, tipo pesado (NBR-5597 e NBR-5598), tipo extra (NBR-5597), sem costura, ou com costura acabada, com revestimento de zinco, interna e externamente, apl-cado por imersão à quente; ⇒ aço carbono, tipo leve 1 (NBR-5624), com costura acabada e revestimento de zinco, interna e externamente, aplicado por imersão à quente ou zincagem em linha com cromatização (eletrolítico). O eletroduto do ramal de entrada deve ser instalado externamente ao poste particular de ferro ou alumínio tubular ou de concreto duplo T. Na extremidade externa do eletroduto, no topo do poste particular, deve ser instalada uma curva com ângulo de 135° ou 180°, ou ainda, a critério do consumidor, terminal externo – cabeçote. O eletroduto do ramal de entrada, quando instalado externamente ao poste particular, deve ser fixado com braçadeiras ou cintas, de aço carbono zincados à quente ou de liga de alumínio. A fixação do eletroduto ao poste particular deve ser feita em 3 pontos igualmente afastados entre si. Caixa de Medição Caixa destinada a alojar os equipamentos de medição, acessórios e dispositivos de seccionamento ou de proteção. A caixa de medição pode ser de chapa de aço ou alumínio, devendo possuir viseira e dispositivo para selagem. A caixa de chapa de aço deve ser decapada e receber pintura de fundo e de aca-bamento resistentes ao tempo, ou zincada a quente, conforme Normas da ABNT. As caixas de medição devem possuir gravado em relevo, a marca comercial do fa-bricante, cujo protótipo tenha sido homologado pela Concessionária local.

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Os tipos de caixas de medição estão indicados na Tabela 1 e abaixo estão a as dimensões de uma caixa tipo E.

A caixa pode ser embutida em alvenaria ou ser fixada firmemente por meio de pa-rafusos, porcas, buchas e arruelas. Não será permitida a instalação em dormitório, cozinha, dependência sanitária, ga-ragem, divisória de madeira, vitrine, trecho de desenvolvimento de escada ou locais su-jeitos à trepidação ou gás corrosivo, abalroamento por veículo ou a inundações. A caixa de medição deve ser instalada da seguinte maneira: ⇒ Junto ao limite de propriedade com a via pública, em local de fácil acesso a

qualquer hora; ⇒ Preferencialmente, para os casos de leitura direta, deverão ser instalados as caixas

de medição com leitura voltada para a via pública. ⇒ Caso a porta principal da edificação esteja junto ao limite de propriedade com a via

pública, a instalação da caixa deve ser feita no lado interno, o mais próximo possível dessa porta;

⇒ Sua instalação deve ser obrigatoriamente externa, quando a edificação for recuada em relação ao limite de propriedade com a via pública.

⇒ No interior da caixa não deverá conter materiais combustíveis.

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Equipamentos de Medição O medidor, os transformadores de corrente e o bloco de aferição são dimensionados e instalados pela Concessionária. A medição direta será determinada em função da corrente de demanda da unidade de consumo, de acordo com abaixo.

Valores Máximos Admissíveis para Medidor Alimentador da Unidade de Consumo Máxima Corrente

Convencional (FFFN) 35mm2 100A

Eletrônico (FFFN) 25mm2 80A

Pré-venda (FFN) 10mm2 (XLPE concêntrico) 60A

Nota. Quando forem utilizados condutores flexíveis classes 4, 5 ou 6, conforme NBR-6148, o limite máximo da seção do condutor deverá ser de 35mm2. A opção por medidores eletrônicos ou de pré-venda fica a critério do interessado. Os medidores serão fornecidos e instalados pela Concessionária e a diferença de custo, em relação ao medidor convencional, correrá por conta do interessado. O ramal alimentador da unidade de consumo deve ter no mínimo 0,30m de comprimento para possibilitar a conexão ao medidor. Os condutores do ramal alimentador da unidade de consumo devem ter seção mínima de 10mm2. A medição será indireta quando forem ultrapassados os limites descritos acima e será efetuada através de transformadores de corrente É obrigatória a instalação de chave seccionadora, sem fusíveis, antes dos transformadores de corrente. Os condutores de ligação do medidor, em medição indireta, devem ter seção de 2,5mm² e serem instalados pelo interessado, em eletrodutos de PVC, de diâmetro nominal 32mm, ou de aço carbono dos tipos pesado, série extra ou leve 1, de tamanho nominal 34mm, 25mm e 25mm, respectivamente.

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Aterramento Ligação elétrica intencional com a terra, com objetivos funcionais e de proteção, ligando o condutor neutro com a terra e as demais partes metálicas não destinadas a conduzir corrente elétrica. O consumidor deve prover sua instalação de um sistema de aterramento conforme as diretrizes da Norma NBR-5410, da ABNT. Deve possuir um ponto de aterramento, destinado ao aterramento das caixas metálicas da entrada consumidora e do condutor neutro do ramal de entrada Deve ser prevista, dentro dos limites de propriedade do consumidor a instalação de uma caixa de inspeção de aterramento para alojar o ponto de conexão entre o condutor de aterramento e o eletrodo (haste) de aterramento. Esta caixa pode ser de concreto, PVC ou manilha. O condutor de aterramento deve ser tão curto e retilíneo quanto possível, não ter emendas ou dispositivos que possam causar sua interrupção e ser protegido mecanicamente por meio de eletroduto. Postes Existem três tipos: de aço ou alumínio seção quadradar, concreto armado duplo T e de concreto armado moldado no local. Os postes de aço, alumínio ou os de concreto devem possuir gravado em relevo a marca comercial do fabricante e cujo protótipo tenha sido homologado na Concessionária; Quando utilizado o poste de concreto, moldado no local, deve ser encaminhado à Concessionária um termo de responsabilidade assinado por profissional habilitado, contendo as necessárias especificações técnicas e as respectivas Anotações de Responsabilidade Técnica - ART do projeto e da execução. O poste particular deve ser instalado no limite de propriedade com a via pública, de tal forma que garanta as distâncias mínimas estabelecidas conforme ilustração.

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O engastamento do poste deverá ser de 1,35m e estar de acordo com a marca especificada em relevo pelo fabricante. Implantação do poste de aço seção quadrada A partir de janeiro de 2003 a Concessionária de Energia Elétrica Eletropaulo adotou para ligações individuais com demandas calculadas de até 100 A, o poste tubular de aço seção quadrada, em substituição ao tubo de aço circular. Em função das não conformidades encontradas nos postes de aço seção circular comercializados atualmente, e toda a sorte de problemas gerados aos consumidores e a ELETROPAULO devido a essas irregularidades, foi adotado um novo padrão de seção de poste que pretende inibir a ação de empresas fornecedoras despreparadas tecnologicamente, a inserirem no mercado produtos de baixa qualidade de resistência, acabamento, durabilidade e segurança. O padrão recém criado, com o padrão existente, será até o dia 31 de março de 2003 e que a implantação do novo tipo de poste será de imediato, ou seja, a partir da publicação deste comunicado, conforme acordo pré-estabelecido com os fabricantes cadastrados.

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Montagem do Padrão de Medição A montagem do padrão de medição deverá estar de acordo com a quantidade de medidores por entarda, e conforme Tabela 1

Lista de materiais para instalação:Sistema Delta (bifásico, para ligação até 12 kW, duas fases e um neutro, 115/230 V, instalado em muro) 1) Parafuso francês e porca quadrada com arruela. 2) Suporte com isolador (ver nota 1). 3) Poste padronizado: concreto duplo “T” ou aço ∅ 101,6 mm, espessura 5,0 mm. Se ele for instalado do mesmo lado da rede, a sua altura é de 6,0 m. Se for do lado oposto da rede, a altura é de 7,5 m. Ambos devem ter furações e traço demarcatório (ver nota 1). 4) Eletroduto de PVC rígido rosqueável ou bengala de ∅ 25 mm, com raio de curvatura mínimo de 135º ou cabeçote. 5) Amarração com arame de aço galvanizado 14 BWG (mínimo de três voltas) ou braçadeira de aço zincado (ver nota 1). 6) Condutores do ramal de entrada – fio de 10 mm2. O neutro deve ser azul claro e os demais de qualquer cor, exceto verde. 7) Caixa tipo E, em aço carbono, fibra, ferro fundido, alumínio ou aço inoxidável, de fornecedores cadastrados na ELETROPAULO, contendo identificação do fabricante. 8) Bucha e arruela de alumínio, ∅ 25 mm. 9) Circuito alimentador com eletroduto embutido no piso ou parede. Os condutores devem ter a mesma seção do ramal de entrada. 10) Disjuntor bipolar de 50 A ou fusível tipo cartucho de 50 A. 11) Eletroduto de PVC, ∅ 20 mm, para aterramento. 12) Conector de aperto para aterramento. 13) Haste de aterramento, aço-cobre, de 2400 mm X ∅14 mm mínimo. 14) Conector tipo parafuso fendido, para dois condutores de 10 mm2. 15) Condutor de aterramento, fio de cobre nu de 10 mm2. 16) Massa de calafetar (colocar após a conexão do condutor de aterramento na haste). 17) Cavidade para inspeção, tamanho 200 X 200 X 200 mm.

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Notas: 1) Para regiões litorâneas, instalar: • Caixa de fibra, alumínio ou aço inoxidável; • Poste de concreto duplo “T”; • Armação secundária e parafuso em liga de alumínio; • Amarração com fio de cobre, seção 2,5 mm2. 2) Não é permitida a instalação de eletroduto no interior do poste de aço. 3) O topo do poste de aço deve ser vedado com tampa de PVC ou similar. 4) O traço demarcatório existente no poste para verificação do engastamento deve ficar visível até a vistoria, pela Eletropaulo, do padrão de entrada. 5) A medição deve ser instalada dentro da propriedade do consumidor, preferencialmente no limite desta com a via pública. 6) O condutor de aterramento deve ser de cobre nu, tão curto e retilíneo quanto possível, sem ementa e sem dispositivo que possa interromper sua continuidade.

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Sistema Delta (bifásico, para ligação até 12 kW, duas fases e um neutro, 115/230 V, instalado em muro) A empresa Concessionária só efetuará a ligação se a instalação obedecer as seguintes especificações:

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Lista de materiais para instalação: Sistema Delta (bifásico, para duas ligações de 12 kW cada, duas fases e um neutro, 115/230 V, instalado em muro):

1) Parafuso francês e porca quadrada com arruela. 2) Suporte com isolador (ver nota 1). 3) Poste padronizado: concreto duplo “T” ou aço ∅ 101,6 mm, espessura 5,0 mm. Se ele for instalado do mesmo lado da rede, a sua altura é de 6,0 m. Se for do lado oposto da rede, a altura é de 7,5 m. Ambos devem ter furações e traço demarcatório (ver nota 1). 4) Eletroduto de PVC rígido rosqueável ou bengala, com raio de curvatura mínimo de 135º ou cabeçote, ou aço zincado a quente (colocar bucha para este caso). 5) Amarração com arame de aço galvanizado 14 BWG (mínimo de três voltas) ou braçadeira de aço zincado (ver nota 1). 6) Condutores do ramal de entrada. O neutro deve ser azul claro e os demais de qualquer cor, exceto verde. 7) Caixa tipo E, em aço carbono, fibra, ferro fundido, alumínio ou aço inoxidável, de fornecedores cadastrados na ELETROPAULO, contendo identificação do fabricante. 8) Bucha e arruela de alumínio. 9) Circuito alimentador com eletroduto embutido no piso ou parede. Os condutores devem ter a mesma seção do ramal de entrada. 10) Disjuntor bipolar ou fusível tipo cartucho. 11) Eletroduto de PVC, ∅ 20 mm, para aterramento. 12) Conector de aperto para aterramento. 13) Haste de aterramento, aço-cobre, de 2400 mm X ∅14 mm mínimo. 14) Conector tipo parafuso fendido, para dois condutores. 15) Condutor de aterramento, fio de cobre nu de 10 mm2. 16) Massa de calafetar (colocar após a conexão do condutor de aterramento na haste). 17) Cavidade para inspeção, tamanho 200 X 200 X 200 mm.

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Notas: 1) Para regiões litorâneas, instalar: • Caixa de fibra, alumínio ou aço inoxidável; • Poste de concreto duplo “T”; • Armação secundária e parafuso em liga de alumínio; • Amarração com fio de cobre, seção 2,5 mm2. 2) Não é permitida a instalação de eletroduto no interior do poste de aço. 3) O topo do poste de aço deve ser vedado com tampa de PVC ou similar. 4) O traço demarcatório existente no poste para verificação do engastamento deve ficar visível até a vistoria, pela Eletropaulo, do padrão de entrada. 5) A medição deve ser instalada dentro da propriedade do consumidor, preferencialmente no limite desta com a via pública. 6) O condutor de aterramento deve ser de cobre nu, tão curto e retilíneo quanto possível, sem ementa e sem dispositivo que possa interromper sua continuidade. 7) Acima dos visores de cada caixa, na parte externa, deve ser pintada ou colocada uma plaqueta com número da casa de cada unidade consumidora correspondente. 8) Este padrão é aplicável para carga total instalada até 24 kW (soma das duas instalações) nas tensões 115 / 230 V.

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Sistema Delta (bifásico, para duas ligações de 12 kW cada, duas fases e um neutro, 115/230 V, instalado em muro):

A empresa Concessionária só efetuará a ligação se a instalação obedecer as seguintes especificações:

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FFaattoorr ddaa DDeemmaannddaa O fator de demanda representa uma porcentagem das potências previstas. Isto é feito para que os condutores não sejam superdimensionados, tendo em vista que, numa residência, nem todos os equipamentos são utilizados ao mesmo tempo. A determinação da demanda prevista é de responsabilidade do autor do projeto, que poderá apresentar o cálculo de demanda conforme sugestão abaixo. Iluminação e tomadas de uso geral Edificação de Uso Residencial, Hotel e Flat a) A demanda referente às cargas de iluminação e tomadas de uso geral para o dimensionamento da entrada consumidora coletiva em edificações residenciais, hotéis ou flats, deve ser calculada tomando-se como base somente as áreas úteis construídas da edifcação e considerando 5W por metro quadrado. b) A demanda referente às cargas de iluminação e tomadas de uso geral, de cada uma das unidades de consumo da edificação de uso residencial, hotel ou flat, ou para as entradas individuais, deve ser calculada com base na carga declarada e nos fatores de demanda indicados na Tabela 1, excluindo a unidade correspondente a administração que deve ser calculada em função da área útil, de acordo com o ítem a.

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Tabela 1 - Fatores de demanda para iluminação e tomadas de uso

geral para unidades residenciais

Potência (W) Fator de demanda

0 a 1.000 0,86

1.001 a 2.000 0,75

2.001 a 3.000 0,66

3.001 a 4.000 0,59

4.001 a 5.000 0,52

5.001 a 6.000 0,45

6.001 a 7.000 0,40

7.001 a 8.000 0,35

8.001 a 9.000 0,31

9.001 a 10.000 0,27

Acima de 10.000 0,24 Exemplo de aplicação:

• Potência ativa de iluminação e tomadas de uso geral: 6.840 W • Fator de demanda a ser aplicado: 0,40 • Cálculo da potência: 6.840 x 0,40 = 2.736 W

Tomadas de uso especifico (aparelhos) A demanda das tomadas de uso especifico é dado pelo números de aparelhos e deve ser determinada em função da carga declarada, utilizando-se a Tabela 3, sendo que as potências individuais dos aparelhos devem ser iguais ou superiores às potências mínimas individuais indicadas na Tabela 2.

Tabela 2 Finalidade Potências Mínimas [W]

Torneira elétrica 3.000

Chuveiro elétrico 4.000

Máquina de lavar louça 2.000

Máquina de secar roupa 2.500

Forno de Microondas 1.500

Forno de elétrico 1.500

Ferro elétrico 1.000

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Tabela 3 Fator de Demanda [%] Número de

Aparelhos Chuveiro, Torneira

Elétrica, Aquece-

dor Individual de

Passagem

Máquinas Lava

Louças Aquece-

dor Central de

Passagem

Aquecedor

Central de

Acumulação

Fogão Elé-trico,

Forno de Micro

Ondas

Máquina de Secar

Roupas, Sauna,

Xerox, Ferro

Elétrico, Industrial

Hidro-Massa-gem

01 100 100 100 100 100 100

02 68 72 71 60 100 56

03 56 62 64 48 100 47

04 48 57 57 40 100 39

05 43 54 57 37 80 35

06 39 52 54 35 70 25

07 36 50 53 33 62 25

08 33 49 51 32 60 25

09 31 48 50 31 54 25

10 a 11 30 46 50 30 50 25

12 a 15 29 44 50 28 46 20

16 a 20 28 42 47 26 40 20

21 a 25 27 40 46 26 36 18

26 a 35 26 38 45 25 32 18

36 a 40 26 36 45 25 26 15

41 a 45 25 35 45 24 25 15

46 a 55 25 34 45 24 25 15

56 a 65 24 33 45 24 25 15

66 a 75 24 32 45 24 25 15

76 a 80 24 31 45 23 25 15

81 a 90 23 31 45 23 25 15

91 a 100 23 30 45 23 25 15

101 a 120 22 30 45 23 25 15

121 a 150 22 29 45 23 25 15

151 a 200 21 28 45 23 25 15

201 a 250 21 27 45 23 25 15

251 a 350 20 26 45 23 25 15

351 a 450 20 25 45 23 25 15

451 a 800 20 24 45 23 25 15

801 a 1000 20 23 45 23 25 15

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Nota: Para equipamentos elétricos de potência acima de 1.000W, não contemplados o interessado deve fornecer as potências e quantidades dos aparelhos, bem como, os respectivos fatores de demanda utilizados. Motores Eletrcios A demanda em kVA dos motores elétricos deve ser determinada conforme segue: a) Converter as potências de motores, de CV./HP para kVA, utilizando-se a Tabela 4 .

Tabela 4 Potência Nominal

[c.v. ou HP]

Potência Absorvida na Rede

Corrente à plena Carga [A]

Corrente de Partida [A]

cos ϕ Médio

kW kVA 380V 220V 380V 220V

1/3 0,39 0,65 0,90 1,70 4,10 7,10 0,61

1/2 0,58 0,87 1,30 2,30 5,80 9,90 0,66

3/4 0,83 1,26 1,90 3,30 9,40 16,30 0,66

1 1,05 1,52 2,30 4,00 11,90 20,7 0,69

1 1/2 1,54 2,17 3,30 5,70 19,10 33,10 0,71

2 1,95 2,70 4,10 7,10 25,00 44,30 0,72

3 2,95 4,04 6,10 10,60 38,00 65,90 0,73

4 3,72 5,03 7,60 13,20 43,00 74,40 0,74

5 4,51 6,02 9,10 15,80 57,10 98,90 0,75

7 1/2 6,57 8,65 12,70 22,70 90,70 157,10 0,76

10 8,89 11,54 17,50 30,30 116,10 201,10 0,77

12 1/2 10,85 14,09 21,30 37,00 156,00 270,50 0,77

15 12,82 16,65 25,20 43,70 196,60 340,60 0,77

20 17,01 22,10 33,50 58,00 243,70 422,10 0,77

25 20,92 25,83 39,10 67,80 275,70 477,60 0,81

30 25,03 30,52 46,20 80,10 326,70 566,00 0,82

40 33,38 39,74 60,20 104,30 414,00 717,30 0,84

50 40,93 48,73 73,80 127,90 528,50 915,50 0,84

60 49,42 58,15 88,10 152,60 632,60 1095,7 0,85

75 61,44 72,28 109,50 189,70 743,60 1288,0 0,85

100 81,23 95,56 144,80 250,80 934,70 1619,0 0,85

125 100,67 117,05 177,30 307,20 1162,7 2014,0 0,86

150 120,09 141,29 214,00 370,80 1455,9 2521,7 0,85

Mot

ores

trifá

sico

s

200 161,65 190,18 288,10 499,10 1996,4 3458,0 0,85

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 200

1/4 0,42 0,66 5,90 3,00 27,00 14,00 0,63

1/3 0,51 0,77 7,10 3,50 31,00 16,00 0,66

1/2 0,79 1,18 11,60 5,40 47,00 24,00 0,67

3/4 0,90 1,34 12,20 6,10 63,00 33,00 0,67

1 1,14 1,56 14,20 7,10 68,00 35,00 0,73

1 1/2 1,67 2,35 21,40 10,70 96,00 48,00 0,71

2 2,17 2,97 27,00 13,50 132,00 68,00 0,73 Mot

ores

Mon

ofás

icos

3 3,22 4,07 37,00 18,50 220,00 110,00 0,79

1. Os valores da tabela foram obtidos pela média de dados fornecidos pelos fabricantes; 2. As correntes de partida citadas na tabela acima podem ser utilizadas quando não se dispuser das mesmas nas placas dos motores. 3. Foram considerados valores médios usuais para fator de potência e rendimento; 4. Se os maiores motores forem iguais, para efeito da somatória de suas potências, deve-se considerar apenas um como o maior e os outros, como segundos em potência; 5. Existindo motores que obrigatoriamente partam ao mesmo tempo (mesmo sendo os maiores), deve-se somar suas potências e considerá-los um só motor (excluídos os motores de elevadores); b) Aplicar o fator de demanda de 100% para o motor de maior potência e 50% para os demais motores, em kVA. Aparelhos de Ar-Condicionado – Tipo Janela A conversão da potência calórica (BTU/h) para potência elétrica (W), pode ser obtida através da Tabela 5, a seguir:

Tabela 5 CAP [BTU/h] 7100 8500 10000 12000 14000 18000 21000

CAP [kCal/h] 1775 2125 2500 3000 3500 4500 5250

Tensão [V] 110 220 110 220 110 220 110 220 220 220 220

Corrente [A] 10 5 14 7 15 7,5 17 8,5 9,5 13 14

Potência [VA] 1100 1100 1550 1550 1650 1650 1900 1900 2100 2860 3080

Potência [W] 900 900 1300 1300 1400 1400 1600 1600 1900 2800 3600

Observação:1 BTU/h = 0,25 kCal/h

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A determinação do fator de demanda pode ser feita de acordo com a Tabela 6 .

