Apostila Desenho Tecnico Eletricidade

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CPM - Programa de Certificao de Pessoal de Manuteno

Eltrica Desenho Eltrico

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Desenho Eltrico - Eltrica

SENAI - ES, 1996

Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Siderrgica de Tubaro)

SENAI - Servio Nacional de Aprendizagem Industrial DAE - Diviso de Assistncia s Empresas Departamento Regional do Esprito Santo Av. Nossa Senhora da Penha, 2053 - Vitria - ES. CEP 29045-401 - Caixa Postal 683 Telefone: (027) 325-0255 Telefax: (027) 227-9017

CST - Companhia Siderrgica de Tubaro AHD - Diviso de Desenvolvimento de Recursos Humanos AV. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro - Serra - ES. CEP 29160-972 Telefone: (027) 348-1322 Telefax: (027) 348-1077

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Sumrio

Desenhos Eltricos .........................................................................................................03 Smbolos Grficos de Eletricidade e Eletrnica...............................................................09 Diagramas Eltricos Prediais ..........................................................................................23 Lmpada e Interruptor Simples...................................................................................23 Lmpada, Tomada e Interruptor Simples....................................................................24 Lmpada e Interruptor de Duas Sees .....................................................................24 Lmpada e Dois Interruptores Paralelos (Three-Way)................................................26 Lmpada, Dois Interruptores Paralelos (Three-Way) e um Intermedirio (FourWay)...........................................................................................................................27 Aparelhos de Sinalizao (campainha e cigarra) ........................................................28 Ligaes de Lmpadas Fluorescentes .......................................................................29 Simbologia..................................................................................................................31 Diagramas Eltricos Industriais .......................................................................................37 Partida de Motores ..........................................................................................................43 Partida Direta..............................................................................................................43 Chave estrela-tringulo...............................................................................................44 Inverso do sentido de rotao de motores trifsicos .................................................46 Compensador ou autotransformador de partida .........................................................46 Exerccios........................................................................................................................49

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Desenhos Eltricos

Introduo Quando vamos executar uma instalao eltrica qualquer, necessitamos de vrios dados como: localizao dos elementos, percursos de uma instalao, condutores, distribuio da carga, protees, etc... Para que possamos representar estes dados, somos obrigados a utilizar a planta baixa do prdio em questo. Nesta planta baixa, devemos representar, de acordo com a norma geral de desenhos NB-8 da ABNT, o seguinte: a localizao dos pontos de consumo de energia eltrica, seus comandos e indicaes dos circuitos a que esto ligados; a localizao dos quadros e centros de distribuio; o trajeto dos condutores e sua projeo mecnica (inclusive dimenses dos condutos e caixas); um diagrama unifilar discriminando os circuitos, seo dos condutores, dispositivos de manobra e proteo; as caractersticas do material a empregar, suficientes para indicar a adequabilidade de seu emprego tanto nos casos comuns, como em condies especiais. Como a planta baixa se encontra reduzida numa proporao 50 ou 100 vezes menor, seria impossvel representarmos os componentes de uma instalao tais como eles se apresentam abaixo.

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Seria trabalhoso e desnecessrio desenh-lo em tamanho menor, por isso, utilizamos uma forma de diagrama reduzido, denominado esquema unifilar, onde os dispositivos de comando, proteo, fontes de consumo, condutores etc., so representados como nos exemplos abaixo:

-

Lmpada Interruptor Tomada

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Estes e outros smbolos so normalizados pela ABNT atravs de normas especficas. Este esquema unifilar somente representado em plantas baixas, mas o eletricista necessita de um outro tipo de esquema chamado multifilar, onde se mostram detalhes de ligaes e funcionamento, representando todos os seus condutores, assim como smbolos explicativos do funcionamento, como demonstra o esquema a seguir:

Para o eletricista, o modelo de uma instalao eltrica no lhe adianta, pois um prdio dificilmente igual a outro, apesar das ligaes serem semelhantes. O desenho de esquemas eltricos conforme normas recomendadas pela ABNT uma linguagem que deve ser conhecida tanto pelos engenheiros como pelos projetistas e eletricistas; portanto, indispensvel a todos os que se dedicarem ao ramo especfico da eletricidade. O estudo destes esquemas objetiva capacitar o educando a ler, interpretar e executar esquemas de circuitos eltricos, a fim de que possamos transportar o que foi escrito pelo projetista, sob forma de desenho na planta baixa, para a obra a ser executada. Os desenhos das plantas de arquitetura, dos detalhes, etc., so feitos no com as dimenses reais, pois exigiriam um papel do tamanho daquilo que estamos desenhando. No caso de uma planta baixa, seria to grande que no caberia no cmodo, alm de difcil de ler._________________________________________________________________________________________________ __ CST Companhia Siderrgica de Tubaro 8

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Desenhamos aquilo que desejamos, reduzindo todas as dimenses proporcionalmente segundo uma escala. Podemos, por exemplo, reduzir todas igualmente 10 vezes. Temos neste caso uma escala de 1:10 (l-se: um para dez). Fica claro, portanto, que a escala uma relao entre a dimenso usada para representar um objeto no desenho e a sua dimenso real. Alguns exemplos serviro para clarear os conceitos. 1 Exemplo - Um objeto tem 10 metros de comprimento. Se seu comprimento for representado num desenho por 1 metro, qual foi a escala usada?o

Escala =

Comprimento no desenho 1 metro = = 1:10 Comprimento real 10 metros

2 Exemplo - Sabemos que a escala usada numa planta baixa 1:50. Medindo, no desenho, a largura de uma sala encontramos 3,4 cm. Qual a dimenso real da sala?

o

1 50

Significa

1m 1 dm 1 cm

representa representa representa

50 m 5m 0,5 m

3,4 cm x 0,5 = 1,7 metros 3,4 cm representam 1,7 metros.

3 Exemplo - Um terreno est sendo representado em escala num desenho. Se o terreno de 12 metros est representado no desenho por 24 centmetros, qual a escala usada no desenho?

o

Escala =

24 cm 0,24 m 0,24 1 1 = = = = = 1:50 12 12 m 12 m 12 50 0,24

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Escala de 1:50 (a mais comum em arquitetura). Cada metro no desenho corresponde a 50 metros reais ou seja:1 cm corresponde a 0,5m

Medimos com o metro sobre o desenho 4,7 cm. Isto corresponde a 4,7 x 0,5 = 2,35 m. Devemos, portanto marcar na obra 2,35 m.

Escala de 1:100 Cada metro no desenho corresponde a 100 metros reais, ou seja:1 cm corresponde a 1m

Medimos com o metro sobre o desenho 6,9 cm. Devemos marcar na obra 6,9 x 1 = 6,9 m.

Escala de 1:20 Cada metro no desenho corresponde a 20 metros reais, ou seja:1 cm corresponde a 0,2 m

Com um metro de pedreiro medimos sobre o desenho uma certa distncia e achamos 6,75 cm. Devemos marcar na obra 6,75 x 0,2 = 1,35 m.

Escala de 1:25 Cada metro no desenho corresponde a 25 metros reais, ou seja:1 cm corresponde a 0,25 m

Em desenho de detalhe, medindo uma distncia com escala mtrica qualquer (metro de pedreiro por exemplo), achamos 35,4 mm ou 3,54 cm. O valor real a ser marcado na obra dever ser 3,54 x 0,25 = 0,885 m ou 88,5 cm.

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Smbolos Grficos de Eletricidade e Eletrnica

Introduo O trabalho relaciona as normas nacionais e internacionais dos smbolos de maior uso, comparado a simbologia brasileira (ABNT) com a internacional (IEC), com a alem (DIN) , e com a norte-americana (ANSI) visando facilitar a modificao de diagramas esquemticos, segundo as normas estrangeiras, para as normas brasileiras, e apresentar ao profissional a simbologia correta em uso no territrio nacional. A simbologia tem por objetivo estabelecer smbolos grficos que devem ser usados para, em desenhos tcnicos ou diagramas de circuitos de comandos eletromecnicos, representar componentes e a relao entre estes. A simbologia aplica-se generalizadamente nos campos industrial, didtico e outros onde fatos de natureza eltrica precisem ser esquematizados graficamente. O significado e a simbologia esto de acordo com as abreviaturas das principais normas nacionais e internacionais adotadas na construo e instalao de componentes e rgos dos sistemas eltricos