Tabela 6 Número de Aparelhos Fator de Demanda [%]

1 a 10 100

11 a 20 90

21 a 30 82

31 a 40 80

41 a 50 77

acima de 51 75

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SSiisstteemmaa ttaarriiffáárriioo IInndduussttrriiaall Demanda mensal: Para entender o que é demanda mensal vamos ver uma definição de demanda pela empresa concessionária fornecedora de energia. Segundo a Eletropaulo, por exemplo, “demanda mensal é o maior valor da potência média solicitada em cada intervalo de 15 minutos em que foi dividido o período de tempo entre duas leituras consecutivas, no período de um mês”. A demanda é medida por um instrumento denominado RDTD – Registrador Digital para Tarifa Diferenciada. Sistema tarifário: Nosso sistema tarifário é dividido em diversos grupos e subgrupos, de acordo com suas características específicas. O sistema é dividido em dois grupos: grupo A, para consumidores em alta tensão, tensões acima de 2,3 kV, e grupo B para consumidores em baixa tensão, tensões de 110 V a 440 V. Os grupos A e B são divididos em subgrupos, conforme tabela a seguir:

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Subgrupos Tensão (kV) A1 > 230

A2 de 88 a 138

A3 69

A3a de 30 a 44

A4 de 2,3 a 25

A5 subterrânea

B1 classe residencial

B2 classe rural

B3 demais classes

B4 iluminação pública

O custo da energia para cada tipo de consumidor é estabelecido pelo governo federal por meio do DNAEE – Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica. Tarifação do grupo B: Essa tarifação leva em consideração apenas a energia consumida no período, medida em kWh (kilowatt-hora) mais o imposto (ICMS). Nesse tipo de tarifação de conta no qual apenas o consumo é considerado, o preço é escalonado de acordo com o consumo, conforme ilustra a tabela que segue.

Consumo (kWh) Custo da energia (kW) Até 30 a

de 31 a 100 b

de 101 a 200 c

de 201 a 300 d

acima de 300 e

O custo da energia (de “a” a “e”) tem valores diferentes para cada kW consumido, ou seja, o custo da energia de b é maior que o custo da energia a, e assim sucessivamente. A tarifação do grupo A é dividida em dois modelos: • convencional; • horo-sazonal.

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Sistema tarifário convencional: A conta do sistema convencional é calculada levando-se em consideração o consumo mensal de energia elétrica em kWh e a demanda mensal em kW. A tarifa do consumo é aplicada diretamente sobre a quantidade de energia elétrica ativa (kWh), utilizada em um período médio de 30 dias. Esta parcela somente poderá ser reduzida alterando-se a quantidade de energia elétrica consumida. Com relação à demanda (kW), a legislação estabelece que seja considerado, para efeito de faturamento, o maior valor entre: ⇒ a demanda verificada por medição (instrumento RDTD); ⇒ 85% da maior demanda verificada em qualquer um dos 11 meses anteriores à

medição. ⇒ a demanda fixada em contrato de fornecimento. Por exemplo, uma empresa teve demanda mensal (medida) de 100 kW, demanda contratada de 90 kW e nos últimos 11 meses a maior média de demanda foi de 150 kw. Desta forma temos: ⇒ Demanda medida = 100 kW ⇒ 85% da maior demanda = 128 kW ⇒ Demanda contratada = 90 kW Neste caso, a demanda faturada será de 128 kW. A empresa estará trabalhando adequadamente quando o valor de demanda faturada for igual ao valor da demanda registrada, pois nesta situação paga-se apenas o que realmente é consumido. Se a empresa apresentar um valor de demanda registrada inferior ao valor da demanda contratada, isso significa que seu contrato de fornecimento de energia elétrica está acima de suas necessidades. Por outro lado, se o valor da demanda faturada for 85 % da máxima demanda registrada nos últimos onze meses, isso significa que, em algum desses meses, ocorreu um valor anormal de demanda registrada que pode ter sido causado, por exemplo, por testes de equipamentos elétricos ou por operação de equipamentos novos.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 205

Fator de carga: Quando a concessionária de energia elétrica estabelece um contrato com uma empresa, fica implícito que a concessionária está colocando à disposição do consumidor a demanda contratada no período de 24 horas por dia, durante 30 dias. Por exemplo, se a demanda contratada é de 100 kW a concessionária está dispondo uma energia de: Energia disponível = 100 kW. 24 horas . 30 dias Energia disponível = 72 000 kWh/mês Porém o consumidor não consome toda esta energia, pois em determinados momentos o consumo será menor que os 100 kW. Como parte da energia colocada à disposição do consumidor não foi consumida, isso não é revertido em forma de receita para a concessionária. O fator de carga (FC) é o consumo do período dividido pelo produto da demanda máxima e o número médio de horas neste período. Se uma empresa tem um consumo mensal de 36.000 kWh em um período médio de 730 horas e sua demanda é de 100 kW, seu fator de carga será de:

FC = 0,49 Fator de potência: O fator de potência é a relação entre as potências ativa e aparente.

Quando este valor é baixo, causa uma série de inconvenientes na rede elétrica da industria e da concessionária. Por este motivo, é cobrada uma taxa de ajuste na conta do consumidor se o valor do fator de potência for menor que 0,92.

100.730000.36

demanda . médio tempomensal Consumo FC ==

kVAkWFP =

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Sistema tarifário horo-sazonal: Neste sistema tarifário são considerados alguns aspectos: ⇒ horário de utilização da energia elétrica; ⇒ região do país; ⇒ período do ano (meses). Nestes aspectos são estudados onde ocorre um maior ou menor consumo de energia em determinada região em determinados horários. A concessionária que fornece energia elétrica no estado de São Paulo trabalha com dois modelos tarifários: tarifa azul e tarifa verde. Para o enquadramento nesses modelos tarifários devem ser observadas as seguintes definições: ⇒ Os consumidores supridos em tensão igual ou superior a 69 kV, independente do

valor da demanda, deverão estar enquadrados na tarifa azul. ⇒ Os consumidores supridos em tensão inferior a 69 kV (tensão de distribuição

primária), com demanda superior a 500 kW, deverão estar enquadrados na tarifa azul ou verde.

⇒ Os consumidores supridos em tensão inferior a 69 kV, com demanda inferior a 500 kW, poderão opcionalmente, estar enquadrados na tarifa convencional, azul ou verde.

Para a modalidade horo-sazonal, o preço de fornecimento de energia será diferenciado em função do horário e do período do ano de utilização conforme tabela que segue:

Horário de Ponta (P)

Composto por três horas consecutivas definidas pelo concessionário de acordo com as características do seu sistema elétrico, situada no intervalo compreendido diariamente, entre 17 h e 22 h, exceto sábados e domingos. Na Eletropaulo, o horário de ponta estabelecido é das 17: 30 h às 20:30 h.

Horário fora de ponta

(FP)

Composto pelas 21 horas diárias complementares ao horário de ponta. Sábados e domingos são considerados fora de ponta.

Período Úmido (U)

Período de 5 meses consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos pelas leituras de dezembro de um ano a abril do ano seguinte.

Período seco (S)

Período de 7 meses consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos pelas leituras de maio a novembro.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 207

A tabela a seguir ilustra valores de tarifas convencionais e horo-sazonais de acordo com a resolução da ANEEL n.º 636 de 01/12/2001, para os subgrupos A-4 sem desconto

Tarifas referentes à concessionária Eletropaulo Metropolitana Eletricidade de São Paulo S.A. – ELPA

Sistema Demanda R$/kW

Consumo R$/MWh

Convencional 8,48 124,17

Horo-sazonal Ponta seca 22,43 147,02

Ponta úmida 22,43 136,05

Fora de ponta seca 7,48 69,90

Fora de ponta úmida 7,48 61,78

Ultrapassagem PS ou PU 67,23 Tarif

a az

ul

Ultrapassagem FPS ou FPU 22,43

Ponta seca 7,48 665,23

Ponta úmida 7,48 564,31

Fora de ponta seca 7,48 69,90

Fora de ponta úmida 7,48 61,78 Tarif

a ve

rde

Ultrapassagem seco/úmido 22,43

Observações:

• Os serviços de saneamento básico (água e esgoto) recebem um desconto de 15% nas tarifas.

• As cooperativas pertencentes ao grupo A têm desconto de 50% nas tarifas. • Atividades rurais pertencentes ao grupo A têm desconto de 10% nas tarifas.

A ilustração a seguir fornece uma conta de energia elétrica:

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Exercícios: 1) O que é demanda mensal? 2) Qual é o nome do instrumento que registra a demanda de uma empresa? 3) Quais são os dois modelos de tarifação do grupo A? 4) Qual demanda a legislação estabelece que seja considerada para efeito de faturamento? 5) O que é fator de carga?

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PPrrootteeççããoo ccoonnttrraa ooss ppeerriiggoossddaa eenneerrggiiaa eellééttrriiccaa

Muitas vezes subestimamos os perigos da energia elétrica, por não ser um perigo visível ou palpável como ocorre em mecânica, por exemplo. Mas uma simples troca de lâmpada pode ser fatal se não forem observados alguns aspectos importantes com relação à segurança. Neste capítulo serão abordados assuntos que devem ser encarados com muita seriedade, pois sua vida é mais importante que qualquer outra coisa, inclusive seu trabalho. Efeitos da corrente elétrica no corpo humano: Partindo do princípio de que tudo é formado por átomos, e corrente elétrica é o movimento dos elétrons de um átomo a outro, o corpo humano é então um condutor de eletricidade.

A passagem da corrente elétrica pelo corpo humano pode ser perigosa dependendo da sua intensidade, do caminho por onde ela circula e do tipo de corrente elétrica. Assim, uma pessoa suporta, durante um curto período de tempo, uma corrente de até 40 mA. Vejamos o porquê: Com as mãos úmidas, a resistência total de um corpo humano é de aproximadamente 1.300 Ω. Aplicando a Lei de Ohm (V = R x I), vamos nos lembrar de que para uma corrente de 40 mA circular em uma resistência de 1.300 Ω, é necessária apenas uma tensão elétrica de:

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V = 1300 Ω x 0,04 A = 52 V. Por causa disso, em nível internacional, tensões superiores a 50 V são consideradas perigosas. Através da tabela que segue, é possível observar em valores de correntes o que pode ocorrer com uma pessoa quando submetida à passagem de uma corrente elétrica. É claro que cada ser humano tem valores resistivos diferentes e esses valores variam de acordo com o metabolismo, a presença ou não de umidade, e o trajeto que a corrente faz através dos membros da pessoa.

Corrente em ampères Efeito 0,005 a 0,01A Pequenos estímulos nervosos.

0,01 a 0,025 A Contrações musculares.

0,025 a 0,08 A Aumento da pressão sangüínea, transtornos cardíacos e respiratórios, desmaios.

0,08 a 5 A Corrente alternada pode provocar a morte por contrações rápidas do coração (fibrilação).

acima de 5 A Queimaduras na pele e nos músculos.

Veja na ilustração a seguir o que pode ocorrer em alguns dos órgãos do corpo humano, quando atravessado por uma corrente, entrando pela mão e saindo pelos pés de uma pessoa descalça sobre um chão molhado.

1. Cérebro: detenção da circulação sangüínea; 2. Músculo: paralisação do músculo; saída de um órgão

ou parte dele; 3. Pulmões: acúmulo anormal de líquido; aumento de

pressão; 4. Coração: infarto; aumento do número de contrações e

perda da capacidade de bombear sangue; 5. Diafragma: parada respiratória; tetanização; 6. Rim: insuficiência renal; incontinência de urina; 7. Embrião (feto): tetanização; aumento do número de

contrações no coração e perda de capacidade de bombear sangue; desprendimento da placenta;

8. Vasos circulatórios: entupimento e parada cardíaca; 9. Sangue: fuga da parte líquida, coagulável do sangue; 10. Bulbo: inibição dos centros respiratórios e cardíacos.

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Devido ao que acabou de ser explicado, os seguintes cuidados devem ser tomados: ⇒ os reparos de equipamentos elétricos devem ser sempre feitos por especialistas; ⇒ as partes do corpo expostas à tensão devem estar devidamente isoladas; ⇒ os equipamentos devem estar desligados por completo durante a execução dos

reparos. Medidas de proteção: Várias medidas podem ser tomadas para proteger as pessoas contra choques elétricos. As mais usuais são: ⇒ proteção através do condutor terra; ⇒ proteção por isolamento; ⇒ proteção por separação de circuitos. Proteção através do condutor terra: A falha de isolação de qualquer equipamento cuja instalação tenha sido realizada sem o condutor terra, fará a carcaça do equipamento ficar energizada. Se alguém se encostar a esta carcaça, uma corrente elétrica circulará através de seu corpo, ocasionando um choque elétrico. Para evitar esse tipo de acidente deve-se instalar um condutor terra na carcaça do equipamento. Esta medida de proteção é chamada de aterramento.

Se ocorrer falha na isolação do equipamento, estando a carcaça aterrada, haverá um curto-circuito entre o condutor fase e o de proteção (terra). Isto ocasiona a atuação do dispositivo de proteção do circuito e elimina o perigo. A corrente elétrica vai para terra através do condutor de proteção.

O condutor de proteção deve ter cor verde com espiras amarelas ou somente verde (NBR 5410).

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Proteção por isolação: Uma outra forma de proteção contra choques elétricos é através da utilização de materiais isolantes na carcaça dos equipamentos. As ferramentas elétricas e os aparelhos eletrodomésticos são envolvidos em materiais isolantes com boa resistência mecânica.

Proteção por separação de circuitos: A proteção por separação de circuitos é feita com o auxílio de um transformador isolador (1:1) com o secundário não aterrado. Assim é possível deixar o secundário sem referência com a terra, deixando de existir, dessa forma, diferença de potencial entre os terminais do secundário e a terra.

Exercícios: 1) Qual o valor limite de corrente elétrica, que uma pessoa pode suportar durante um curto período de tempo?

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2) O que pode ocorrer com uma pessoa quando submetido a passagem de uma corrente elétrica de 30 mA ? 3) Acima de qual valor a tensão é considerada perigosa? 4) Cite um exemplo de dano que a corrente elétrica pode causar ao passar pelo coração de uma pessoa. 5) Relacione a coluna da esquerda com a coluna da direita: 1. Proteção através do condutor terra ( ) Transformador isolador 1:1 2. Proteção por separação de circuitos ( ) Aterramento 3. Proteção por isolamento ( ) Carcaça de materiais isolantes

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FFeerrrraammeennttaass ee UUtteennssíílliioossuussaaddooss eemm IInnssttaallaaççõõeess

eellééttrriiccaass Para a realização de suas tarefas do dia-a-dia, o profissional da área eletroteécnica necessita não só do conhecimento teórico, mas também de uma série de equipamentos, componentes e ferramentas que o auxiliam nesse trabalho. Neste capítulo serão estudadas as ferramentas mais usadas em eletricidade, ou seja, alicates e chaves de fenda. E ainda nesse capitulo serão vistos três tipos diferentes utensílios que auxiliam o eletricista na execução de suas tarefas (escadas, cinto porta ferramentas e guia de naílon) bem como a suas corretas formas de utilização. Alicates: O alicate é uma ferramenta de aço forjado composta de dois braços e um pino de articulação. Cada uma das extremidades de cada braço (cabeça) pode ser em formato de garras, de lâminas de corte ou de pontas que servem para segurar, cortar, dobrar ou retirar peças de determinadas montagens.

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Existem vários modelos de alicates, cada um adequado a um tipo de trabalho. Em serviços de eletricidade, os alicates mais usuais são os seguintes: ⇒ alicate universal; ⇒ alicate de corte diagonal; ⇒ alicate de bico; ⇒ alicate decapador; ⇒ alicate gasista. O alicate universal é o modelo mais conhecido e usado de toda a família dos alicates. Os tipos existentes no mercado variam principalmente em relação ao acabamento e ao formato da cabeça. Esse tipo de alicate é uma das principais ferramentas usadas pelo eletricista, pois serve para prender, cortar ou dobrar condutores. Este alicate é composto de dois braços articulados por um pino ou eixo, que permite abri-lo e fechá-lo, e em uma das extremidades se encontram suas mandíbulas. São encontrados nos comprimentos de 150 mm, 165 mm, 175 mm, 190 mm, 200 mm, 210 mm e 215 mm.

O alicate de corte diagonal serve para cortar condutores. É encontrado nos comprimentos de 130 mm e 160 mm.

ponta articulação

estriado corte braço

mandíbula

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Alicate de bico redondo é utilizado para fazer olhal em condutores com diâmetros diferentes, de acordo com o parafuso de fixação. É encontrado nos comprimentos de 130 mm e 160 mm.

O alicate decapador possui mandíbulas reguláveis para decapar a isolação com rapidez e sem danificar o condutor. Tem comprimento padronizado conforme o diâmetro do condutor.

Outro alicate usado pelo eletricista instalador é o alicate gasista, também chamado de alicate bomba d’água, que possui mandíbulas reguláveis, braços não isolados e não tem corte. Serve para montar rede de eletrodutos, e especificamente buchas e arruelas. É encontrado nos comprimentos de 160 mm, 200 mm e 250 mm.

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Chave de fenda: A chave de fenda comum ou chave de parafuso é uma ferramenta manual utilizada para apertar e desapertar parafusos que apresentam uma fenda ou ranhura em suas cabeças.

Ela é constituída por uma haste de aço-carbono ou aço especial, com uma das extremidades forjada em forma de cunha e outra, em forma de espiga prismática ou cilíndrica estriada, encravada solidamente em um cabo.

O cabo normalmente é feito de material isolante rígido com ranhuras longitudinais que permitem uma boa empunhadura do operador e impedem que a ferramenta escorregue da mão. A região da cunha da chave de fenda é temperada para resistir à ação cortante das ranhuras existentes nas fendas dos parafusos. O restante da haste deve apresentar uma boa tenacidade para resistir ao esforço de torção quando a chave de fenda estiver sendo utilizada. Para permitir o correto ajuste na fenda do parafuso, as chaves de fenda comuns de boa qualidade apresentam as faces esmerilhadas em planos paralelos, próximo ao topo.

cunha face haste cabo

face esmerilhada

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A finalidade dessas faces esmerilhadas é dificultar o escorregamento da cunha na fenda do parafuso quando ele está sendo apertado ou desapertado. Isso evita que a fenda do parafuso fique danificada e protege o operador de acidentes devidos ao escorregamento da ferramenta Além da chave de fenda comum, existem alguns outros modelos indicados para o uso em trabalhos da área eletroeletrônica. Elas são: ⇒ chave Philips; ⇒ chave tipo canhão. Chave Philips: A chave Philips é uma variante da chave de fenda. Nela, a extremidade da haste, oposta ao cabo, tem o formato de cruz. É usada em parafusos que usam este tipo de fenda.