SIGLA

SIGNIFICADO E NATUREZA Associao Brasileira de Normas Tcnicas Atua em todas as reas tcnicas do pas. Os textos de normas so adotados pelos rgos governamentais (federais, estaduais e municipais) e pelas firmas. Compem-se de Normas (NB), Terminologia (TB), Simbologia (SB), Especificaes (EB), Mtodo de ensaio e Padronizao. (PB). American National Standards Institute Instituto de Normas dos Estados Unidos, que publica recomendaes e normas em praticamente todas as reas tcnicas. Na rea dos dispositivos de comando de baixa tenso tem adotado freqentemente especificaes da UL e da NEMA.

ABNT

ANSI

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SIGLA

SIGNIFICADO E NATUREZA International Comission on Rules of the approval of Eletrical Equipment Especificaes internacionais, destinadas sobretudo ao material de instalao. Canadian Eletrical Manufctures Association Associao Canadense dos Fabricantes de Material Eltrico. Canadian Standards Association Entidade Canadense de Normas Tcnicas, que publica as normas e concede certificado de conformidade. Danmarks Elektriske Materielkontrol Autoridade Dinamarquesa de Controle dos Materiais Eltricos que publica normas e concede certificados de conformidade. Deutsche Industrie Normen Associao de Normas Industriais Alems. Suas publicaes so devidamente coordenadas com as da VDE. International Electrotechinical Comission Esta comisso formada por representantes de todos os pases industrializados. Recomendaes da IEC, publicadas por esta Comisso, j so parcialmente adotadas e caminham para uma adoo na ntegra pelos diversos pases ou, em outros casos, est se procedendo a uma aproximao ou adaptao das normas nacionais ao texto dessas normas internacionais. Japanese Electrotechinical Committee Comisso Japonesa de Eletrotcnica.

CEE

CEMA

CSA

DEMKO

DIN

IEC

JEC

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SIGLA

SIGNIFICADO E NATUREZA The Standards of Japan Electrical Manufactures Association Normas da Associao de Fabricantes de Material Eltrico do Japo. Japanese Industrial Standards Associao de Normas Industriais Japonesas. Kenring van Elektrotechnische Materialen Associao Holandesa de ensaio de Materiais Eltricos. National Electrical Manufactures Association Associao Nacional dos Fabricantes de Material Eltrico (E.U.A.). Osterreichischer Verband fur Elektrotechnik Associao Austraca de Normas Tcnicas, cujas determinaes geralmente coincidem com as da IEC e VDE. Svensk Standard Associao Sueca de Normas Tcnicas. Underwriters Laboratories Inc Entidade nacional de ensaio da rea de proteo contra incndio, nos Estados Unidos, que, entre outros, realiza os ensaios de equipamentos eltricos e publica as suas prescries. Union Tecnique de lElectricit Associao Francesa de Normas Tcnicas. Verband Deutscher Elektrotechniker Associao de Normas Tcnicas alems, que publica normas e recomendaes da rea de eletricidade.

JEM

JIM

KEMA

NEMA

OVE

SEN

UL

UTE

VDE

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Diagramas Eltricos Prediais

Lmpada e Interruptor Simples Esquema Multifilar

Esquema Unifilar

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Lmpada, Tomada e Interruptor Simples Esquema Multifilar

Esquema Unifilar

Lmpada e Interruptor de Duas Sees Esquema Multifilar

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Esquema Unifilar

Quando deserjamos representar, num esquema unifilar, um grupo de lmpadas em um mesmo ponto (lustre), devemos indicar, ao lado do smbolo de lmpadas, o nmero de lmpadas do grupo na ordem de acendimento. Exemplo: Um lustre com 3 lmpadas, em que uma seo acenda 2 lmpadas e outra seo, comande a terceira lmpada. Esquema Multifilar

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Esquema Unifilar

Lmpada e Dois Interruptores Paralelos (Three-Way) Esquema Multifilar

Esquema Unifilar

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Lmpada, Dois Interruptores Paralelos (Three-Way) e um Intermedirio (Four-Way) Esquema Multifilar

Esquema de Funcionamento

Esquema Unifilar

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Aparelhos de Sinalizao (campainha e cigarra) Esquema Multifilar