Chave tipo canhão: A chave tipo canhão tem na extremidade de sua haste um alojamento com dimensões iguais às dimensões externas de uma porca. Esse tipo de chave serve para a colocação de porcas.

Conservação e condições de uso: Como qualquer outra ferramenta, a chave de fenda requer cuidados especiais de manuseio e armazenamento.

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Para que a chave de fenda se mantenha em perfeito estado para uso, deve-se seguir os seguintes cuidados de manuseio: ⇒ não usar o cabo da chave como um martelo; ⇒ não usar a chave para cortar, raspar ou traçar qualquer material; ⇒ usar a chave adequada ao tamanho e tipo do parafuso; ⇒ jamais esmerilhar ou limar a cunha da chave. Para evitar acidentes, ao apertar parafusos, a peça deve estar apoiada em um lugar firme. Do contrário, a chave poderá escorregar e causar ferimentos na mão que estiver segurando a peça. Utensílios para eletricistas Escadas A escada é um equipamento utilizado pelo eletricista para que possa realizar trabalhos em diferentes alturas. Elas são encontradas basicamente em três modelos diferentes: ⇒ escada simples; ⇒ escada dupla; ⇒ escada com apoio. A escada simples é constituída basicamente por degraus e pernas. Esse tipo de escada só pode ser usado em locais que ofereçam apoio a sua parte superior, como por exemplo, paredes.

O apoio contra as paredes deve ter uma inclinação tal, que os pés fiquem distantes da parede aproximadamente ¼ do comprimento “L”.

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Antes de subir na escada é necessário certificar-se de que os pés da escada estejam firmemente apoiados ao chão. Se o piso for escorregadio, use um tapete de borracha no apoio dos pés da escada.

Ao utilizar essa escada, deve-se solicitar o auxílio de outra pessoa para segurá-la firmemente antes da subida. Se possível, o último degrau deve ser amarrado no ponto de apoio para que a escada não escorregue de lado.

As escadas duplas e com apoio são semelhantes na forma construtiva, diferindo apenas na utilização. A escada dupla permite a subida de duas pessoas, enquanto que a escada com apoio permite a subida de somente uma. Esses tipos de escadas não precisam ser apoiadas em paredes, porque possuem dois lados que se abrem com o auxílio de uma dobradiça. Além disso, um braço articulado mantém a escada na posição aberta.

escada dupla

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Cinto porta-ferramentas: Esse cinto é um equipamento de segurança usado não só para proteger o eletricista contra quedas, mas também para transportar as ferramentas de forma prática e organizada, uma vez que, para evitar acidentes nunca se deve carregar ferramentas no bolso.

O cinto deve ser colocado na cintura com as ferramentas encaixadas nos espaços separados para cada uma; alicates, chaves de fendas e canivete. Guia de náilon: O guia de náilon é utilizado para facilitar a passagem dos condutores nos eletrodutos. Na ponta desse utensílio existe uma mola com uma esfera para guiar a haste de nailon através das curvas. Na outra extremidade do guia, a fixação dos condutores é feita por meio do olhal metálico, conforme ilustração a seguir:

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Depois de feitas as amarrações e antes de introduzir o guia através do eletroduto, estas devem ser isoladas com fita isolante. As amarrações devem receber uma camada de vaselina ou talco industriais, fabricados para esse fim, à medida que o guia e as fiações forem sendo introduzidos. Isto é feito para facilitar a passagem dos condutores pelos eletrodutos.

Exercícios: 1. Responda às seguintes questões: a) Quais são as ferramentas mais usadas nas atividades da área eletroeletrônica? b) Qual dos alicates estudados nesta lição serve para prender, cortar e dobrar

condutores? c) Qual a função do alicate de corte diagonal?

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2. Associe a coluna da esquerda com a coluna da direita: a) alicate decapador b) alicate de bico c) alicate de corte diagonal d) chave tipo canhão e) chave Philips

( ) Serve para cortar condutores. ( ) Tem uma fenda no formato de cruz. ( ) Decapa a isolação de condutores. ( ) Serve para montar redes de eletrodutos. ( ) Faz olhal em condutores.

3) Quais são os modelos de escadas existentes? 4) O que deve ser feito quando se utiliza uma escada simples em pisos escorregadios? 5) Qual é a diferença entre a escada simples e a dupla? 6) Qual é a função do cinto porta-ferramentas? 5) Quando a guia de nailon deve ser usada?

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EEmmeennddaass ee DDeerriivvaaççõõeess Quando é necessário unir as extremidades de condutores de modo a assegurar resistência mecânica adequada e um contato elétrico perfeito, usam-se emendas e derivações. Os tipos de emendas mais empregados são: ⇒ emendas em linhas abertas; ⇒ emendas em caixas de ligação; ⇒ emendas com fios grossos. As emendas feitas em linhas abertas são feitas enrolando-se a extremidade do condutor à ponta do outro e vice-versa. Este tipo de emenda é denominado de prolongamento.

Para se executar este tipo de emenda, os condutores a serem unidos devem ser desencapados com o auxílio de um canivete em aproximadamente 50 vezes seu diâmetro.

50 D

d

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O revestimento isolante deve ser retirado com um canivete usado de forma inclinada como se estivesse apontando um lápis.

O fio sem isolação deve ser cruzado, e as primeiras espiras enroladas com os dedos:

Então, prossegue-se com o alicate universal, dando o aperto final com dois alicates.

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As emendas de condutores em caixas de ligações são denominadas rabo de rato. Para esse tipo de emenda, os condutores são desencapados da mesma forma e comprimento do processo anterior. Os fios devem estar fora da caixa e a emenda deve ser iniciada torcendo-se os condutores com os dedos.

O aperto final deve ser dado com o alicate.

Dobrando-se a emenda no meio, faz-se o travamento. Agora é passar fito isolante e está concluído o serviço.

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Quando é necessário derivar um condutor em uma rede elétrica, independentemente do tipo de ligação, usa-se a derivação.

O condutor a ser derivado deve ser desencapado num comprimento de aproximadamente 50 vezes seu diâmetro. A região do outro condutor onde se efetuará a emenda deve ser desencapada num comprimento aproximado de 10 vezes o seu diâmetro.

Deve-se cruzar o condutor em um ângulo de 90° em relação ao condutor principal, segurando-os com o alicate universal.

condutor principal

condutor derivado

condutorprincipal

condutor derivado

alicate

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O condutor derivado deve ser enrolado com os dedos sobre o principal mantendo-se as espiras uma ao lado da outra, e um mínimo de 6 espiras.

Utilizando dois alicates, dá-se o aperto final e o arremate.

Em virtude da resistência que os condutores oferecem na torção das pontas, em condutores com seção igual ou superior a 10 mm2 outro processo de emenda é utilizado. Isso exige técnica especial de junções, a fim de assegurar uma ligação mecânica forte, além do bom contato elétrico. Emendas de fios grossos: Em relação às emendas de fios grossos, observa-se a regra geral de que as emendas só podem ser executadas com auxílio de conectores. A tabela a seguir resume informações sobre esse tipo de emenda.

condutor principal

condutor derivado

alicate

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Tipo de emenda Aplicação Ilustração

Emendas com fio amarrilho

Instalações interiores. O fio utilizado como amarrilho deve ser de 1 mm2

.

fio amarrilho

Emendas em prolongamento e em derivação

Instalações externas

Condutor encordoado (cabo) Emenda entrelaçada de uso geral.

Emenda com conector Prolongamento ou derivações em fios singelos ou cabos.

cobre

inibidor

alumínio

Emenda por soldagem: Outra forma de emendar fios grossos é pela emenda por soldagem que apresenta um bom contato elétrico e boa resistência mecânica. Ela é executada com o auxílio de um metal de adição formado por uma liga de estanho e chumbo.

Para executar a emenda por soldagem, o ferro de soldar deve estar com a ponta limpa, quente e com uma certa quantidade de metal de adição derretido. O ferro deve ser o apoio da emenda, e o metal de adição deve estar apoiado na parte superior da emenda até que a solda fundida preencha todos espaços entre as espiras e cubra totalmente a emenda.

metal de adição

ferro de soldar

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Conectores especiais: A conexão de condutores pode também ser feita por meio de conectores especiais, denominados bornes ou conectores bornes, que unem fios ou cabos por meio de parafusos.

Outra forma de conexão de condutores a equipamentos é o olhal, feito com um alicate de bico. É importante observar o sentido de aperto do parafuso ao se conectar o fio no equipamento para que o olhal não se abra.

Isolação de emendas e derivações: Toda emenda e derivação deve ser protegida por uma isolação restabelecendo as condições de isolação dos condutores. Essa isolação é feita por meio da fita isolante. A fita isolante é fabricada com materiais plásticos e borracha. É apresentada comercialmente em rolos com diferentes comprimentos e larguras adequadas a cada tipo de condutor que se queira isolar. Independentemente do tipo de emenda ou derivação, esta deve ser isolada com, no mínimo, duas camadas de fita sem que ela seja cortada, procurando deixá-la bem esticada e com a mesma espessura do isolamento do condutor.

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CCoonncceeiittooss BBáássiiccooss ddeeIIlluummiinnaaççããoo

A luz sempre foi um importante e indispensável elemento em nossas vidas, por isso, ela é encarada de forma familiar e natural, e nós deixamos muitas vezes de lado a real necessidade de conhecê-la e compreendê-la. Ao longo dos anos, graças aos avançados recursos tecnológicos, nada alterou tanto nossas vidas como a luz elétrica. Surgiram no mercado as mais variadas, fonte de luz artificial, com propriedades e qualidades especificas. Desta diversidade, fez-se necessário conhecer as fontes de luz artificial adequadas a cada aspecto e necessidade da vida moderna. A qualidade da luz é decisiva, tanto no que diz respeito ao desempenho das atividades, como na influencia que ela exerce no estado emocional dos seres humanos. Conhecer a luz, as alternativas disponíveis e saber controlar qualidade e quantidade, são ferramentas preciosas para o sucesso de qualquer instalação. Somando-se criatividade, o resultado pode ser transformador de nossa vida, de forma a torná-la mais produtiva, agradável, confortável e segura.

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Luz A luz é uma fonte de radiação emite ondas eletromagnéticas. Elas possuem diferentes comprimentos, e o olho humano somente é sensível a alguns. Luz é, portanto a radiação eletromagnética capaz de produzir uma sensação visual. Fontes Luminosas As fontes de luz artificial estão apresentadas em três grandes familias: ⇒ Incandescência: de origem térmica, como o sol ⇒ Luminescência: de origem na descarga, como os raios ⇒ Fotoluminescência: assim como os vagalumes.

Trabalho realizado (Potência consumida: W) É a energia consumida por uma fonte luminosa, medida em watts (W). Para fontes que funcionam com o auxílio de equipamentos (transformadores, reatores) deve-se considerar a potência consumida pelos mesmos, somada à potência das lâmpadas. Fluxo luminoso: lm É a quantidade de luz emitida por uma fonte, medida em lumens (lm), na tensão nominal de funcionamento.

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Eficiência energética: lm/W É a relação entre fluxo luminoso e a potência consumida. Portanto, para cada watt consumido, temos; ⇒ lâmpada incadescente produz de 10 a 15 lm/W. ⇒ fluorescente compacta, de 50 a 80 lm/W. ⇒ vapor de sódio, de 80 a 140 lm/W. Vida /durabilidade de uma lâmpada: O conceito de vida de uma lâmpada é dado em horas e é definido por critérios pré-estabelecidos, considerando sempre um grande lote testado sob condições controladas e de acordo com as normas pertinentes. ⇒ Vida média: É a média aritmética do tempo de duração de cada lâmpada acesa. ⇒ Vida mediana: É o número de horas resultante, onde 50% das lâmpadas são

ensaiadas ainda permanecem acesas. Vida custo/benefício É o número de horas atingido em que houve determinada depreciação do fluxo luminoso inicial do lote ensaiado, decorrente da depreciação do fluxo luminoso em cada lâmpada e de suas respectivas queimas. Ângulo de radiação O ângulo de radiação é o ângulo sólido produzido por um refletor que direciona a luz. Intensidade luminosa Expressa em candelas (cd), é a intensidade do fluxo luminoso projetado em uma determinada direção. Iluminância Expressa em lux (lx), é o fluxo luminoso que incide sobre uma superfície situada à uma certa distância da fonte. Ela é a relação entre intensidade luminosa e o quadrado da distância (l/d²). Na prática, é a quantidade de luz dentro de um ambiente, e pode ser medida com o auxílio de um luxímetro. Para obter conforto visual, considerando a atividade que se realiza, são necessários certos níveis de iluminância médios. Os mesmos são recomendados por normas técnicas: ABNT – NBR 5523. Fator ou índice de reflexão: É a relação entre p fluxo luminoso refletido e o incidente. Varia sempre em função das cores ou acabamentos das superfícies e suas características de reflectância.

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Luminância: Medida em cd/m², é a intensidade luminosa produzida ou refletida por uma superfície existente. Lâmpadas As lâmpadas modernas são fontes de origem elétricas. As com filamento convencional ou halógenas, produzem luz pela incandescência, assim como o sol. As de descargas aproveitam a luminescência, assim como os raios. E os diodos utilizam a fotoluminescência, assim como os vagalumes. Existem ainda as lâmpadas mistas, que combinam incandescência e luminescência, e as fluorescentes, cuja característica é o aproveitamento da luminescência e fotoluminescência. Incandescentes Uma das mais antigas fontes de luz e a mais familiar para a maioria das pessoas, funciona através da passagem da corrente elétrica pelo filamento de tungstênio que, com o aquecimento, gera luz. Com cor agradável (“amarelada”), e reprodução de cor de 100%, os diversos tipos de lâmpadas comuns, decorativas ou refletoras, têm atualmente sua aplicação predominantemente residencial.

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Halógenas As lâmpadas halógenas são também consideradas incandescentes. Têm o mesmo principio de funcionamento, porém foram incrementadas com a introdução dos gases halógenos que, dentro do bulbo, se combinam com as partículas de tungstênio desprendidas do filamento. Esta combinação, somada à corrente térmica dentro da

lâmpada, faz com que as partículas se depositem de volta no filamento, criando assim o ciclo regenerativo do halogênio. O resultado é uma lâmpada com vantagens adicionais, quando comparadas às incandescentes: ⇒ Luz mais branca, brilhante e uniforme ao longo de toda a vida; ⇒ Alta eficiência energética, ou seja, mais luz com potência menor ou igual; ⇒ Vida útil mais longa, variando entre 2000 e 4000 horas; ⇒ Dimensões menores.

Fluorescentes Tubulares As lâmpadas fluorescentes emitem luz pela passagem da corrente elétrica através de um gás. Estas descarga emiti quase totalmente radiação ultra violeta ( invisível ao olho humano) que, por sua vez, será convertida em luz pelo pó fluorescente que reveste a superfície interna do bulbo.

É da composição deste pó fluorescente que resultam as mais diferentes alternativas de cor de luz adequada a cada tipo de aplicação. E ele que determina a qualidade e a quantidade de luz, além da eficiência na reprodução de cor.

Estas lâmpada são a clássicas forma para uma iluminação econômica. Sua alta eficiência e longa durabilidade garante sua aplicação nas mais diversas áreas comerciais e industriais

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Existem hoje, duas versões de lâmpada: ⇒ Fluorescente convencional :que apresenta eficiência de até 75 Im/W, cor variada

entre amarela/branca/azul e índice de reprodução de cor de 48 a 78 % ⇒ Fluorescente Trifósforo - que apresenta eficiência de até 75 Im/W, cor variada

entre amarela/branca/azul e índice de reprodução de cor de 85 % A grande revolução das florescentes ao longo dos anos tem ficado por conta da reprodução do diâmetro. Quanto menor ele for, maior é a possibilidade de desenvolvimento ótico dos refletores, permitindo melhor eficiência das luminárias As verões tradicionais das lâmpada são produzidas em T12( 38mm) ou T10(33mm),e as versões mais modernas, em T8 (26mm). A performance desta família de lâmpada é melhora através de instalação em modernos reatores eletrônicos de alta freqüência, proporcionando grande economia, maior conforto e vida útil mais longa. Fluorescentes compactas

Foram incorporadas toda a tecnologia e características das lâmpadas fluorescentes tubulares, consideradas de nova geração, porém, na forma reduzida. Hoje, esta é uma linha de lâmpadas com design moderno, extremamente compacto e com diversidades capaz de atender as mais diferentes necessidades de aplicação, seja comercial, institucional ou residencial. Quando comparadas às incandescentes comuns, apresentam as seguintes vantagens:

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Incandescente X

FLUORESCENTES COMPACTAS

⇒ Consumo de energia 80% menor, resultando daí uma drástica redução na conta de luz;

⇒ Durabilidade 10 vezes maior, implicando em uma enorme redução nos custos de manutenção e reposição de lâmpadas;

⇒ Design moderno, leve e compacto; ⇒ Aquecem menos o ambiente,

representando uma forte redução na carga térmica das grandes instalações, proporcionando conforto e sobrecarregando menos os sistemas de as condicionado;

⇒ Excelente reprodução de cores, com índice de 85% o que garante seu uso em locais onde fidelidade e valorização dos espaços e produtos é fundamental;

⇒ Tonalidade de cor adequada para cada ambiente, obtida graças à tecnologia do pótrifósforo, com opções de:

⇒ Amarela: com aparência de cor semelhante às incandescentes e, portanto, indicada para ambientes onde se deseja atmosfera aconchegante e tranqüila, como residências, hotéis, restaurantes refinados etc.

⇒ Branca: com aparência de cor mais branca, indicada para ambientes ativos onde pretende-se estimular a produtividade ou o consumo, como em restaurantes do tipo “fast food”, lojas, shopping centers, escritórios, clubes, academias de ginasticas, escolas, hospitais etc.

Descarga em Alta Pressão As modernas lâmpada de descarga em alta pressão têm principio de funcionamento complementares diferente das incandescentes. Uma descarga elétrica entre os eletrodos leva os componentes internos do tubo de descarga a produzirem luz. Esta família de lâmpadas funciona através do uso de reatores e, em alguns casos, só partem com auxilio de ignitores. Os reatores são equipamentos auxiliares necessários para manter a estabilização da descarga elétrica. Os ignitores proporcionam picos de tensão da ordem de 5000 Volts, necessários para o acendimento das mesmas. Dependendo do tipo, estas lâmpadas necessitam, entre a partida e a estabilização total do fluxo luminoso, de 2 a 15 minutos.

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Consiste de uma grande família, diversificada no que diz respeito às características de luz, economia, potência e durabilidade, o que garante de forma abrangente o uso em locais internos, externos ou situações especiais. Multivapores Metálicos

São lâmpadas que combinam iodetos metálicos, apresentando altíssima eficiência energética e excelente reprodução de cor. Sua luz, extremante branca e brilhante, realça e valoriza espaços e ilumina com intensidade, além de apresentar longa durabilidade e baixa carga térmica. Alta potência: Para a iluminação de grandes áreas, com níveis de iluminância elevados e, principalmente, em locais onde alta qualidade de luz é primordial, as lâmpadas de multivapores metálicos de 250 a 3500W são ideais. Apresentam durabilidade variada, com índice de reprodução de cor de até 90%, eficiência energética de até 100 lm/W. Existem em versões elipsoidais, tubulares e compactas. São indicadas para iluminação de estádios de futebol, ginásios poliesportivos, piscinas cobertas, indústrias, supermercados, salas de exposição, salões, saguões de teatros e hotéis, fachadas, praças, monumentos, aeroportos, etc, e em locais onde ocorrem filmagens e televisionamentos externos, a exemplo dos sambódromos. Vapor de Sódio Altíssima eficiência energética de ate 130 lm/W. longa durabilidade e, consequentemente, longos intervalos para reposição, são sem duvida a garantia da mais econômica fonte de luz. Em versões tubulares e elipsoidais, estas lâmpadas se diferenciam pela emissão de luz branca dourada, indicada para iluminação de locais onde a reprodução de cor não é um fator importante.

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Amplamente utilizada na iluminação externa, em avenidas, auto estradas, viadutos, complexos viários etc., tem seu uso ampliado para áreas industriais, siderúrgicas e ainda para locais específicos como aeroportos, estaleiros, portos, ferrovias, pátios e estacionamentos. Vapor de Mercúrio – HQL Lâmpadas de descarga com aparência branca azulada, eficiência de até 55 Im/W, apresentadas em potências de 80 a 1000W. Normalmente utilizadas na iluminação de vias públicas e áreas industrias. Mista – HWL Como o próprio nome diz é uma lâmpada composta de um filamento e um tubo de descarga. Funcionam em tensão de rede 220V, sem uso de reator. São, via de regra, alternativas de maior eficiência para substituição de lâmpadas incandescentes. Abaixo, tabela de comparação da eficiência enérgica média dos diferentes de tipos de lâmpadas.

Fluor Compact

a

Flúor Trifósforo Flúor

Compacta

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LLââmmppaaddaass iinnccaannddeesscceenntteess Como vimos no capítulo anterior, existem vários tipos de lâmpadas elétricas empregadas em iluminação, da qual se destaca a lâmpada incandescente que é a lâmpadas mais empregada em instalações residenciais e que será o objeto de estudo deste capítulo. Lâmpadas incandescentes Por definição lâmpada incandescente é uma fonte de luz artificial, que tem a finalidade de transformar energia elétrica em energia luminosa. A luz emitida por esta lâmpada provem de um filamento metálico, montado dentro de um bulbo de vidro, intensamente aquecido (aproximadamente 2700 °C) pela passagem da corrente elétrica. A figura a seguir mostra uma lâmpada com a designação de suas partes.

O bulbo é construído em vidro opaco ou transparente e apresenta diversos formatos. Para evitar que o filamento entre em combustão e se evapore dentro do bulbo, cria-se um vácuo em lâmpadas pequenas de até 25 W. Nas lâmpadas de maior potência, além do vácuo pode-se também colocar um gás inerte, do tipo nitrogênio ou argônio.

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A base da lâmpada incandescente é feita de latão ou alumínio que pode apresentar rosca do tipo Edison de diversos diâmetros, ou encaixe do tipo baioneta. As ilustrações a seguir mostram esses dois tipos de conexões.

O filamento é construído de tungstênio, enrolado em forma helicoidal e apoiado por uma haste de vidro, onde se encontram também os condutores internos.

A escolha de uma lâmpada incandescente é feita baseando-se principalmente na potência e tensão. Assim, quanto maior for a potência, maior será o fluxo luminoso. Para conhecer o fluxo luminoso de uma lâmpada, deve-se consultar catálogos técnicos de fabricantes. A tabela a seguir é fornecida pela norma NBR 5121, e relaciona valores de tensão, potência, tamanho de base, e acabamento do bulbo.

conexão tipo baionetaconexão tipo Edison

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Tensão nominal (em V)

Potência nominal (em W)

Base Acabamento do bulbo

25 40 60 75 100 150 200

E 26 ou

E 27

Foscado internamente, opalizado ou claro

300 500

E 26 E 27 E 39 ou

E40

Entre 115V e

240 V

1000 1500

E 39 ou

E 40

Claro

Exercícios 1. Responda às seguintes perguntas: a) Qual é a definição de lâmpada incandescente ? b) Quais os parâmetros elétricos analisados para a escolha de uma lâmpada

incandescente ? 2. Assinale V para verdadeiro e F para falso nas afirmações que seguem: a) ( ) O filamento da lâmpada incandescente é feito de tungstênio. b) ( ) Dentro do bulbo de vidro é colocado um gás denominado hidrogênio. c) ( ) A lâmpada incandescente com base E 40 terá somente bulbo claro. d) ( ) A temperatura no filamento é de aproximadamente 2700° C. e) ( ) Lâmp. Incandescentes de 1000 W são fabricadas com bases de E 26 a E 40.

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DDiissppoossiittiivvooss ddee MMaannoobbrraa,,LLiiggaaççããoo ee CCoonneexxããoo

Para acender ou apagar uma lâmpada, fazer funcionar um ferro de passar roupas elétrico ou qualquer eletrodoméstico, é necessária a utilização de dispositivos construídos para esta finalidade. Esses dispositivos são indispensáveis em uma instalação elétrica e são denominados de interruptores, tomadas, plugues e porta-lâmpadas. Neste capítulo, esses dispositivos serão tratados em suas particularidades técnicas, utilizações e simbologia, para que você possa escolher e especificar de forma correta o que melhor se adapte às necessidades do trabalho. Interruptores: Interruptores são dispositivos de manobra que permitem abrir, fechar ou comutar um circuito elétrico. Geralmente são usados nas instalações elétricas prediais em circuitos de iluminação. Os interruptores são constituídos basicamente de duas partes: corpo e contatos. O corpo do interruptor é feito de baquelite, porcelana ou plástico e serve para alojar as partes metálicas compostas pelos contatos e pelos sistemas de molas. Os contatos são feitos de latão cadmiado, ferro cadmiado e ferro. Quando acionados eles têm a função de abrir, fechar ou comutar um circuito elétrico. Normalmente esses contatos são construídos para suportarem uma corrente máxima de 10 ampères, valor este que vem impresso no corpo do interruptor.

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Tipos de interruptores: Os interruptores são fabricados basicamente em 4 tipos: • interruptor simples; • interruptor paralelo; • interruptor intermediário. • Duas seções

O interruptor simples é o tipo de interruptor mais usado em instalações elétricas e sua única função é interromper ou restabelecer o circuito.

As figuras que seguem representam a simbologia desse tipo de interruptor e um circuito utilizando um interruptor simples.

Os interruptores paralelos são aqueles que permitem o comando de uma lâmpada em dois pontos diferentes. Possuem três bornes: um é comum e os outros dois são responsáveis pela comutação do circuito, o que permite que se ligue ou desligue o circuito a partir de dois pontos diferentes. Esse tipo de interruptor é muito usado para comandar iluminação de escadarias, corredores e dormitórios. Para esse tipo de instalação é necessária a utilização de dois interruptores paralelos As figuras que seguem ilustram o sistema de acionamento interno e o esquema elétrico desse interruptor.

(comum)c

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As figuras a seguir demonstram um circuito utilizando estes interruptores. Funcionamento: Se os dois interruptores estiverem na mesma posição (posição I ou posição II), a lâmpada estará acesa. Por outro lado, se os interruptores estiverem em posições diferentes, a lâmpada se apagará. Desta forma, independentemente da posição de um dos interruptores, é possível comandar a lâmpada a partir de qualquer um dos pontos. Quando é necessário comandar uma lâmpada ou um circuito a partir de vários pontos diferentes (3 ou mais pontos), é necessário utilizar dois interruptores paralelos e interruptores intermediários entre eles. Os interruptores intermediários possuem quatro bornes de ligação, responsáveis pela comutação dos circuitos. Através desses interruptores é possível a comutação do circuito em quantos pontos forem necessários, pois a sua construção permite dois tipos de ligações que possibilitam esta comutação. As figuras a seguir ilustram as ligações nas posições I e II.

A seguir é mostrado o esquema de um circuito de iluminação comandado a partir de quatro pontos diferentes, utilizando dois interruptores paralelos e dois intermediários.

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Se for necessário comandar a lâmpada do circuito anterior em sete pontos diferentes, bastaria acrescentar ao circuito mais três interruptores intermediários, entre os interruptores paralelos. Estes interruptores são utilizados em corredores longos com várias portas no seu percurso, como por exemplo, em hospitais, onde é necessário o comando de um circuito em vários pontos diferentes. Os interruptores duas seções ou bipolares são utilizados em acionamento de lâmpadas alimentadas com duas fases, de modo que nenhuma das fases fique sobre o porta lâmpadas após o interruptor ser acionado, ou ainda em situações que o neutro deverá ser interrompido na alimentação da lâmpada. As figuras que seguem apresentam o esquema elétrico desse interruptor e suas aplicações.

O aspecto físico dos interruptores varia de acordo com o fabricante e necessidade do ambiente onde ele será usado. Os interruptores simples e paralelo são idênticos e o intermediário e o bipolar apresentam tecla dupla.

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A seguir são apresentados alguns modelos como exemplo. É sempre interessante consultar catálogos de fabricantes para conhecer a diversidade de combinações e tipos de interruptores fabricados, a fim de escolher o que melhor se adapte ao trabalho a ser realizado.

De acordo com o interruptor utilizado, escolhe-se um tipo de placa de proteção. As figuras que seguem ilustram alguns modelos.

Tomadas e plugues: Tomadas e plugues são dispositivos que permitem ligações elétricas provisórias de aparelhos portáteis industriais e eletrodomésticos. A ligação é feita por meio do encaixe entre o plugue, que é a parte móvel, e a tomada, que é a parte fixa.

Nesses tipos de dispositivos os valores de tensão de serviço e corrente nominal mais comuns são: 250 V - 6 A, 10 A e 30 A.

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Desde a ultima revisão da NBR 54 10 é obriga a utilização de tomadas e plugues de 3 pinos ( 2P + T) , não sendo mais permitido a utilização dos antigas tomadas e plugues de 2 pinos. Os plugues e as tomadas são fabricados normalmente de baquelite, porcelana ou nailon. Eles se diferenciam entre si pelo formato e quantidade de pinos. Os pinos podem ser redondos ou chatos e devem corresponder ao formato e quantidade dos contatos da tomada.

O 3º pino coresponde ao pino-terra, este normalmente diferencia-se dos outros pinos pelo seu maior comprimento, para garantir que a conexão do terra seja feita antes dos outros condutores.

As tomadas podem ter de diferentes modelos. Os que diferenciam uma das outras é o formato dos pinos do plugue que podem ser encaixados. As tomadas podem receber pinos redondos e chatos, chatos e cahtos com ângulos de45 º, conforme ilustrações que seguem.

A instalação de interruptores e tomadas deve obedecer à norma NBR 5410. Essa norma determina que o interruptor fique a 1,2 m do piso. Para tomadas existem três alturas padronizadas: a 30 cm (baixa), a 1,3 m (média) e a 2,3 m (alta) do piso acabado.

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Porta-lâmpadas: Porta-lâmpadas são dispositivos de fixação e conexão elétrica usados entre a lâmpada e os condutores. Os materiais mais utilizados na fabricação desses dispositivos são a porcelana e o baquelite. A norma NBR 5112 determina todos os parâmetros construtivos e ensaios desse dispositivo. A rosca destinada a receber a lâmpada é denominada de rosca Edison, com vários diâmetros diferentes. O seu código é provido da letra E (Edison) e um número que determina o diâmetro da rosca em milímetros: E-10, E-12, E-14, E-17, E-27 e E-40. As lâmpadas incandescentes usadas em residências possuem rosca E-27. Alguns tipos de porta lâmpadas são mostrados nas figuras que seguem.

Exercícios: 1) Quais são os quatros tipos de interruptores usados em instalações elétricas prediais? 2) Qual é a corrente máxima que pode circular por um interruptor simples, em instalações prediais? 3) Quais são os valores de tensão de serviço e correntes nominais mais comuns para tomadas e plugues?

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4) Qual é a diferença que se podem achar entre as tomadasl? 5) Qual é o tipo de rosca que é utilizado em porta-lâmpadas para lâmpadas usadas em residências?

6) Que vantagem o interruptor paralelo apresenta em relação ao interruptor simples? 7) Faça o esquema de um circuito de iluminação com uma lâmpada comandada a partir de três pontos diferentes.

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LLââmmppaaddaass FFlluuoorreesscceenntteess Neste capítulo, será estudado um tipo de iluminação muito utilizado em instalações prediais em geral: é a iluminação fluorescente usada na substituição de lâmpadas incandescentes. Essa substituição traz uma série de vantagens como será demonstrado a seguir: Luminária fluorescente: A luminária é um conjunto para iluminação formado de calha, reator, starter, receptáculos, lâmpada fluorescente e acessórios de fixação. Esse tipo de luminária é usado em ambientes residenciais, comerciais e industriais.

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A luminária fluorescente pode ser construída para fixação pendente ou na superfície, com ou sem difusor, conforme ilustrações a seguir:

A calha é uma estrutura metálica (chapa de aço) esmaltada com rasgos para a introdução de soquetes e furação para a fixação de reatores.

A calha é construída de formas variadas. Sua principal função é refletir e dirigir o fluxo luminoso para a área a ser iluminada, aumentando o aproveitamento do fluxo luminoso emitido pela lâmpada. Os Reatores são aparelhos que proporcionam às lâmpadas fluorescentes as tensões necessárias ao seu funcionamento. Eles podem ser construídos para uma, duas, três ou quatro lâmpadas e sempre trazem estampado em sua carcaça o esquema de ligação.

Existem basicamente dois tipos de reatores:

• reator eletrônico; • reator indutivo (convencional e de partida rápida).

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O reator eletrônico apresenta algumas vantagens em relação ao reator indutivo. Entre elas podem ser citadas: • menor peso; • maior vida útil; • starter desnecessário; • fator de potência próximo de 1. O reator indutivo é composto de uma bobina de reatância ou da combinação dessa bobina com um autotransformador imerso em massa isolante.

Os terminais de ligação do reator saem da caixa de ferro, e seus condutores apresentam cores diferentes ou base conectora, a fim de facilitar sua ligação com outros elementos da instalação. Esse tipo de reator pode ser convencional ou com partida direta. O reator convencional necessita de um elemento de partida chamado de starter. Já o reator de partida direta dispensa esse componente.

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O starter é um interruptor térmico automático, destinado a abrir ou fechar o circuito dos filamentos de uma lâmpada. Sua finalidade é fornecer dentro de um tempo determinado, o pré-aquecimento dos catodos, quando então, a lâmpada entra em funcionamento.

Os starters são fabricados para vários valores de potência de lâmpadas, de15 a 40 W. O difusor é um acessório da luminária que abriga a lâmpada evitando que a luz incida diretamente nos objetos, difundido a iluminação de maneira uniforme, produzindo uma sensação de conforto e dando à luminária um aspecto ornamental.

Os receptáculos são responsáveis pela interligação das lâmpadas e do starter ao circuito. As figuras que seguem ilustram esses componentes:

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Lâmpada de descarga fluorescente: A lâmpada de descarga fluorescente é um tipo de lâmpada que utiliza a descarga elétrica através de um gás para produzir energia luminosa. É constituída de um tubo cilíndrico de vidro, que contém gás argônio, hélio ou neônio e gotículas de mercúrio. Sua parede interna é recoberta de substância fluorescente. Nas extremidades estão os filamentos de tungstênio, bases e pinos de conexão. Essas lâmpadas proporcionam um tipo de iluminação agradável e, em relação ao consumo, emitem maior quantidade de fluxo luminoso do que lâmpadas incandescentes de mesma potência. Os catálogos de fabricantes fornecem o fluxo luminoso de suas lâmpadas fluorescentes. Observe na tabela a seguir:

Incandescente standart Fluorescente regular Potência 40 W 40 W

Fluxo luminoso 495 Lm 2.700 Lm

Vida média 1.000 h 12.000 h

Eficiência 12,4 Lm/W 68,0 Lm/W

Funcionamento: Acionando-se o interruptor, forma-se um arco-voltaico entre os terminais do starter e o bimetálico se aquece, fechando o circuito conforme as setas da corrente no diagrama a seguir:

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Ao circular uma corrente elétrica pelo filamento ele se aquece. Num espaço de tempo muito curto, a lâmina bimetálica do starter esfria e se afasta do contato fixo abrindo o circuito, provocando uma tensão mais alta, originária do reator. Essa tensão vai encontrar os filamentos aquecidos e será suficiente para produzir dentro da lâmpada uma descarga elétrica entre os filamentos por meio do gás existente dentro da lâmpada.

Essa descarga é rica em radiações ultravioleta que, atingindo a camada fluorescente do tubo, produz luz visível.

Existem ainda lâmpadas fluorescentes compactas nas quais, em muitos casos, o reator já está acoplado na base de rosca E27.

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A tabela a seguir apresenta alguns tipos de lâmpadas fluorescentes compactas comparando-as com lâmpadas incandescentes de mesma potência:

Tipos de lâmpadas

fluorescentes

Potências (W)

Fluxo luminoso (Lm)

Lâmpada incandescente equivalente (W)

Simples 5 / 7 / 9 / 11 / 13 250 / 400 / 600 / 900 / 900 25 / 40 / 60 / 75 / 75

Dupla 9 / 18 / 26 600 / 1200 / 1800 60 / 100 / 150

Tripla 18 / 26 1200 / 1800 100 / 150

Exercícios: 1) Quais são os componentes que compõem uma luminária fluorescente? 3) Cite duas vantagens que o reator eletrônico apresenta em relação ao indutivo. 4) Qual é a função dos receptáculos? 5) Qual é a principal vantagem da utilização de uma lâmpada fluorescente? 6) Em uma instalação de iluminação, para substituir uma lâmpada incandescente de 100 W por uma lâmpada fluorescente compacta, qual seria a potência da lâmpada fluorescente para obter o mesmo fluxo luminoso?

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AAtteerrrraammeennttoo EEllééttrriiccoo O aterramento elétrico, com certeza, é um assunto que gera um número enorme de dúvidas quanto às normas e procedimentos. Muitas vezes, o desconhecimento das técnicas para realizar um aterramento eficiente, ocasiona a queima de equipamentos, ou pior, o choque elétrico nos operadores desses equipamentos. O capítulo a seguir foi elaborado para esclarecer as dúvidas mais comuns referente a este assunto. Neste capítulo são apresentados as técnicas de aterramento e os materiais que são usados para esse fim. Esses conhecimentos são de fundamental importância para o eletricista de manutenção e devem ser estudados com bastante cuidado. Aterramento elétrico Segundo a ABNT, aterrar significa colocar instalações e equipamentos no mesmo potencial de modo que a diferença de potencial entre a terra e o equipamento seja zero. Isso é feito para que, ao se operar máquinas e equipamentos elétricos, o operador não receba descargas elétricas do equipamento que ele está manuseando. Portanto, o aterramento tem três finalidades básicas: ⇒ proteger o funcionamento das instalações elétricas, facilitar o funcionamento dos

dispositivos de proteção ( fusíveis, disjuntores, etc. ), através da corrente desviada para o terra.

⇒ garantir a segurança do operador do equipamento que está sendo usado. ⇒ descarregar cargas estáticas acumuladas nas carcaças das máquinas ou

equipamentos para a terra, evitando assim possíveis queimas ou travamento dos equipamentos.

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O que deve ser aterrado: Em princípio, todo equipamento deve ser aterrado, inclusive as tomadas para máquinas portáteis. Veja figura a seguir.

Equipamentos que devem ser aterrados são: ⇒ máquinas fixas; ⇒ computadores e outros equipamentos eletrônicos; ⇒ grades metálicas de proteção de equipamentos de alta tensão; ⇒ estruturas que sustentam ou servem de base para equipamentos elétricos e

eletrodutos rígidos ou flexíveis. Observações:

• Em equipamentos eletrônicos e impressoras gráficas, o aterramento elimina os efeitos da eletricidade estática.

• O aterramento para computadores deve ser exclusivo para esse tipo de equipamento.

Na prática, é comum adotar-se o conceito de massa com referência ao material condutor onde está contido o elemento eletrizado e que está em contato com a terra.

Elementos a considerar como massas Elementos a considerar como condutores

1. Condutos/Cabos: - Eletrodutos metálicos - Calhas metálicas - Bandejas metálicas - Armação de cabos

2. Equipamentos elétricos: - Todas as partes metálicas externas

(exceto parafusos, rebites, etc.).

1. Elementos utilizados na construção de prédios: - Metálicos ou em concreto armado: • armações; • painéis pré-fabricados; • janelas, portas.