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Esquema Unifilar

Ligaes de Lmpadas Fluorescentes Na prtica, chamamos de lmpada fluorescente, a um conjunto composto de lmpada propriamente dita, reator, suporte e calha, se for de partida rpida. O tipo convencional ainda composto por um starter. Para que possamos ligar este conjunto rede, necessrio que interliguemos seus componentes. Esta operao s ser possvel mediante a leitura do esquema de ligao afixado no reator, sendo que este esquema varia conforme o tipo de reator e seu fabricante. Abaixo, vemos alguns exemplos de esquemas de ligao de reatores. Ligao de reator simples, tipo convencional.

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Ligao de reator duplo, tipo convencional.

Ligao de reator duplo, partida rpida.

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Simbologia

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Simbologia

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Exemplo de uma planta geral de instalao de luz de residncia. Trata-se de instalao tubulada em eletrodutos, alimentada por sistema monofsico.

Exemplo de uma planta geral de instalao de luz com instalao aberta em isoladores cleat.

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Projeto de instalaes de residncia

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Desenvolver o Projeto Eltrico apresentado, destacando os itens abaixo discriminados: a) Codificao dos circuitos parciais; b) Diviso dos circuitos atravs de Setores.

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Desenvolver o Projeto Eltrico apresentado:

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Diagramas Eltricos Industriais

Introduo Para o comando, regulao e proteo dos motores eltricos, que constituem os elementos de potncia das instalaes eltricas industriais, empregam-se diferentes dispositivos tais como: contatores, disjuntores, reguladores, rels (proteo, auxiliares), eletroims, sinalizadores, engates eletromagnticos, alarmes, freios mecnicos, etc., interligados por condutores eltricos. Estes dispositivos se conectam eletricamente a uma instalao eltrica em geral destinada a efetuar as operaes requeridas em uma ordem determinada. Os diagramas eltricos so desenhados, basicamente, desenergizados e mecanicamente no acionados. Quando um diagrama no for representado dentro desse princpio, nele devem ser indicadas as alteraes. Os diagramas dividem-se em trs grandes grupos para fins didticos: Diagrama Esquemtico Destinado a facilitar o estudo e a compreenso do funcionamento de uma instalao ou parte dela. Os elementos do diagrama dispem-se de forma que possam facilitar sua interpretao e no seguindo a disposio espacial real. Isto quer dizer que diversos elementos condutores de corrente e os dispositivos de comando e proteo esto representados conforme a sua posio no circuito eltrico e independente da relao construtiva destes elementos. Os diagramas esquemticos so classificados em 3 tipos:

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Diagrama Unifilar Representao simplificada, geralmente unipolar das ligaes, sem o circuito de comando, onde s os componentes principais so considerados. Em princpio todo projeto para uma instalao eltrica deveria comear por um diagrama unifilar.

Diagrama Multifilar a representao da ligao de todos os seus componentes e condutores. Em contraposio ao unifilar, todos os componentes so representados, sendo que a posio ocupada no precisa obedecer a posio fsica real em que se encontram. Como ambos os circuitos, (principal e auxiliar) so representados simultaneamente no diagrama, no se tem uma viso exata da funo da instalao, dificultando, acima de tudo a localizao de uma eventual falha, numa instalao de grande porte.

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Diagrama Funcional (Elementar) A medida que os diagramas multifilares foram perdendo a utilidade, foram sendo substitudos pelos funcionais. Este tipo de diagrama representa com clareza os processo e o modo de atuao dos contatos, facilitando a compreenso da instalao e o acompanhamento dos diversos circuitos na localizao de eventuais defeitos.

Basicamente o Diagrama Funcional composto por 2 circuitos: Circuito Principal ou de Fora Onde esto localizados todos os elementos que tem interferncia direta na alimentao da mquina, ou seja, aqueles elementos por onde circula a corrente que alimenta a respectiva mquina. Circuito Auxiliar ou de Comando Onde esto todos os elementos que atuam indiretamente na abertura, fechamento e sinalizao dos dispositivos utilizados no acionamento da mquina, em condies normais e anormais de funcionamento._________________________________________________________________________________________________ __ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 45

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Os diagramas funcionais so os mais importantes do ponto de vista de projeto, permitindo obter uma idia de conjunto sobre o sistema de comando adotado, que a base de partida, proporcionando os dados fundamentais para a posterior realizao dos diagramas de interligao, nos trabalhos de montagem como tambm a preparao da lista de materiais.