- Revestimento de superfície: • pisos e paredes em concreto armado

sem outro revestimento;

tomada tripolar terminal do condutor de proteção

pluguetripolar

terminal do condutor de proteção

disjuntores

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3. Elementos não-elétricos: - Estruturas metálicas: • se elas servem de passagem a

condutos metálicos; • se elas servem de suporte a

equipamentos elétricos (interruptores, tomadas, etc.). - Objetos metálicos: • nas proximidades de cabos aéreos

ou de barramentos; • em contato com equipamentos

elétricos.

• revestimentos metálicos; • paredes metálicas.

2. Outros elementos: - Canalizações metálicas de gás, água,

aquecimento, ar condicionado. - Aparelhos não-elétricos ligados às

canalizações citadas (forros, reservatórios, radiadores, etc.). - Estruturas metálicas em banheiros. - Papéis metalizados.

Elementos a não considerar como massas

Elementos a não considerar como condutores

1. Condutos: - Eletrodutos de material isolante. - Calhas de material isolante. - Molduras em madeira ou material

isolante. 2. Equipamentos: - Invólucros isolantes desde que não

estejam em contato com um elemento metálico. - Todos os equipamentos classe ll

qualquer que seja o tipo de invólucro.

- Piso de madeira. - Revestimentos de pisos em borracha ou

linóleo. - Paredes de tijolos. - Paredes em gesso. - Carpetes.

Tabela retirada do manual “Proteção Contra Choque Elétrico” – Texas Instrumentos Assim, as bobinas de um motor, por exemplo, são os elementos eletrizados. A carcaça, (base de ferro do motor) e a estrutura de ferro que fazem parte do conjunto constituem a massa, formada de material condutor. Na figura a seguir temos um exemplo da ligação de um PC à rede elétrica, que possuí duas fases (+110VCA, -110VCA), e um neutro. Essa alimentação é fornecida pela concessionária de energia elétrica, que somente liga a caixa de entrada ao poste externo se houver uma haste de aterramento padrão dentro do ambiente do usuário. Além disso, a concessionária também exige dois disjuntores de proteção.

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Teoricamente, o terminal neutro da concessionária deve ter potencial igual a zero volt. Porém devido ao desbalanceamento nas fases do transformador de distribuição, é comum esse terminal tender a assumir potenciais diferentes de zero. Para evitar que esse potencial “flutue”, ligamos ( logo na entrada ) o fio neutro a uma haste de terra. Sendo assim, qualquer potencial que tender a aparecer será escoado para a terra. Analisando esse tipo de ligação vemos que o computador está ligado em 110 VCA, pois utiliza uma fase e um neutro. Mas, ao mesmo tempo, ligamos sua carcaça através de um outro condutor na mesma haste, e damos o nome desse condutor de terra (PE). Pergunta “fatídica”: Se o neutro e o terra estão ligados ao mesmo ponto ( haste de aterramento ), porque um é chamado de terra e o outro de neutro? O neutro é um condutor fornecido pela concessionária de energia elétrica, pelo qual há o “retorno” de energia elétrica. O terra é um condutor construído através de uma haste metálica e que, em situações normais, não deve possuir corrente elétrica circulante. Então a grande diferença entre terra e neutro é que, pelo neutro há corrente circulando, e pelo terra, não.

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Eletrodo de aterramento: O eletrodo de aterramento tem a função de propiciar bom contato elétrico entre a terra e o equipamento a ser aterrado. A haste de aterramento normalmente, é feita de uma alma de aço revestida de cobre. Seu comprimento pode variar de 1,5 a 4,0m. As de 2,4m são as mais utilizadas, pois diminuem o risco de atingirem dutos subterrâneos em sua instalação.

Observação: O ponto de conexão do condutor de proteção com o eletrodo de aterramento deverá ser acessível à inspeção e protegido mecanicamente. Corrente de fuga: Corrente de fuga (ou de falta) é a corrente que flui de um condutor para outro e/ou para a terra quando um condutor energizado encosta acidentalmente na carcaça do equipamento ou em outro condutor sem isolação. Em quase todos os circuitos, por mais bem dimensionados que sejam, há sempre uma corrente de fuga natural para a terra. Essa corrente é da ordem de 5 a 10 mA e não causa prejuízos à instalação. A corrente de fuga (ou de falta) é ilustrada no diagrama a seguir no qual a carcaça de uma máquina aterrada no ponto 1 teve um contato acidental com um resistor.

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eletrodo 3 eletrodo 2

eletrodo 1 (contato do resistor com a massa)

fuga (ou

Como se pode ver, a corrente passa para a massa e retorna à fonte pela terra, partindo do eletrodo 1 para o eletrodo 2. Se no sistema o neutro é aterrado, a corrente de fuga (falta) retornará por ele como mostra o diagrama a seguir:

Qualquer fuga de corrente seja por meio de isolamento defeituoso ou através do corpo de pessoas ou animais, pode causar incêndios ou acidentes, muitas vezes fatais. Se ela ultrapassar os 15 mA, pode haver riscos para o circuito, daí a necessidade de se operar com os dispositivos de segurança. Valor e medição da residência do aterramento O valor ideal para um bom aterramento deve ser menor ou igual a 10Ω. Dependendo da química do solo ( quantidade de água, salinidade, alcalinidade, etc. ), mais de uma haste pode ser necessária para nos aproximarmos desse valor.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 265

Caso isso ocorra, existem duas possibilidades: ⇒ agrupamento de barras em paralelo. ⇒ tratamento químico do solo . Agrupamento de barras Uma boa regra para agruparem-se barras e formação de polígonos. A figura abaixo mostra alguns passos.

O número de hastes de aterramento a ser utilizado no agrupamento vai depender da necessidade de atingir a resistência máxima permitida para um bom aterramento (10Ω.) Tratamento químico do solo. Um aterramento elétrico é considerado satisfatório quando sua resistência encontra-se abaixo de 10Ω. Quando não conseguimos esse valor, podemos mudar o número ou o tipo de eletrodo de aterramento. No caso de haste, podemos mudá-la para canaleta ( onde a área de contato com o solo é maior ), ou ainda agruparmos mais de uma barra para o mesmo terra. Caso isso não seja suficiente, podemos pensar em uma malha de aterramento. Mas imaginem um solo tão seco que, mesmo com todas essas técnicas, ainda não seja possível chegar-se aos 10Ω. Nesse caso a única alternativa é o tratamento químico do solo. O tratamento do solo tem como objetivo alterar a sua constituição química, aumentando o teor de água e sal e, conseqüentemente, melhorando a sua condutividade. O tratamento químico de deve ser o último recurso, visto que sua durabilidade não é indeterminada. O produto mais utilizado é o Erico – gel, e os passos para essa técnica são os seguintes: ⇒ 1° passo: Cavar um buraco com aproximadamente 50cm de diâmetro, por 50cm de

profundidade ao redor da haste.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 266

⇒ 2° passo: Misturar metade da terra retirada com o Erico – gel.

⇒ 3° passo: Jogar a mistura dentro do buraco.

⇒ 4° passo: Jogar, aproximadamente, 25L de água na mistura que está no buraco.

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⇒ 5° passo: Misturar tudo novamente.

⇒ 6° passo: Tampar tudo com a terra “virgem” que sobrou.

Podemos encontrar no mercado outros tipos de produtos para o tratamento químico ( Bentonita, Earthron, etc. ), porém o Erico – gel é um dos mais modernos. Suas principais características são: Ph alcalino ( não corrosivo ), baixa resistividade elétrica, não é tóxico, não é solúvel em água ( retém a água no local da haste ). Medindo o terra O instrumento usado para medir a resistência de terra é chamado de terramiter ou terrômetro.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 268

Esse instrumento possui duas hastes de referência, que servem como divisores resistivos conforme a figura Na verdade, o terrômetro ‘injeta” uma corrente pela terra que é transformada em “quedas” de tensão pelos resistores formados pelas hastes de referência, e pela própria haste de terra.

Através do valor dessa queda de tensão o mostrador é calibrado para indicar o valor ôhmico da resistência do terra. Uma grande dificuldade na utilização desse instrumento é achar um local apropriado para instalar as hastes de referência. Normalmente, o chão são concretados, e, com certeza, fazer dois “buracos” no chão (muitas vezes até pintado ) não é algo agradável. Infelizmente, caso haja a necessidade de medir o terra, não temos outra opção a não ser esta. Mas, podemos ter uma idéia sobre o estado em que ele se encontra, sem medi-lo propriamente. Em primeiro lugar escolhemos uma fase qualquer, e a conectamos a um pólo de uma lâmpada elétrica comum. Em segundo lugar, ligamos o outro pólo da lâmpada na haste de terra que estamos analisando. Quanto mais próximo do normal for o brilho da lâmpada, mais baixa é a resistência da terra. Se você medir a tensão da fase e o terra, será melhor ainda para verificar qual a tensão sem e com a lâmpada, quanto mais próximos forem os valores melhor será seu terra.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 269

Condutores de proteção: O aterramento de um circuito ou equipamento pode ser feito de várias formas, e para cada sistema é utilizada uma terminologia para o condutor de proteção:

• condutor PE; • condutor N; • condutor PEN.

O condutor PE é aquele que liga a um terminal de aterramento principal as massas e os elementos condutores estranhos à instalação. Muitas vezes, esse condutor é chamado de terra de proteção, terra de carcaça ou simplesmente condutor de proteção. A norma NBR 5410 prescreve que este condutor tenha cor verde com espiras amarelas. O condutor N é aquele que tem a função de neutro no sistema elétrico e tem por finalidade garantir o correto funcionamento dos equipamentos. Esse condutor é também denominado condutor terra funcional. O condutor PEN tem as funções de terra de proteção e neutro simultaneamente. A seção dos condutores para ligação a terra é determinada pela ABNT NBR 5410 (tabela 53), que é apresentada a seguir.

Seção dos condutores-fase da instalação (mm2)

Seção mínima do condutor de proteção correspondente SP (mm2)

S ≤ 16 S 16 < S ≤ 35 16

S > 35 S/2

Sistemas de aterramento para redes de baixa tensão: Do ponto de vista do aterramento, os sistemas de distribuição de energia em baixa tensão são denominados conforme determina a NBR-5410, ou seja: ⇒ sistema TT; ⇒ sistema TN-S; ⇒ sistema TN-C; ⇒ sistema IT.

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O sistema TT é o sistema pelo qual o condutor de proteção serve exclusivamente para aterramento. As massas são ligadas ao cabo que está ligado a terra por um ou vários eletrodos de aterramento.

O sistema TN-S é um sistema com condutor neutro e condutor de proteção distintos.

No sistema TN-C, o N e o PE formam o condutor PEN com a função de neutro (N) e proteção (PE). Este sistema não é permitido para circuitos com condutor inferior a 10 mm2 e para equipamentos portáteis.

Observação: Existem restrições quanto ao uso desse sistema, porque oferece riscos. Em caso de rompimento do condutor PEN, a massa do equipamento fica ligada ao potencial da linha como mostra a ilustração a seguir.

massa

massas

L1 L2

L3 N PE

massas

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 271

Além disso, se o sistema de distribuição empregado não é conhecido, o neutro nunca deve ser usado como terra. No sistema IT somente a massa é aterrada, não havendo nenhum ponto de alimentação diretamente aterrado.

Quando o sistema não oferece condições de aterramento, liga-se a massa diretamente no eletrodo de aterramento. Este pode atender a um ou mais equipamentos como mostra a ilustração a seguir:

Exercícios: 1) O que significa aterrar? 2) O que é massa na terminologia de aterramento?

impedância

massa

massa

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3) Qual é o comprimento mínimo do eletrodo de aterramento? 4) A partir de que valor a corrente de fuga se torna perigosa para o circuito? 5) Relacione a coluna da direita com a coluna da esquerda.

1. Sistema TT ( ) Condutor neutro e de proteção distintos.

2. Sistema TN-S ( ) Somente a massa é aterrada.

3. Sistema TN-C ( ) Condutor de proteção exclusivo para aterramento.

4. Sistema IT ( ) Condutor terra funcional.

5. Condutor N ( ) Condutor com a função de neutro e proteção.

6) Qual deve ser a seção de um condutor de proteção em um circuito com condutores fase de 25 mm2

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 273

DDiissppoossiittiivvooss ddee PPrrootteeççããoo Neste capítulo serão estudados dispositivos usados em instalações prediais. Para a complementação do estudo desse assunto, é importante que você consulte catálogos técnicos fornecidos por fabricantes desses dispositivos, nos quais é possível obter informações técnicas que permitem dimensionar e especificar os dispositivos de acordo com os parâmetros do circuito. Dispositivos de proteção: Os dispositivos de proteção dos circuitos elétricos podem ser divididos em quatro tipos:

• fusíveis; • disjuntores termomagnéticos ; • interruptores e disjuntores de corrente de fuga;

Fusíveis: Os fusíveis são dispositivos de proteção destinados a interromper circuitos pelos quais esteja circulando uma corrente de curto-circuito ou sobrecarga de longa duração. Há vários modelos de fusíveis, de diversos fabricantes. Os mais usuais são os do tipo cartucho, faca, diazed e NH.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 274

Os fusíveis são formados por um corpo de material isolante, normalmente fibra prensada ou porcelana no qual está inserido um fio fusível de chumbo, cobre ou prata, que uma vez fundido por sobrecarga ou curto-circuito, interrompe a corrente do circuito. O corpo de material isolante serve de proteção contra acidentes pessoais (choques). Os fusíveis são construídos para várias intensidades de correntes e tensão máxima de serviço até 600 V. O fio fusível existente no interior do fusível, chamado de elo fusível, ou lâmina fusível, é o condutor que se funde dentro do fusível e interrompe a corrente do circuito quando há sobrecarga de longa duração ou curto-circuito. Quando ocorrer a queima do elo fusível, o dispositivo deverá se substituído por outro de mesma característica. Observação: Os fusíveis DIAZED e NH, bem como a forma de atuação retardada ou rápida serão estudados apropriadamente na próxima apostila.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 275

Disjuntores: Disjuntores são dispositivos de manobra e proteção com capacidade de ligação e interrupção de corrente quando surgem no circuito condições anormais de trabalho, como curto-circuito ou sobrecarga.

O disjuntor é composto das seguintes partes: ⇒ caixa moldada feita de material isolante na qual são montados os componentes; ⇒ alavanca liga-desliga por meio da qual se liga ou desliga manualmente o disjuntor; ⇒ extintor de arco ou câmara de extinção, que secciona e extingue o arco que se

forma entre os contatos quando acontece sobrecarga ou curto-circuito; ⇒ mecanismo de disparo que desliga automaticamente o disjuntor em caso de

anormalidade no circuito; ⇒ relê bimetálico que aciona o mecanismo de disparo quando há sobrecarga de longa

duração; ⇒ relê eletromagnético que aciona o mecanismo de disparo quando há um curto-

circuito.

extintor de arco

saída

relê bimetálico

relê eletromagnético

caixa moldada dematerial isolante

eletroímã

bimetal

alavanca de acionamento

(liga-desliga)

mecanismo de disparo

entrada

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 276

O disjuntor inserido no circuito funciona como um interruptor. Como o relê bimetálico e o relê eletromagnético são ligados em série dentro do disjuntor, ao ser acionada a alavanca liga-desliga, fecha-se o circuito que é travado pelo mecanismo de disparo e a corrente circula pelos dois relês.

Havendo uma sobrecarga de longa duração no circuito, o relê bimetálico atua sobre o mecanismo de disparo abrindo o circuito. Da mesma forma, se houver um curto-circuito, o relê eletromagnético é que atua sobre o mecanismo de disparo abrindo o circuito instantaneamente. Quando ocorrer o desarme do disjuntor, basta acionar a alavanca de acionamento para que o dispositivo volte a operar, não sendo necessária sua substituição como ocorre com os fusíveis. Quanto às características elétricas, os disjuntores podem ser unipolar, bipolar e tripolar; normalmente para correntes de 2 A, 4 A, 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 70 A, 80 A e outras.

Eles possuem disparo livre, ou seja, se a alavanca for acionada para a posição ligada e houver um curto-circuito ou uma sobrecarga, o disjuntor desarma. Observação: O disjuntor deve ser colocado em série com o circuito que irá proteger.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 277

O tempo de disparo da proteção térmica (ou contra sobrecarga) torna-se mais curto quando o disjuntor trabalha em temperatura ambiente elevada. Isso ocorre normalmente dentro do quadro de distribuição. Por isso, é necessário dimensionar a corrente nominal do disjuntor, de acordo com as especificações do fabricante, e considerando também essa situação. Características Técnicas: ⇒ Corrente nominal (In): valor eficaz da corrente de regime contínuo que o disjuntor

deve conduzir indefinidamente, sem elevação de temperatura acima dos valores especificados.

⇒ Corrente convencional de não atuação (Ina): valor especificado de corrente que

pode ser suportado pelo disjuntor durante um tempo especificado (tempo convencional).

⇒ Temperatura de calibração: temperatura na qual o disparador térmico é calibrado.

Normalmente são utilizadas as temperaturas de 20, 30 ou 40ºC.

⇒ Tensão nominal (Un): valor eficaz da tensão pelo qual o disjuntor é designado e no

qual são referidos outros valores nominais. Esse valor deve ser igual ou superior ao valor máximo da tensão do circuito no qual o disjuntor será instalado.

⇒ Capacidade de interrupção (Icn): valor máximo que o disjuntor deve interromper

sob determinadas tensões e condições de emprego. Esse valor deverá ser igual ou superior à corrente presumida de curto-circuito no ponto de instalação do disjuntor.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 278

⇒ Curvas de disparo: as curvas de disparo B, C e D correspondem à característica de atuação do disparador magnético, enquanto que a do disparador térmico permanece a mesma.

• B: 3 a 5 x In • C: 5 a 10 x In • D: 10 a 14 x In

Existem ainda as curvas Z, K, MA.

Dispositivo Diferencial Residual (DR): Desde dezembro de 1997, é obrigatório no Brasil, em todas as instalações elétricas de baixa tensão, o uso do chamado dispositivo DR nos circuitos elétricos que atendam aos seguintes locais: banheiros, cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço e áreas externas. O dispositivo DR é um interruptor de corrente de fuga automático que desliga o circuito elétrico caso haja uma fuga de corrente que coloque em risco a vida de pessoas e animais domésticos e a instalação elétrica. Proteção contra choques elétricos Proteção contra riscos de incêndios

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 279

Isso garante a segurança contra choques elétricos e incêndios. Apesar de se ter a sensação de choque em caso de contato da fase com o corpo humano, não há risco de vida, caso o circuito seja protegido por esse dispositivo. As ilustrações a seguir representam interruptores e Disjuntores de corrente de fuga: Interruptor Diferencial Residual 2 P Interruptor Diferencial Residual 4 P

O interruptor de corrente de fuga possui um transformador de corrente, um disparador e um mecanismo liga-desliga. Ele funciona comparando a corrente de entrada com a de saída. Essa diferença é chamada de “Corrente Diferencial residual” (IDR). ⇒ Ideal: IDR = 0 ⇒ Real: IDR ≠ 0 (correntes naturais de fuga) ⇒ Atuação: IDR = I∆n (corrente diferencial residual nominal de atuação)

Disjuntor Diferencial Residual

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 280

Tipos de disjuntores ou interruptores DR: ⇒ alta sensibilidade: ≤ 30mA ⇒ baixa sensibilidade: > 30mA Ele deve ser ligado de modo que todos os condutores do circuito, inclusive o neutro, passem pelo interruptor. Isso permite a comparação entre as correntes de entrada e de saída e o desligamento da alimentação do circuito em caso de fuga de corrente. Aplicações: ⇒ falta em aparelhos elétricos (eletrodomésticos); ⇒ falha na isolação de condutores; ⇒ circuitos de tomadas em geral; ⇒ campings, laboratórios, oficinas, áreas externas; ⇒ proteção contra riscos de incêndios de origem elétrica; ⇒ canteiros de obra. Observação: o DR não desobriga o uso das proteções contra sobrecorrentes nem dispensa o aterramento das massas. Veja exemplos de esquemas de ligação para interruptores de corrente de fuga nas ilustrações a seguir:

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 281

Há interruptores projetados para operar com correntes de fuga de 500 mA, porém eles só protegem as instalações contra riscos de incêndio, não oferecendo segurança contra riscos pessoais. Observação: Antes de substituir ou rearmar qualquer dispositivo de proteção, deve-se sanar as causas que provocaram a interrupção do funcionamento do circuito elétrico. Exercícios: 1) Qual é a função do interruptor de corrente de fuga? 2) Quais são os tipos de fusíveis mais usuais? 3) Como ocorre a interrupção do circuito através do fusível? 4) Qual é a diferença entre um disjuntor termomagnético e o fusível? 5) Em quais condições o disjuntor diferencial residual atua?