Diagrama de Blocos Outro tipo de diagrama explicativo utilizado muitas vezes o denominado Diagrama de Blocos. Consiste essencialmente em um desenho simples cujo objetivo apresentar o princpio de funcionamento de uma instalao eltrica industrial. A necessidade dos diagramas de blocos est muitas vezes no interesse em conhecer o funcionamento de uma instalao sem ter que analisar detalhadamente o diagrama funcional completo, o que levaria muito tempo.

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Layout de Montagem O Layout de montagem constituem um documento importante para orientar a montagem, localizao e reparao de falhas em todos os equipamentos que constituem uma instalao eltrica. O layout que envolva mquinas, equipamentos eltricos, instalaes, etc., deve refletir a distribuio real dos dispositivos, barramentos, condutores, etc., e seus elementos separados, como indicar os caminhos empregados para a interconexo dos contatos destes elementos.

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Identificao de Bornes em Diagramas de Interligao Se duas ou mais partes de uma instalao esto interligadas entre si por condutores, estes so ligados em ambos os lados a blocos terminais (rgua de bornes). Tanto os terminais quanto os conjuntos de bornes so identificados por letras e nmeros. Para os condutores, foi escolhido o critrio da identificao do seu destino em cada borne de conexo. Observe o exemplo abaixo que representa uma interligao de 3 rguas de bornes com suas respectivas numeraes.

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Partida de Motores

Partida Direta Em quase todas as concessionrias de fornecimento de energia eltrica permite-se partida direta para motores at 5 HP (3,72 kW). Entende-se por partida direta, a partida com a tenso de abastecimento. Seqncia Operacional Ligao Estando sob a tenso os bornes R, S e T , e apertando-se o boto b1, a bobina do contator c1 ser energizada. Esta ao faz fechar o contato de selo c1, que manter a bobina energizada; os contatos principais se fecharo, e o motor funcionar. Circuito de Fora Circuito de Comando

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Interrupo Para interromper o funcionamento do contator, pulsamos o boto b0; este se abrir, eliminando a alimentao da bobina, o que provocar a abertura do contato de selo c1, e consequentemente, dos contatos principais, e a parada do motor. Nota: Um contator pode ser comandado tambm por uma chave de um plo. Neste caso, eliminam-se os botes b0 e b1 e o contato de selo c1, e introduz-se no circuito de comando a chave b1. Circuito de Comando Diagrama Unifilar

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Acima de 5 HP usam-se dispositivos que diminuem a tenso aplicada aos terminais dos motores e desta maneira limita-se a corrente de partida. Tais dispositivos so: Chave estrela-tringulo Esta chave pode ser manual ou automtica e se aplica quando o motor de induo, trifsico e com rotor em gaiola. O boto de comando b1 aciona o contator estrela c2 e, ao mesmo tempo, o dispositivo de retardamento d1; o contato fechador de c2 atua sobre o contato de c1, fechando a bobina c1 do contator da rede. Assim o motor parte em estrela. Decorrido o tempo de retardamento, o contato abridor d1, opera e o contator estrela c2 desligado. Quando o contato abridor de c2 abre, fecha o contator tringulo c3, pois o contato fechador de c1 j estava fechado quando c1 ligou. O motor opera em tringulo. Se quisermos parar o motor, aciona-se o boto b0, interrompendo o contator de rede c1. O contato fechador de c1 abre-se, o contator tringulo desligado e o motor pra. Chave estrela-tringulo de partida automtica de motores. Circuito de Fora Circuito de Comando

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Diagrama Unifilar

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Inverso do sentido de rotao de motores trifsicos Quando o boto b1 acionado energiza-se a bobina do contator c1 e abre-se o contato fechador de c1; o motor parte com o sentido de rotao, por exemplo, para a direita. Quando se aciona o boto b2, o contator c1 DESLIGA, atravs do contato abridor de c2 e o contator c2 LIGA atravs do contato fechado por boto de comando. A ordem LIGA para o contator c2 s efetivada quando o contato abridor do contator c1 estiver fechado. O motor frenado e passa a girar no sentido contrrio, por exemplo, esquerda. Circuito de Fora Circuito de Comando Diagrama Unifilar