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 282

CCoonndduuttoorreess EEllééttrriiccooss Os condutores elétricos dissipam uma certa quantidade de calor ao serem submetidos a uma corrente elétrica (efeito joule). Sendo assim, deve-se respeitar a capacidade de condução dos condutores evitando um aquecimento excessivo dos mesmos a fim de que eles mantenham suas propriedades de condução e que sua isolação não sofra danos – o que pode resultar em consumo excessivo de energia elétrica proveniente da fuga de corrente por baixa isolação, além dos graves acidentes ocasionados através do choque elétrico, incêndios e curtos-circuitos. Todos os condutores elétricos devem estar devidamente protegidos contra sobrecargas e curtos-circuitos. A proteção deverá ser feita através de fusíveis ou disjuntores adequados. Tais dispositivos de proteção deverão ser dimensionados de acordo com a capacidade de condução de corrente do condutor estabelecida pela norma vigente e que, também, é fornecida pelo fabricante, muitas vezes na própria embalagem do produto. Materiais para a fabricação de condutores: Como já foi estudado, condutor é o componente do circuito que conduz a corrente elétrica. Ele é tão mais eficaz quanto maior for sua capacidade de facilitar a passagem da corrente. Por causa disso, os condutores elétricos são fabricados com materiais cuja formação atômica facilita a ocorrência de uma corrente elétrica, ou seja, materiais que conduzem eletricidade com maior eficácia devido a sua condutibilidade. Os materiais mais utilizados como condutores elétricos são o cobre e o alumínio. Esses dois materiais apresentam vantagens e desvantagens em sua utilização.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 283

A tabela que segue apresenta em destaque os itens nos quais um material apresenta vantagem sobre o outro.

Cobre Alumínio

Resistividade (0,017Ω /mm2) / m Resistividade (0,028Ω /mm2) / m

Boa resistência mecânica Baixa resistência mecânica

Soldagem das emendas com estanho Requer soldas especiais

Custo elevado Custo mais baixo

Densidade 8,9 Kg/dm3 Densidade 2,7 Kg/dm3

Comparando a resistividade do alumínio com a do cobre, verifica-se que a resistividade do alumínio é 1,6 vezes maior que a do cobre. Portanto, para substituir um condutor de alumínio por um de cobre, deve-se diminuir a seção deste em 1,6 vezes com relação ao condutor de alumínio, para que este conduza a mesma corrente nas mesmas condições. Em instalações residenciais, comerciais e industriais, o condutor de cobre é o mais utilizado. O condutor de alumínio é mais empregado em linhas de transmissão de eletricidade devido a sua menor densidade e, conseqüentemente, menor peso. Isso é um fator de economia, pois as torres de sustentação podem ser menos reforçadas. Tipos de condutores: O condutor pode ser constituído de um ou vários fios. Quando é constituído por apenas um fio é denominado de fio rígido. Quando é constituído por vários fios, é chamado de cabo.

fio

cabo

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 284

O cabo é mais flexível que um fio de mesma seção. Assim, quando se necessita de um condutor com seção transversal superior a 10 mm2 é quase que obrigatório o uso do cabo devido a sua flexibilidade, uma vez que o fio a partir desta seção é de difícil manuseio. O cabo pode ser formado por um condutor (cabo simples ou singelo) ou vários condutores (múltiplo).

Isolação: Para proteção do condutor é utilizada uma capa de material isolante denominada isolação, com determinadas propriedades destinadas a isolá-los entre si.

A isolação deve suportar a diferença de potencial entre os condutores e terra, e proteger o condutor de choques mecânicos, umidade e corrosivos. Alguns condutores são fabricados com duas camadas de materiais diferentes, porém completamente aderidas entre si. A camada interna é constituída por um composto com propriedades elétricas superiores, sendo que a externa é constituída por um material com características mecânicas excelentes.

cabos múltiplos

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 285

A isolação suporta temperaturas elevadas, de acordo com o material que é utilizado na sua fabricação. Veja tabela a seguir:

Tipo de isolação

Temperatura máxima

para serviço contínuo

(condutor °C)

Temperatura limite

de sobrecarga

(condutor °C)

Temperatura limite

de curto-circuito

(condutor °C)

Cloreto de polivilina (PVC) 70 100 160

Borracha etileno-propileno (EPR) 90 130 250

Polietileno reticulado (XLPE) 90 130 250

Normalização: No Brasil, até 1982, os condutores elétricos eram fabricados de acordo com a escala AWG / MCM. A partir daquele ano, de acordo com o plano de metrificação do Instituto Nacional de Metrologia, foi implantada a série métrica conforme as normas da IEC. Como conseqüência, a NBR 5410 inclui duas novas características nas especificações dos fios e cabos: nova escala de seções padronizadas em mm2 e emprego de materiais isolantes com nova temperatura-limite, aumentando de 60° C para 70° C. Com isso, houve um aumento da densidade de corrente (ampères por mm2) uma vez que o emprego de materiais isolantes com maior temperatura-limite possibilita este aumento. Outra vantagem dessa mudança é que as seções são dadas em números redondos, ou seja, com menor números de casas decimais em relação ao sistema AWG / MCM. A seguir tabela comparativa de capacidade de condução de corrente do sistema AWG para o atual em mm2.

isolação condutor

cobertura

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 286

TABELA COMPARATIVA DE CAPACIDADE DE CONDUÇÃO DE

CORRENTE - Cobre esmaltado

IEC – 501.1 NBR 7288

Bitola

(AWG / MCM)

Capacidade de

Condução de

corrente (A)

Seção Nominal

(mm2)

Capacidade de

Condução de

corrente (A)

14 15 1,5 15,5

12 20 2,5 21

10 30 4 28

8 40 6 36

6 55 10 50

4 70 16 68

2 95 25 89

1 110 35 110

1/0 125 - -

- - 50 134

2/0 145 - -

3/0 165 70 171

4/0 195 - -

- - 95 207

250 215 - -

300 240 120 239

350 260 - -

- - 150 275

400 280 - -

- - 185 314

500 320 - -

600 355 - -

- - 240 370

700 385 - -

750 400 - -

800 410 300 426

Nota: Capacidade de condução de corrente para cabos instalados em

eletrodutos (até 3 condutores carregados), de acordo com a NBR-5410.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 287

A tabela que segue mostra a capacidade de condução de corren e pelos condutores no sistema métrico, temdo também sua queda de tensão unitária, à temperatura ambiente de 30ºC, e instalados em eletrodutos aparente, embutido em alvenaria ou em eletrocalha..

Capacidade de condução de corrente (A) Queda de tensão para cos ϕ = 0,8 (V/A km)

Conduto não-magnético Seção

nominal (mm2) 2 condutores

carregados 3 condutorescarregados Circuito

trifásico Circuito

monofásico

Conduto magnético

1,5 17,5 15,5 23,3 20,2 23 2,5 24 21 14,3 12,4 14 4 32 28 8,96 7,79 9,0 6 41 36 6,03 5,25 5,87

10 57 50 3,63 3,17 3,54 16 76 68 2,32 2,03 2,27 25 101 89 1,51 1,33 1,50 35 125 110 1,12 0,98 1,12 50 151 134 0,85 0,76 0,86 70 192 171 0,62 0,55 0,64 95 232 207 0,48 0,43 0,50 120 269 239 0,40 0,36 0,42 150 309 275 0,35 0,31 0,37 185 353 314 0,30 0,27 0,32 240 415 370 0,26 0,23 0,29

As normas da ABNT aplicáveis a fios e cabos são: • NBR-6880 para condutores de cobre para cabos isolados, e; • NBR-6148 para fios e cabos com isolação sólida extrudada de cloreto de polivinila

para tensões até 750V-especificações. Padrão de cores para condutores. Para facilitar a instalação elétrica e posteriormente sua manutenção, foram

padronizados as corres dos condutores conforme sua aplicação. ⇒ Condutor Fase: cor vermelha ou preta. ⇒ Condutor Neutro: cor azul ⇒ Condutor Terra: cor verde ou amarelo com

lista verde. ⇒ Retorno: cor preto ou cinza.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 288

Exercícios: 1) Cite duas principais vantagens que o cobre oferece em relação ao alumínio. 2) Qual é a diferença entre fio rígido e cabo nos aspectos construtivos e de utilização? 3) Quais foram as principais vantagens da mudança da escala AWG para a série métrica? 4) Relacione a coluna da esquerda com a coluna da direita. 1) Cabo singelo 2) Cabo múltiplo 3) Isolação PVC 4) Isolação EPR 5) Emendas em linhas abertas 6) Emendas em caixas de ligações

( ) 70° ( ) Rabo de rato ( ) Prolongamento ( ) 90° ( ) Condutor único ( ) Vários condutores

5) Através da tabela de capacidade de condução de corrente, quais são as máximas capacidade de condução de corrente para 2 condutores carregados das seguintes seções 1,5mm2 , 2,5mm2 , 4mm2 , 6mm2 e 10mm2

6) Um condutor 4 no antigo sistema AWG poderia ser substituído por qual atualmente em mm2

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 289

EElleettrroodduuttooss Eletrodutos são tubos de metal ou plástico, rígidos ou flexíveis, utilizados com a finalidade de proteger os condutores contra umidade, ácidos ou choques mecânicos. Podem ser classificados em: ⇒ eletroduto rígido de aço-carbono; ⇒ eletroduto rígido de PVC; ⇒ eletroduto metálico flexível; ⇒ eletroduto de PVC flexível. Eletrodutos rígidos de aço: São tubos de aço com ou sem costura longitudinal (solda), com diâmetros e espessuras de paredes diferenciados, e com acabamento de superfície externo e/ou interno, que pode ser brunido, decapado, fosfatizado, galvanizado, pintado, polido, revestido ou trefilado. São usados normalmente em instalações expostas.

Comercialmente são adquiridos em barras de 3 metros, cujas extremidades são roscadas e providas de uma luva.

3 m

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 290

Os eletrodutos rígidos de aço são especificados de acordo com as normas NBR 5597, 5598, 5624 e 13057. Apresentam variação de diâmetro e espessura de parede conforme a tabela a seguir:

Diâmetro Designação Espessura de parede (mm) nominal

(mm) da rosca

(polegada) NBR 5597

NBR 5598

NBR 5624

NBR 13057

10 3/8 2,00 2,00 1,50 1,50

15 1/2 2,25 2,25 1,50 1,50

20 3/4 2,25 2,25 1,50 1,50

25 1 2,65 2,65 1,50 1,50

32 1 1/4 3,00 3,00 2,00 2,00

40 1 1/2 3,00 3,00 2,25 2,25

50 2 3,35 3,35 2,25 2,25

65 2 1/2 3,75 3,75 2,65 2,65

80 3 3,75 3,75 2,65 2,65

90 3 1/2 4,25 4,25 2,65 2,65

100 4 4,25 4,25 2,65 2,65

125 5 5,00 5,00 - -

150 6 5,30 5,30 - -

As diferenças entre as normas citadas estão no acabamento, no tipo de rosca (BSP ou NPT) e na presença ou ausência de costura no eletroduto. Observações: I. A designação do diâmetro do eletroduto deve ser feita pelo diâmetro nominal e

não pela designação da rosca. II. No comércio são encontrados eletrodutos de má qualidade que não atendem às

normas. Os comerciantes chamam esses materiais de eletrodutos leves, médios ou pesados. Esse material e essas denominações não devem ser usados.

Para a fixação dos eletrodutos em instalações aparentes são utilizadas braçadeiras apropriadas para cada ocasião e que são encontradas em catálogos de fabricantes. Os eletrodutos metálicos não devem ser utilizados em ambientes corrosivos ou com excessiva umidade. Além disso, eles devem ser curvados a frio, pois o calor destrói sua proteção de esmalte, o que causará a posterior oxidação do eletroduto.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 291

Dobramento de eletrodutos: Em alguns casos, é necessário dobrar eletrodutos de aço. Isso é feito para adaptá-los ao traçado de uma instalação, quando se deseja que uma rede de eletrodutos transponha um obstáculo, acompanhe uma superfície com uma eventual curvatura ou mesmo por falta de uma curva pré-fabricada.

Para dobrar o eletroduto é necessário que antes se prepare um gabarito de arame de acordo com as curvas a serem feitas.

As partes que serão curvadas devem ser marcadas no eletroduto conforme a figura a seguir.

Para executar o dobramento, apóia-se o eletroduto no chão. O dobra-tubos é então seguro com as mãos, e o operador prende o eletroduto com os pés. O cabo do dobra-tubos é puxado aos poucos e o eletroduto é dobrado conforme a inclinação da curva desejada.

Durante essa operação, não se pode esquecer de comparar o eletroduto com o gabarito preparado anteriormente. Para executar essa operação, pode-se usar, também, o tripé do tipo dobra-tubos. Com esse equipamento, porém, o tripé fica fixo e é o eletroduto que é movimentado.

1a marcação 2a marcação

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 292

Eletroduto rígido de PVC: Estes eletrodutos são fabricados com derivados de petróleo, sendo isolantes elétricos, não sofrem corrosão nem são atacados por ácidos. São fabricados em barras de 3 metros, tendo também seus extremos roscados e seus diâmetros e espessura de parede são determinados pela NBR 6150, conforme tabela que segue:

Diâmetro nominal

(mm)

Referência da rosca

(polegada)

Classe A Espessura de parede

(mm)

Classe B Espessura de parede

(mm) 16 3/8 1,5 1,0

20 1/2 1,5 1,0

25 3/4 1,7 1,0

32 1 2,1 1,0

40 1 1/4 2,4 1,0

50 1 ½ 3,0 1,1

60 2 3,3 1,3

75 2 1/2 4,2 1,5

85 3 4,7 1,8

Os eletrodutos rígidos de PVC são normalmente utilizados em instalações embutidas ou instalações externas em ambientes úmidos. Porém, não devem ser utilizados em ambientes onde a temperatura seja superior a 50oC.

Para utilização em desvios da instalação são fabricadas curvas de 90o.

Em alguns casos é necessário curvar o eletroduto em ângulos, para adaptá-lo ao traçado de uma instalação, quando este encontre um obstáculo ou acompanhe uma superfície com uma curvatura especial. Da mesma forma como com os eletrodutos de aço, em alguns casos, quando se empregam os eletrodutos rígidos de PVC, é necessário curvá-los em ângulos, para adaptá-los ao traçado da instalação. Para isso, é necessário ter uma fonte de calor e

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 293

uma mola de aço com diâmetro compatível com a medida do diâmetro interno do eletroduto. Para curvar o eletroduto de PVC, primeiro deve-se marcar a zona a ser curvada com dois traços. Depois disso, seleciona-se a mola correspondente ao eletroduto, introduzindo-a de maneira que coincida com a zona a ser curvada.

A zona a ser curvada, deve ser aquecida, girando-se e deslocando-se o eletroduto em um e outro sentido, sobre uma fonte de calor suave, para que o plástico amoleça. A fonte de calor pode ser um fogareiro elétrico, um soprador térmico, ou mesmo uma chama. Quando se percebe que o material está cedendo, começa-se a curvá-lo lentamente. Deve-se evitar queimar ou amolecer demasiado o plástico. Continua-se dobrando o eletroduto até obter a forma desejada, controlando com o gabarito correspondente ou sobrepondo-o ao traçado. Quando o curvamento estiver de acordo com o gabarito, a zona curvada deve ser imediatamente resfriada com um pano umedecido ou submergindo-a em um recipiente com água fria.

zona a curvar

D

faça topo16 D

fonte de calor

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Eletroduto metálico flexível: Este eletroduto é formado por uma cinta de aço galvanizada, enrolada em espirais meio sobrepostas e encaixadas de tal forma que o conjunto proporcione boa resistência mecânica e grande flexibilidade. Esse produto também é fabricado com um revestimento de plástico a fim de proporcionar maior resistência e durabilidade.

São utilizados em instalações expostas de máquinas e motores elétricos.

Este eletroduto é comercializado em rolos de 100 metros, que contêm a indicação do diâmetro externo. Eletrodutos de PVC flexível: Existem eletrodutos flexíveis de material plástico utilizados somente em instalações embutidas. Como não existe uma norma da ABNT a respeito desse tipo de eletroduto, para sua correta especificação e utilização, deve-se utilizar a norma IEC 614.

No comércio, os eletrodutos flexíveis de PVC são adquiridos em rolos de 50 ou 100 metros.

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Exercícios: 1) O que são eletrodutos e qual é a sua função? 2) Na execução de uma tubulação embutida, qual tipo de eletroduto deve ser usado? 3) Relacione a coluna da esquerda com a coluna da direita : 1 Eletroduto metálico rígido ( ) Barras de 3 metros 2 Eletroduto metálico flexível( ) Somente instalações embutidas 3 Eletroduto plástico flexível ( ) Rolos de 100 metros

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DDiissppoossiittiivvooss eessppeecciiaaiiss ppaarraaiinnssttaallaaççõõeess eellééttrriiccaass

Uma instalação elétrica residencial ou predial há vários anos não se limita mais em apenas instalações de iluminação e tomadas de uso geral ou especifico, pois foram desenvolvidos outros dispositivos para facilitar a nossa vida dando nos mais conforto e comodidade. Nesse capítulo iremos ver alguns desses dispositivos especiais para serem utilizador em instalações elétricas. Campainha ou Cigarra. São aparelhos, que quando energizados emite um sinal sonoro ou ruído. Ela tem a finalidade de atrair a atenção ou chamar pessoas. Geralmente, sãoinstaladas em residências, anunciando um visitante; em colégios e fábricas, alertando os horários.

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Para se acionar uma campainha ou cigarra, utiliza-se um interruptor especial, que através do seu acionamento, restabelece a passagem de corrente elétrica no circuito. A campainha ou cigarra deve ser acionada apenas por um curto intervalo de tempo, por isso os interruptores utilizados para o seu acionamento são providos de um mecanismo (mola) que força a abertura dos contatos imediatamente após o acionamento do interruptor. A simbologia e o formato desse interruptor esta logo a seguir

O esquema de ligação esta de uma campainha esta no diagrama abaixo

Dimmer Dimmer ou Controle de intensidade luminoso são dispositivos que permitem controlara linearmente o brilho de uma lâmpada a partir de um controle rotativo. .As ilustrações que seguem apresentam dois modelos de dimmer: um do tipo deslizante e outro do tipo rotativo.

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A instalação do dimmer é muito simples, pois esse dispositivo possui apenas dois terminais de ligação e devem ser ligados da mesma forma que o interruptor simples.

O dimmer apresenta duas vantagens em relação ao interruptor; controle de luminosidade e economia de energia elétrica, pois pode ser regulado para proporcionar menos luminosidade do que a que seria fornecida se o comando da iluminação fosse realizado apenas por meio de um interruptos simples Minuterias São aparelhos destinados a controlar através de um pulso, lâmpadas incandescentes ou fluorescente, mantendo-as acessas durante um período de tempo.

As minuteras podem substituir com facilidade um interruptor simples no acionamento das lâmpadas. A seguir o esquema de ligação de alguns modelos de minuteria.

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Relé Fotoelétrico Conhecidos também por fotocélulas, são dispositivos capazes de controlara automaticamente alguns tipos de equipamentos e circuitos, ligando-os ao anoitecer de desligando-os ao amanhecer. A figura abaixo mostra o modelo mais comum de uma fotocélula com sua base.

Eles operam segundo a intensidade de luz recebida. O acionamento automático é muito útil em iluminação pública, pois eliminam o fio-piloto para o comando das lâmpadas, bem como o operador para apagar e acender. O fio-piloto corresponde ao fio retorno nas instalações de interruptores. Em circuitos de iluminação de exteriores (de ruas, de sinalização em caixas d'água, em pátios etc.), é muito comum o acionamento automático por elementos fotossensíveis.