Compensador ou autotransformador de partida. O boto de comando b1 aciona a bobina de c1 e o rel temporizado d1. Assim fecha-se o contato fechador de c1 e a bobina de c3 energizada. O motor parte com tenso reduzida e fecha-se o contato fechador e o contato de selo de c3. Decorrido o tempo pr-ajustado, o rel d1 comuta a ligao, ento abre-se o contato fechado e fecha-se o abridor de c1; energiza-se a bobina c2. Assim abre-se o contato abridor de c2 e a bobina de c3 desenergizada e o motor parte com tenso plena.

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Quando se deseja parar o motor aciona-se o boto b0 o que desenergiza a bobina c2 e o rel comutador, parando-se o motor.

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Diagrama de partida autotransformador Circuito de Fora

automtica

de

motores

com

Circuito de Comando

Diagrama Unifilar

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Exerccios: 1. Marque a alternativa que identifica os componentes que esto representados no diagrama multifilar abaixo:

a) b) c) d) e)

( ( ( ( (

) ) ) ) )

interruptores simples e lmpada; interruptores intermedirios e lmpadas incandescentes; interruptores paralelos e lmpada incandescente; interruptores unipolares e lmpadas fluorescente; N.R.A.

2. A figura abaixo representa:

a) ( b) ( c) ( d) ( e) (

) o diagrama multifilar de uma chave estrela-tringulo; ) o diagrama de blocos de uma partida direta de motor trifsico; ) o diagrama funcional (fora e comando) de uma partida direta de motor trifsico; ) o esquema eltrico de uma chave compensadora; ) o diagrama funcional de inverso do sentido de rotao de motor trifsico.

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3. Dados os bornes de ligao do motor monofsico abaixo, faa:

a) ligao em 110V, e sua respectiva ligao com reverso;

b) ligao em 220V, e sua respectiva ligao com reverso;

4. Qual a potncia mxima que um motor trifsico 220V pode ter, partindo direto da rede eltrica e como deve ser ligada suas bobinas para que tenha melhor desempenho?

5. Faa um esquema FUNCIONAL e UNIFILAR de ligao de um motor trifsico partida direta com reverso.

6. Faa um esquema FUNCIONAL e UNIFILAR de ligao de um motor trifsico com partida ESTRELA TRINGULO.

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7. D o nome dos smbolos abaixo:

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8. Escreva o nome do dispositivo eltrico representado por cada uma das simbologias abaixo (norma ABNT):

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Esprito Santo

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9. Escreva o nome do dispositivo eltrico representado por cada uma das simbologias abaixo (norma ABNT):

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10. Desenhe o esquema MULTIFILAR de uma ligao de uma lmpada atravs de um interruptor three-way.

11. Mostre como ficaria a ligao anterior na forma de esquema UNIFILAR.

12. Rede de distribuio bifsica de fotoclula comandando lmpada vapor de mercrio (220V).

(110V)

Notas: a) A fotoclula dever ser isolada atrs do poste, de tal modo , que a clula foto-eltrica fique voltada em sentido contrrio s luzes artificiais (letreiros luminosos etc), a fim de evitar operaes incorretas. b) Em caso de encabeamento do secundrio de ambos os lados do poste a instalao da fotoclula ser feita no parafuso de fixao da cinta superior. Em caso de tangencia em um parafuso adicional de 16 x 45 mm. c) Em postes de madeira o brao afixado por parafuso de mquina de 16mm x comp. adequado. d) No caso de poste de madeira, a fotoclula ser afixada no parafuso superior de sustentao da armao do neutro, sendo adicionada uma porca quadrada para parafuso de 16 mm._________________________________________________________________________________________________ __ SENAI Departamento Regional do Esprito Santo 61

Esprito Santo

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13. Rede de eletroduto PVC de interruptor duplo comandando uma lmpada mista com time switch.

14. Sistema hidrulico contendo chave magntica, chave bia e motobomba monofsica.

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Esprito Santo

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15. Sistema de iluminao de emergncia com bateria.

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