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A seguir a o diagrama de ligação de uma fotocélula.

Interruptor automático de presença São dispositivos que acendem e apagam automaticamente as luzes na entrada e na saída das pessoas.São providos de um sensor infravermelho que capta a radiação de calor em movimento (pessoas, animais, automóveis, etc). A figura abaixo mostra um modelo de Interruptor automático de presença

Ele tem a função de comandar automaticamente a iluminação de ambientes onde não é necessário manter as lâmpadas permanentemente acessas, propiciando economia de energia, mantendo as luzes apagadas quando não houver presença física no ambiente e proporcionam segurança e conforto, afugentando intrusos ou acolhendo visitas, através do acendimento das lâmpadas quando da aproximação de pessoas. A seguir exemplos de algumas aplicações.

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Podem ser aplicados nas seguintes situações: ⇒ Nas habitações: iluminação da parte externa, bem como hall social, ante salas,

escadas, etc. ⇒ Nas lojas: iluminação de vitrines. ⇒ Nos estacionamentos: iluminação tanto de áreas externas quanto de internas. ⇒ Nos edifícios: iluminação de salas, escadas, recepções, etc, ou até andares

inteiros. Devem der instalados a uma altura que permita o que o movimento de pessoas, carros, animais cortem o maior números de raios possíveis, conforme ilustração a seguir.

Conforme o fabricante e modelo, podem apresentar as seguinte características:

⇒ Aciona automaticamente o circuito logo que detectado um movimento (pessoas, animais, automóveis), num raio de 10 metros

⇒ Apaga automaticamente o circuito após uma duração regulável de 10 segundos a 10 minutos (após ausência de movimento)

⇒ Possibilidade de regular o funcionamento conforme o nível de iluminação ambiente (dia, noite, penumbra...)

⇒ Regulagem da inclinação da face frontal

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O esquema de ligação pode varia conforme fabricante e modelo. Abaixo o esquema de ligação de dois interruptor automático de presença.

Porteiros eletrônicos Este dispositivo apresenta reunido em um único aparelho um conjunto de campainha e um intercomunicador, que permite o morador conversar com a pessoa que se encontra na entrada da residência. A figura abaixo mostra um modelo de porteiro eletrônico.

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A instalação é feita com a conexão de um dos aparelhos a rede de energia e dos dois aparelhos que formam o sistema entre si, conforme diagrama de ligação a seguir.

Conforme o fabricante, são dados instruções claras de como deve ser executado a conexão, o tipo de fio que deve ser usado e o seu comprimento máximo. Observação: Como esse aparelhos trabalham com sinais de áudio, que são correntes tênuas que facilitam interferências, existem algumas precauções a serem tomadas quanto ao tipo e comprimento de fio para o aparelho funcionar satisfatoriamente.

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PPrroojjeettoo ddee IInnssttaallaaççõõeessEEllééttrriiccaass RReessiiddeenncciiaaiiss

Nos projetos elétricos residenciais, calcula-se a potência ativa aplicando os seguintes valores de fator de potência: ⇒ 1,0 – Carga resistiva; ⇒ 0,8 – Tomadas de uso geral (TUG’s). Os “flats” e as unidades de apart-hotéis e similares devem ser considerados como unidades residenciais.Os equipamentos de utilização de uma instalação podem ser alimentados diretamente através de tomadas de corrente. A carga a considerar para um equipamento de utilização é a sua potência nominal absorvida, dada pelo fabricante ou calculada a partir da tensão nominal, da corrente e do fator de potência. Nos casos em que for dada a potência nominal fornecida pelo fabricante (potência de saída), e não a absorvida, devem ser considerados o rendimento e o fator de potência. O levantamento das potências é feito mediante uma previsão das potências (cargas) mínimas de iluminação e tomadas a serem instaladas, possibilitando assim, determinar a potência total prevista para a instalação elétrica residencial.

Eletrodoméstico Potência média, em watts

Chuveiro Elétrico 5.000 a 6.500

Geladeira 400 a 800

Lâmpada incandescente 60 a 100

Máquina de lavar roupas 600 a 2.000

Microondas 800 a 1.500

Televisor 60 a 300

Torneira elétrica 4.000 a 6.000

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Outros eletrodomésticos

Aspirador de pó 250 a 1.000

Batedeira 70 a 300

Ferro de passar roupas 400 a 1.650

Liquidificador 100 a 250

Máquina de costura 60 a 150

Secador de cabelos 500 a 1.500

Secador de roupas 2.500a 6.000

Torradeira 500 a 1.200

Ventilador portátil 60 a 100 Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz

• Prever, pelo menos, um ponto de luz fixo no teto comandado por um interruptor de parede.

• Arandelas no banheiro devem estar distantes, no mínimo, 60 cm do limite do boxe. Condições para se estabelecer a potência mínima de iluminação

• A carga de iluminação é feita em função da área do cômodo da residência.

Para área igual ou inferior a 6 m2 Atribuir um mínimo de 100 VA.

Para área superior a 6 m2

Atribuir um mínimo de 100 VA para os primeiros 6 m2, acrescido de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros.

• Os valores apurados correspondem à potência destinada para efeito de dimensionamento dos circuitos, e não necessariamente à potência nominal das lâmpadas.

• Não são estabelecidos critérios para iluminação de áreas externas em residências, ficando a decisão por conta do projetista e do cliente. Exemplo de cálculo: Dependência Dimensões (área – m2) Potência de iluminação (VA) Sala A = 3,25 x 3,05 = 9,91 m2 9,91 = 6 m2 + 3,9 m2 100 VA

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Tomadas de uso geral (TUG’s): Não se destinam à ligação de equipamentos específicos e nelas são sempre ligados aparelhos móveis ou portáteis. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de tomadas de uso geral

Cômodos ou dependência com área igual ou inferior a 6 m2

No mínimo uma tomada.

Cômodos ou dependência com mais de 6 m2 No mínimo uma tomada para cada 5 m ou fração de perímetro, espaçadas tão uniformemente quanto possível.

Cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos

Uma tomada para cada 3,5 m ou fração de perímetro, independente da área, sendo que, acima de cada bancada com largura igual ou superior a 30 cm, deve ser prevista pelo menos uma tomada.

Halls, corredores, subsolos, garagens, sótãos e varandas

Pelo menos uma tomada.

Banheiros No mínimo uma tomada junto ao lavatório com uma distância mínima de 60 cm do limite do boxe.

Condições para se estabelecer a potência mínima de tomadas de uso geral

Banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço lavanderias e locais análogos

• Atribuir, no mínimo, 600 VA por tomada, até 3 tomadas.

• Atribuir 100 VA para as excedentes.

Demais cômodos ou dependências Atribuir, no mínimo, 100 VA por tomada.

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Tomadas de uso específico (TUE’s): As tomadas de uso específico são destinadas à ligação de equipamentos fixos e estacionários como: chuveiros, torneiras elétricas, secadoras de roupas, fornos elétricos e de microondas etc..

Condições para se estabelecer a quantidade de tomadas de uso específico

• A quantidade de TUE's é estabelecida de acordo com o número de aparelhos de utilização com corrente superior a 10 A.

Matéria é tudo aquilo que nos cerca e que ocupa um lugar no espaço. Ela se apresenta

Em qualquer cômodo ou dependência Atribuir a potência nominal do equipamento a ser alimentado

• Quando a potência nominal do equipamento não for conhecida, deve-se atribuir à tomada de uso específico, uma potência igual a do equipamento mais potente que possa ser ligado.

• As tomadas de uso específico devem ser instaladas, no máximo, a 1,5 m do local previsto para o equipamento a ser ligado.

Para se prever a carga de tomadas é necessário, primeiramente, prever sua quantidade. Essa quantidade, segundo os critérios, é estabelecida a partir do cômodo em estudo, fazendo-se um levantamento dos seguintes dados:

• Ou o valor da área; • Ou o valor do perímetro; • Ou o valor da área e do perímetro.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 308

Locais comerciais e análogos

Local Área (m2)

Quantidade Mínima de TUG’s Potência Mínima (VA)

Observações

Até 40

Uma para cada 3 m ou fração de perímetro ou uma para cada 4 m2 ou fração de área (adota-se o critério que conduzir ao maior número)

Salas

Maior que 40

Dez para os primeiros 40 m2 mais uma para cada 10 m2 ou fração excedente

200 por tomada

Distribuição uniforme.

Até 20 Uma

Lojas Maior que 20

Uma para cada 20 m2 ou fração

200 por tomada

Não computadas as destinadas a vitrines, lâmpadas e demonstrações de aparelhos.

Exemplo de cálculo:

Dimensões Quantidade Dependência Área

(m2) Perímetro (m) TUG’s TUE’s

Sala 9,91 3,25x2 + 3,05x2 = 12,65 + 5 + 2,6 (3)

-

Copa - 3,10x2 + 3,05x2 = 12,33,5 + 3,5 + 3,5 + 1,8 (4)

1

Cozinha - 3,75x2 + 3,05x2 + 13,63,5 + 3,5 + 3,5 + 3,1 (4)

1

Dormitório 1 11,05 3,25x2 + 3,40x2 = 13,35 + 5 + 3,3 (3)

-

Dormitório 2 10,71 3,15x2 + 3,40x2 = 13,15 + 5 + 3,1 (3)

-

Banheiro 4,14 1 1

Área de serviço 5,95 3 -

Hall 1,80

O perímetro não interessa quando a área for inferior a 6 m2 1 -

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 309

TUG’s TUE’s Dependência

Potência de iluminação (VA) N.º

Potência(VA)

Equipamento Potência (VA)

Sala 100 3 300 VA

Copa

Cozinha

Dormitório 1

Dormitório 2

Banheiro

Área de serviço

Hall

Área externa

TOTAL

Reúnem-se os dados obtidos para a obtenção da potência total instalada. Exemplo de cálculo:

Circuito Fator de potência

Potência (VA)

Potência (W)

Iluminação (incandescente) 1,0 700 700

TUGs 0,8 7.500 6.000

TUEs

TOTAL-------------------------------------------------------------

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 310

QQuuaaddrroo ddee ddiissttrriibbuuiiççããoo Também conhecido como quadro de luz, é por meio dele que se faz a distribuição dos circuitos da instalação elétrica de uma residência. Ele é o centro de distribuição, pois:

• recebe os condutores que vêm do medidor; • contém os dispositivos de proteção; • é dele que partem os circuitos terminais que farão a alimentação dos aparelhos

consumidores elétricos.

BARRAMENTO DE NEUTRO

BARRAMENTO DE PROTEÇÃO (PE)

DISJUNTOR GERAL

BARRAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DAS FASES

DISJUNTORES DOS CIRCUITOS TERMINAIS

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 311

O quadro de distribuição deverá:

• conter um dispositivo de proteção contra choques elétricos “Diferencial Residual”;

• ser instalado em lugar de fácil acesso, com proteção adequada às influência externas e o mais próximo possível do centro de cargas da residência (local onde haja maior concentração de cargas de potências elevadas: cozinha, área de serviço, banheiro, etc.).

• possuir identificação do lado externo e dos circuitos.

Deverá ser prevista em cada quadro de distribuição uma capacidade de reserva que permita ampliações futuras, compatível com a quantidade e tipo de circuitos efetivamente previstos inicialmente. Esta previsão de reserva deverá obedecer aos seguintes critérios: ⇒ quadros com até 6 circuitos: prever espaço reserva para, no mínimo, 2 circuitos; ⇒ quadros de 7 a 12 circuitos: prever espaço reserva para, no mínimo, 3 circuitos; ⇒ quadros de 13 a 30 circuitos: prever espaço reserva para, no mínimo, 4 circuitos; ⇒ quadros acima de 30 circuitos: prever espaço reserva para, no mínimo, 15% dos

circuitos. Esta capacidade de reserva deverá se refletir no cálculo do circuito de distribuição do respectivo quadro de distribuição.

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Na figura abaixo temos um quadro de distribuição bifásico com disjuntores termomagnéticos geral.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 313

Na figura abaixo podemos verificar a diferença da instalação de um disjuntor diferencial residual geral no quadro de distribuição.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 314

Em Instalações onde no quadro de distribuição não chega o condutor terra, demos que fazer uma derivação no condutor neutro antes de passar pelo DDR, para que esse dispositivo funcione corretamente.

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Deverá fazer parte do quadro de distribuição uma proteção contra contatos diretos acidentais com suas partes energizadas.

Porta / Moldura

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 316

DDiivviissããoo ddaass IInnssttaallaaççããooEEllééttrriiccaa eemm CCiirrccuuiittooss

TTeerrmmiinnaaiiss A instalação elétrica deve ser dividida em circuitos terminais. Esta divisão facilita a manutenção e reduz a interferência. A divisão da instalação em circuitos terminais segue os seguintes critérios: • as linhas elétricas de sinal (telecomunicação, comunicação de dados, informática controle, automação, etc.) devem ser alojadas em quadros de distribuição e em eletrodutos independentes das outras linhas elétricas; • os circuitos de iluminação deverão ser independentes dos de tomadas; • deverão ser previstos circuitos independentes, exclusivos para tomadas de uso específico.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 317

Se os circuitos ficarem muito carregados, os condutores adequados para suas ligações resultarão numa seção nominal (bitola) muito grande, dificultando a instalação dos mesmos nos eletrodutos e as ligações terminais (interruptores e tomadas). Para que isso não ocorra é usual prever mais de um circuito de iluminação e tomadas de uso geral, de tal forma que a seção nominal dos fios não seja superior a 4,0 mm2 . Seções mínimas dos condutores isolados:

Tipo de instalação Utilização do circuito

Seção mínima do condutor isolado

(mm2) Circuitos de iluminação 1,5

Circuitos de força (incluem-se as tomadas) 2,5 Instalações fixas

em geral Circuitos de sinalização e de controle 0,5

A tabela a seguir serve como base para o dimensionamento dos circuitos terminais:

Tipo de circuito Tensão, em volts

Potência máxima, em

watts

Seção nominal do condutor, em

mm2

Disjuntor máximo, em

ampères Iluminação 110 1.500 1,5 15 Tomadas 110 2.000 2,5 20 Tomadas 220 4.000 2,5 20

Chuveiros e torneiras elétricas

220 6.000 6 35

Ar condicionado 220 3.600 4 25 Exemplo de divisão dos circuitos terminais:

Nº do circuito Aplicação Especificação Cômodos ou dependências envolvidas 1 Iluminação Social Sala, dormitório 1, dormitório 2, banheiro e hall 2 Iluminação Serviço Copa, cozinha, área de serviço e área externa 3 TUGs Social Sala, dormitório 1, dormitório 2, banheiro e hall 4 TUGs Serviço Copa e cozinha 5 TUGs Serviço Área de serviço 6 TUE Chuveiro Banheiro 7 TUE Tor. Elétrica Cozinha

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 318

Recomendações da NBR-5410: A utilização de proteção com Diferencial Residual de alta sensibilidade em circuitos terminais que sirvam a: ⇒ tomadas de corrente em cozinhas, lavanderias, locais com pisos e/ou

revestimentos não isolantes e áreas externas; ⇒ tomadas de corrente que, embora instaladas em áreas internas, possam alimentar

equipamentos de uso em áreas externas; ⇒ aparelhos de iluminação instalados em áreas externas. Exigências da NBR-5410 A utilização de proteção com Diferencial Residual de alta sensibilidade em circuitos terminais que sirvam a: ⇒ instalações alimentadas por rede de distribuição pública em baixa tensão, onde não

puder ser garantida a integridade do condutor PEN (proteção + neutro); ⇒ circuitos de tomadas de corrente em banheiros. ⇒ Os circuitos não relacionados nas recomendações e exigências acima deverão ser

protegidos por disjuntores termomagnéticos (DTM). Pode-se optar pela instalação de disjuntor DR ou interruptor DR na proteção geral. A seguir serão apresentadas as regras e a devida aplicação no exemplo em questão: Opção de utilização de disjuntor DR na proteção geral:

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No caso de utilização de proteção geral com disjuntor DR, a proteção de todos os circuitos terminais pode ser feita com disjuntor termomagnético. O disjuntor DR pode ser instalado:

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Opção de utilização de interruptor DR na proteção Geral:

No caso de instalação de interruptor DR na proteção geral, a proteção de todos os circuitos terminais pode ser feita com disjuntor termomagnético. A sua instalação é necessariamente no quadro de distribuição e deve ser precedida de proteção geral contra sobrecorrente e curto-circuito no quadro do medidor.

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Na proteção com DR deve-se tomar cuidado com o tipo de equipamento a ser instalado. Chuveiros, torneiras elétricas e aquecedores de passagem com carcaça metálica e resistência nua apresentam fugas de corrente muito elevadas, que não permitem que o DR fique ligado. Isto significa que estes aparelhos representam um risco à segurança das pessoas, devendo ser substituídos por outros com carcaça plástica ou com resistência blindada.

A ilustração a seguir representa um equipamento cuja instalação permite o uso do DR.

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DDiiaaggrraammaass EEllééttrriiccooss eeSSiimmbboollooggiiaass

Para a execução de uma instalação elétrica, o eletricista deve ter à sua disposição, uma série de dados importantes tais como: a localização dos elementos na planta do imóvel, a quantidade e seção dos fios que passarão dentro de cada eletroduto, qual o trajeto da instalação, a distribuição dos dispositivos e circuitos e seu funcionamento. Todos esses dados estão contidos neste capítulo que falará sobre diagramas de instalação. Nele você verá que existem diversos tipos de diagramas, conhecerá suas características, simbologia e modo de utilização. Diagrama elétrico: Diagrama elétrico é a representação de uma instalação elétrica ou parte dela por meio de símbolos gráficos, definidos nas normas NBR 5259, NBR 5280, NBR 5444, NBR 12519, NBR 12520 e NBR 12523. Dos diagramas existentes, estudaremos neste capítulo três: ⇒ diagrama funcional; ⇒ diagrama multifilar; ⇒ diagrama unifilar. O diagrama funcional apresenta todo o sistema elétrico e permite interpretar com rapidez e clareza o funcionamento ou a seqüência funcional dos circuitos. Esse tipo de diagrama não se preocupa com a posição física dos componentes da instalação elétrica.

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A figura a seguir mostra um exemplo de diagrama funcional de um circuito composto por um interruptor simples, uma tomada e uma lâmpada.

O diagrama multifilar é usado somente para os circuitos elementares, pois é de difícil interpretação quando o circuito é complexo. É um diagrama que representa todo sistema elétrico em seus detalhes e todos os condutores. Veja na figura a seguir, um exemplo de diagrama multifilar mostrando um circuito composto de um interruptor simples, uma tomada e uma lâmpada.

O diagrama unifilar apresenta as partes principais de um sistema elétrico e identifica o número de condutores. O trajeto dos condutores é representado por um único traço. Esse tipo de diagrama geralmente representa a posição física dos componentes da instalação, porém não representa com clareza o funcionamento e a seqüência funcional dos circuitos. É o tipo de diagrama mais usado em instalações elétricas prediais.A figura a seguir apresenta um diagrama unifilar do circuito elétrico composto por um interruptor simples, uma tomada e uma lâmpada.

S1

S1 X1

H1

-1-

a

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 324

Os símbolos gráficos usados neste diagrama são definidos pela norma NBR 5444/1989, para serem usados em planta baixa (arquitetônica) do imóvel. Nesta planta é indicada a localização exata dos circuitos de luz, de força, de telefone e seus respectivos aparelhos. Como exemplo, é apresentado a seguir um esquema da instalação elétrica de uma residência, na planta baixa:

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Sabendo-se as quantidades de pontos de luz, tomadas e o tipo de fornecimento, o projetista pode dar início ao desenho do projeto elétrico na planta residencial, utilizando-se de uma simbologia gráfica. A seguir é apresentada a simbologia usualmente empregada pelos projetistas. Como ainda não existe um acordo comum a respeito delas, o projetista pode adotar uma simbologia própria identificando-a no projeto, através de uma legenda.

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A simbologia dos condutores para esse tipo de diagrama é mostrada a seguir.

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DDiimmeennssiioonnaammeennttoo ddeeCCoonndduuttoorreess

A seção dos condutores deve ser dimensionada de maneira a garantir que a corrente calculada para ele possa circular sem que ocorra seu superaquecimento. O valor da corrente calculada para o circuito deve ser corrigido pelo fator de agrupamento ao qual esse circuito está submetido. Para se corrigir este valor é necessário, primeiramente, consultar a planta com a representação gráfica dos condutores e seguir o caminho que cada circuito percorre, observando neste trajeto, qual o maior número de circuitos que se agrupam com ele. Exemplo:

N.º do circuito N.º de circuitos agrupados

01 04

02 03

03 04

Distribuição 01

Fatores de agrupamento (f)

N.º de circuitos agrupados

1 2 3 4 5 6 7

1,00 0,8 0,7 0,65 0,6 0,56 0,55 Exemplo de aplicação:

• Corrente calculada para o circuito 01: 4,9 A • Fator de agrupamento: 0,65 • Corrente corrigida: 4,9/0,65 = 7,53 A

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DIMENSIONAMENTO DO CONDUTOR NEUTRO:

Seção dos condutores-fase da instalação (mm2)

Seção mínima do condutor neutro correspondente

S ≤ 16 S 25 35 50

25

70 35 95 50 120 150 70

185 95 240 120 300 150

Queda de tensão

O dimensionamento da fiação a fim de verificar a queda de tensão máxima permitida no circuito. O quadro a seguir exemplifica essas quedas.

Instalações Iluminação Outros usos

A

Alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão, a partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão.

4%

4%

B Alimentadas diretamente por subestação de transformação ou transformador, a partir de uma instalação de alta tensão.

7%

7%

C Instalações que possuem fonte própria. 7% 7%

a) Nos casos B e C, as quedas de tensões nos circuitos terminais não devem ser superiores aos valores indicados em A.

b) Nos casos B e C, quando as linhas principais de instalações tiverem um comprimento superior a 100m, as quedas de tensões podem ser aumentadas de 0,005% por metro de linha superior a 100m, sem que, no entanto, essa suplementação seja superior a 0,5%.

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Exercício:

Determine, através dos cálculos de queda de tensão por resistividade, qual a seção do condutor de cobre (ρ = 0,0173 Ω x mm2 / m) a ser utilizada para se alimentar uma carga resistiva com as características abaixo, sabendo-se que a tensão da rede é de 220 V, o circuito é monofásico, a distância entre o quadro de força e a carga é de 35 m e a queda de tensão máxima admissível é de 2%. Características da carga: ⇒ Tensão nominal: 220V. ⇒ Potência nominal: 4.840 W.

Resistência da carga = 11 Ω Queda de tensão = 4,4 V Tensão na carga = 215,6 V Corrente real do circuito = 21,5 A Resistência total dos condutores = 0,102040816 Ω Seção = 5,93 mm2

Dimensionamento dos condutores através de tabelas fornecidas por fabricantes:

Pirelli Cabos S.A.

Fios e cabos Pirastic Ecoflam, cabos flexíveis Pirastic Ecoplus, Sintenax Econax e Sintenax Flex unipolares.

Capacidade de condução de corrente e queda de tensão unitária, à temperatura ambiente de 30ºC, instalados em eletroduto aparente, embutido em alvenaria ou em eletrocalha.

Capacidade de condução de corrente (A) Queda de tensão para cos ϕ = 0,8 (V/A km)

Conduto não-magnético Seção

nominal (mm2) 2 condutores

carregados 3 condutores carregados Circuito

trifásico Circuito

monofásico

Conduto magnético

1,5 17,5 15,5 23,3 20,2 23 2,5 24 21 14,3 12,4 14 4 32 28 8,96 7,79 9,0 6 41 36 6,03 5,25 5,87

10 57 50 3,63 3,17 3,54 16 76 68 2,32 2,03 2,27 25 101 89 1,51 1,33 1,50 35 125 110 1,12 0,98 1,12 50 151 134 0,85 0,76 0,86 70 192 171 0,62 0,55 0,64 95 232 207 0,48 0,43 0,50 120 269 239 0,40 0,36 0,42 150 309 275 0,35 0,31 0,37 185 353 314 0,30 0,27 0,32 240 415 370 0,26 0,23 0,29

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Cabos Eprotenax Ecofix e Eprotenax Flex unipolares

Capacidade de condução de corrente e queda de tensão unitária, à temperatura ambiente de 30ºC, instalados em eletroduto aparente, embutido em alvenaria ou em eletrocalha.

Capacidade de condução de corrente (A) Queda de tensão para cos ϕ = 0,8 (V/A km)

Conduto não-magnético Seção

nominal (mm 2) 2 condutores

carregados 3 condutores carregados Circuito

trifásico Circuito

monofásico

Conduto magnético

1,5 23 20 23,5 20,4 23 2,5 31 28 14,6 12,7 14 4 42 37 9,1 7,9 9,0 6 54 48 6,1 5,3 5,87

10 75 66 3,6 3,2 3,54 16 100 88 2,34 2,05 2,27 25 133 117 1,52 1,34 1,50 35 164 144 1,15 0,99 1,12 50 198 175 0,86 0,76 0,86 70 253 222 0,63 0,56 0,64 95 306 269 0,48 0,43 0,50 120 354 312 0,40 0,36 0,42 150 407 358 0,35 0,31 0,37 185 464 408 0,30 0,26 0,32 240 546 481 0,26 0,21 0,29

(*) esta tabela aplica-se também a cabos do tipo Voltalene Ecolene e Afumex.

Fios e cabos Pirastic Ecoflam, cabos flexíveis Pirastic Ecoplus, Sintenax Econax e Sintenax Flex unipolares.

Capacidade de condução de corrente e queda de tensão unitária, à temperatura ambiente de 30ºC, instalados sobre isoladores, espaçados verticalmente.

Capacidade de condução de corrente (A) Queda de tensão para cos ϕ = 0,8 (V/A km) Seção nominal (mm 2) 3 condutores carregados Circuito trifásico

1,5 21 20,5 2,5 29 12,7 4 39 8,0 6 51 5,5 10 71 3,4 16 97 2,2 25 130 1,52 35 162 1,17 50 197 0,93 70 254 0,72 95 311 0,58

120 362 0,51 150 419 0,45 185 480 0,40 240 569 0,35

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Cabos Eprotenax Ecofix e Eprotenax Flex unipolares Capacidade de condução de corrente e queda de tensão unitária, à temperatura ambiente de 30ºC, instalados sobre

isoladores, espaçados verticalmente.

Capacidade de condução de corrente (A) Queda de tensão para cos ϕ = 0,8 (V/A km) Seção nominal (mm 2) 3 condutores carregados Circuito trifásico

1,5 25 20,7 2,5 35 12,9 4 48 8,2 6 63 5,5 10 88 3,4 16 120 2,25 25 161 1,53 35 201 1,18 50 246 0,94 70 318 0,72 95 389 0,59

120 454 0,51 150 527 0,45 185 605 0,40 240 719 0,35

(*) Esta tabela aplica-se também a cabos do tipo Voltalene Ecolene e Afumex.

Cabos Sintenax Econax e Sintenax Flex unipolares Capacidade de condução de corrente e queda de tensão unitária, à temperatura ambiente de 30ºC, instalados em bandeja perfurada ou leito, circuito trifásico, contíguos, em uma única camada, grupos de cabos semelhantes.

Capacidade de condução de corrente (A) Seção nominal (mm 2) 1 circuito 4circuitos agrupados 9 ou mais circuitos

agrupados

Queda de tensão Para cos ϕ = 0,8

(V/A km)

1,5 18 14 13 20,3 2,5 25 19 18 12,5 4 34 26 24 7,9 6 45 35 32 5,3 10 63 49 45 3,2 16 85 65 61 2,1 25 114 88 82 1,4 35 143 110 103 1,06 50 174 134 125 0,82 70 225 173 162 0,63 95 275 212 198 0,50

120 321 247 231 0,43 150 372 286 268 0,38 185 427 329 307 0,34 240 507 390 365 0,30

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Cabos Eprotenax e Eprotenax Flex unipolares Capacidade de condução de corrente e queda de tensão unitária, à temperatura ambiente de 30ºC, instalados em bandeja perfurada ou leito, circuito trifásico, contíguos, em uma única camada, grupos de cabos semelhantes.

Capacidade de condução de corrente (A) Seção nominal (mm 2) 1 circuito 4circuitos agrupados 9 ou mais circuitos

agrupados

Queda de tensão Para cos ϕ = 0,8

(V/A km)

1,5 22 17 16 20,4 2,5 30 23 22 12,8 4 42 32 30 8,0 6 55 42 40 5,4 10 77 59 55 3,3 16 105 81 76 2,12 25 141 109 102 1,41 35 176 136 127 1,06 50 216 166 156 0,83 70 279 215 201 0,63 95 342 263 246 0,50

120 400 308 288 0,43 150 464 357 334 0,39 185 533 410 384 0,34 240 634 488 456 0,30

(*) Esta tabela aplica-se também a cabos do tipo Voltalene Ecolene e Afumex.

Exemplos de Aplicação da primeira e segunda tabelas:

• Circuito trifásico constituído por três cabos Pirastic Ecoplus de 35 mm 2 em eletroduto, não-magnético, temperatura ambiente de 30ºC e fator de potência 0,8 (primeira tabela).

A capacidade de condução de corrente dos cabos é de 110 A e a queda de tensão de 1,12 V/A km. Se o circuito tiver 100 m, isto é, 0,1 km de comprimento, e for percorrido por uma corrente de 95 A, a queda de tensão será: 1,12 x 95 x 0,1 = 10,64 V Se a tensão do circuito for de 220 V, essa queda corresponderá a: 10,64/220V = 0,0483 = 4,83%

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• Circuito trifásico constituído por 3 cabos Sintenax Flex em eletrocalha metálica (que é um conduto magnético), temperatura ambiente de 30ºC e fator de potência 0,8, comprimento de 50 m, conduzindo uma corrente de 140 A.

A seção indicada seria de 70 mm 2 (capacidade de condução de 171A), com uma queda de: 0,64 x 140 x 0,05 = 4,48 V

• Se o circuito do exemplo anterior utilizasse cabos Eprotenax Flex. A seção indicada seria de 35 mm 2 (capacidade de condução de 144 A), com uma queda de: 1,12 x 140 x 0,05 = 7,84 V

• Se usássemos cabos de 50 mm 2 (capacidade de condução de 175 A), a queda de tensão seria:

0,86 x 140 x 0,05 = 6,02 V

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Exemplos de aplicação da quinta e sexta tabelas:

• Numa bandeja devem ser instalados 3 circuitos trifásicos, com cabos unipolares contíguos, agrupados. Considerando para cada um dos 3 circuitos, fator de potência 0,8 comprimento de 47 m, tensão de 220 V, queda de tensão máxima de 5%, vamos dimensionar os cabos para uma temperatura ambiente de 30ºC e correntes de 60 A para o circuito A, 84 A para o B e 104 A para o circuito C.

A queda de tensão máxima será de: 0,05 x 220 = 11 V

• Utilizando os cabos Sintenax Flex, teremos as seguintes seções de acordo com a capacidade de condução de correntes e respectivo cálculo de quedas de tensão (quinta tabela):

– Circuito A: 16 mm 2 – 2,1 x 60 x 0,047 = 5,92 V – Circuito B: 25 mm 2 – 1,4 x 84 x 0,047 = 5,52 V – Circuito C: 35 mm 2 – 1,06 x 104 x 0,047 = 5,18 V (todas as quedas inferiores a 11 V)

• Utilizando cabos Eprotenax Flex, teremos as seguintes seções nominais e quedas de tensão (sexta tabela)

– Circuito A: 10 mm 2 – 3,3 x 60 x 0,047= 9,3 V – Circuito B: 16 mm 2 – 2,12 x 84 x 0,047 = 8,36 V – Circuito C: 25 mm 2 – 1,41 x 104 x 0,047 = 6,54 V (todas as quedas inferiores a 11 V)

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DDiimmeennssiioonnaammeennttoo ddeeEElleettrroodduuttooss

Dimensionar eletrodutos é determinar o tamanho nominal do eletroduto para cada trecho da instalação. O tamanho nominal do eletroduto é determinado pelo seu diâmetro externo expresso em mm2, padronizado por norma. A determinação do diâmetro do eletroduto deverá ser de acordo com o número e a seção dos condutores a serem instalados. Para tanto, é recomendado que os condutores não ocupem mais que 53%, 31% e 40% da área útil do eletroduto, respectivamente para 1, 2, 3 ou mais condutores. A tabela a seguir fornece diretamente o tamanho do eletroduto:

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Número de condutores no eletroduto

2 3 4 5 6 7 8 9 10 Seção

nominal mm2 Tamanho nominal do eletroduto 1,5 16 16 16 16 16 16 20 20 20 2,5 16 16 16 20 20 20 20 25 25 4 16 16 20 20 20 25 25 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 32 32

10 20 20 25 25 32 32 32 40 40 16 20 25 25 32 32 40 40 40 40 25 25 32 32 40 40 40 50 50 50 35 25 32 40 40 50 50 50 50 60 50 32 40 40 50 50 60 60 60 75 70 40 40 50 60 60 60 75 75 75 95 40 50 60 60 75 75 75 85 85 120 50 50 60 75 75 75 85 85 - 150 50 60 75 75 85 85 - - - 185 50 75 75 85 85 - - - - 240 60 75 85 - - - - - -

Para o dimensionamento dos eletrodutos de um projeto basta saber o número de condutores no eletroduto e a maior seção deles. Exemplo:

• Número de condutores no trecho do eletroduto: 06 • Maior seção dos condutores: 4,0 mm2 • O tamanho nominal do eletroduto será de 20 mm.

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Observe, em três dimensões, a distribuição dos eletrodutos em uma unidade residencial:

Medidas dos eletrodutos que descem até as caixas. São determinadas descontando-se da medida do pé-direito mais a espessura da laje

da residência, a altura em que a caixa está instalada:

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NNoorrmmaass TTééccnniiccaass

As condições que satisfazem as instalações elétricas, a fim de garantir seu funcionamento adequado, a segurança de pessoas e animais domésticos e a conservação dos bens estão descritas na norma NBR 5410/1997 da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. Esta norma aplica-se às instalações elétricas alimentadas sob uma tensão nominal igual ou inferior a 1.000 V em corrente alternada, com freqüências inferiores a 400 Hz, ou a 1.500 V em corrente contínua.

Classificação das tensões CA CC

Extra-baixa 50 V 120 V

Baixa 1.000 1.500

Alta > 1.000 > 1.500

Sua aplicação é considerada a partir da origem da instalação, observando-se que:

• a origem de instalações alimentadas diretamente por rede pública em baixa tensão corresponde aos terminais de saída do dispositivo geral de comando e proteção; no caso excepcional em que tal dispositivo se encontre antes do medidor, a origem corresponde aos terminais de saída do medidor;

• a origem de instalações alimentadas por subestação de transformação corresponde aos terminais de saída do transformador; se a subestação possuir vários transformadores não ligados em paralelos, cada transformador corresponderá a uma origem, havendo tantas instalações quantos forem os transformadores;

• nas instalações alimentadas por fonte própria de energia em baixa tensão, a origem é considerada de forma a incluir a fonte como parte da instalação.

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SENAI “ Mariano Ferraz ” 342

Esta Norma aplica-se às instalações elétricas de:

• edificações residenciais, comerciais e pré-fabricadas; • estabelecimentos industriais, de uso público, agropecuários e hortigranjeiros; • reboques de acampamentos (trailers), locais de acampamentos (campings),

marinas e instalações análogas; • canteiros de obra, feiras, exposições e outras instalações temporárias.

Aplica-se, também, às instalações novas e a reformas em instalações existentes.

Nota: modificações destinadas a, por exemplo, acomodar novos equipamentos ou substituir os existentes não implicam necessariamente reforma total da instalação.

Não se aplica a: • equipamentos de tração elétrica; • instalações elétricas de veículos automotores, navios e aeronaves; • equipamentos para supressão de perturbações radioelétricas, na medida em que

eles não comprometam a segurança das instalações; • instalações de iluminação pública; • redes públicas de distribuição de energia elétrica; • instalações de pára-raios; • instalações em minas; • instalações de cercas eletrificadas;

A listagem a seguir, apresenta algumas normas organizadas de acordo

com sua respectiva numeração por NBR: ⇒ NBR 5112 - Porta-lâmpadas de rosca Edison. ⇒ NBR 5259 - Símbolos gráficos de instrumentos indicadores e medidores. ⇒ NBR 5261 - Símbolos gráficos de eletricidade - princípios gerais para desenho de

símbolos gráficos. ⇒ NBR 5280 - Símbolos literais de identificação de elementos de circuitos. ⇒ NBR 5311 - Código de cores para resistores. ⇒ NBR 5410 - Instalações elétricas de baixa tensão. ⇒ NBR 5413 - Iluminância de interiores. ⇒ NBR 5444 - Símbolos gráficos para instalações elétricas prediais. ⇒ NBR 5453 - Sinais e símbolos literais para eletricidade (será substituída em

breve). ⇒ NBR 5456 - Eletrotécnica e eletrônica - eletricidade geral.

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⇒ NBR 5471 - Condutores elétricos. ⇒ NBR 5597 - Eletroduto rígido de aço carbono e acessórios com revestimento

protetor. ⇒ NBR 5598 - Eletroduto rígido de aço carbono com revestimento protetor ⇒ NBR 5624 - Eletroduto rígido de aço-carbono com costura. ⇒ NBR 6014 - Marcação impressa para resistores fixos. ⇒ NBR 6148 - Condutores isolados com isolação extrudada de PVC para tensões

até 750 V - sem cobertura. ⇒ NBR 6150 - Eletrodutos de PVC rígido. ⇒ NBR 6513 - Eletrotécnica e eletrônica - resistores. ⇒ NBR 6880 - Condutores de cobre mole para cabos isolados. ⇒ NBR 8346 - Bases e receptáculos de lâmpadas. ⇒ NBR 12519 - Símbolos gráficos de elementos de símbolos, símbolos qualificativos

e outros símbolos de aplicação geral. ⇒ NBR 12520 - Símbolos gráficos de condutores e dispositivos de conexão. ⇒ NBR 12521 - Símbolos gráficos de componentes passivos. ⇒ NBR 12522 - Símbolos gráficos de produção e conversão de energia elétrica. ⇒ NBR 12523 - Símbolos gráficos de equipamentos de manobra e controle e de

dispositivos de proteção. ⇒ NBR 13057 - Eletroduto rígido de aço carbono, com costura, zincado. ⇒ NBR IEC 50 (826) - Vocabulário eletrotécnico internacional.

A seguir, são apresentados os endereços e telefones da Associação Brasileira

de Normas Técnicas para contatos:

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas http://www.abnt.org.br Sede: Av. Treze de Maio, 13 / 280 andar Rio de Janeiro, RJ Caixa Postal: 1680 CEP: 20003-900 Tel.: (21) 210 3122 Fax: (21) 240 8249 São Paulo: Avenida Paulista, 726 – 10º andar – Edifício 5a Avenida. São Paulo, SP. Tel.: (11) 289 6966

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Bibliografia • Instalações Elétricas Residenciais Elektro - Eletricidade e Serviços S.A. e Pirelli Energia Cabos e SIstemas S.A.- SP-2003 • Mecatrônica Industrial Editora Saber – Alexandre Capelli – SP - 2002 • Catalogo de Materiais Elétricos Pial Legrand Pial Eletro-Eletrônica LTDA - SP - 2000 • Projetos de Instalações Elétricas Prediais Editora Érica - Domingos Leite Lima Filho – SP – 2003 • Instalações Elétricas Sem Mistério Editora Saber – Newton C. Braga – SP - 2002 • Instalações Elétricas Prediais Editora Érica - Geraldo Cavalin e Severino Cervelin – SP – 2002 • Eletrônica para Eletricista Editora Saber – Newton C. Braga – SP - 2002 Recursos didáticos disponíveis na rede SENAI. • Instalações Elétrica Escola SENAI Vicente Amato – SP – 2001. • Intranet SENAI Apostilas / Eletricista de Manutenção (3) Novo Modelo (analógica ) Eletricidade Básica