81
1

Eletricista Profissional. Atualizada

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Eletricista Profissional. Atualizada

1

Page 2: Eletricista Profissional. Atualizada

2

Page 3: Eletricista Profissional. Atualizada

3

SUMÁRIO

1. SEGURANÇA NAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS....................................................05

1.1 Choque elétrico

1.2 Efeitos

1.3 Fatores determinantes da gravidade

1.4 Resistencia elétrica do corpo humano

1.5 Queimaduras

1.6 Campo eletromagnético

2. INTRODUÇÃO À ELETRICIDADE BÁSICA..........................................................11

1.1 Evolução da eletricidade

3. SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA..............................................................13

1.1 Geração

1.2 Transmissão

1.3 Distribuição

4. CONDUTORES ELÉTRICOS.................................................................................18

1.1 Natureza do material condutor

1.2 Isolamento

5. SEÇÃO (MM2) DE CONDUTORES...................................................................21

1.1 Condutor fase

1.2 Condutor neutro

1.3 Condutor de proteção

1.4 Dimensionamento de condutores

1.5 Queda de tensão percentual (%)

1.6 Momento elétrico (ME)

1.7 Queda de tensão em V/A. KM.

1.8 Exemplos dos conceitos de queda de tensão

1.9 Exemplos do dimensionamento da seção de condutores

6. ELETRICIDADE BÁSICA (TEORIA)....................................................................29

1.1 Tensão elétrica

1.2 Resistência elétrica

1.3 Potencia elétrica

1.4 Carga elétrica

1.5 Carga /resistor

1.6 Fonte/ circuito

Page 4: Eletricista Profissional. Atualizada

4

1.7 Corrente e tensão continuas

1.8 Corrente e tensão alternadas

1.9 Circuito Elétrico

7. APARELHOS DE MEDIÇÃO..............................................................................36

1.1 Amperímetro e voltímetro

1.2 Wattímetro

1.3 Ohmimetro

1.4 Alicate volt-Amperímetro

1.5 Medidor de energia elétrica

8. QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO DE CIRCUITOS....................................................39

1.1 divisões de circuito

9. MATERIAIS ELÉTRICOS.....................................................................................42

1.1 condutores elétricos

1.2 condutos elétricos

1.3 caixas de passagens

1.4 lâmpadas e iluminarias

1.5 interruptores

1.6 tomadas de corrente

1.7 conformidades dos interruptores e tomadas

1.8 cargas mínimas para pontos de tomadas

10. DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS............................51

1.1 tipos de dispositivos

1.2 reles térmicos

11. ATERRAMENTO ELÉTRICO.............................................................................64

1.1objetivo

1.2 tipos

1.3 as principais vantagens do aterramento

1.4 consequências do aterramento ruim

1.5 classificações do aterramento

12. SIMBOLOGIA.................................................................................................71

1.1 diagramas

13. NORMAS........................................................................................................80

Page 5: Eletricista Profissional. Atualizada

5

1) SEGURANÇA NAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

Toda instalação elétrica deverá ser projetada baseada em normas de segurança. Como já citado, no Brasil a ABNT NBR 5410 é que rege as instalações elétricas em baixa tensão. Toda instalação elétrica deve ser projetada prevendo um sistema de aterramento para proteção contra contatos indiretos. (Entende-se por contato indireto aquele em que o usuário toca a parte metálica do equipamento, a qual está energizada acidentalmente através de uma falha na isolação interna ou o rompimento da camada isolante).

O princípio que fundamenta as medidas de proteção contra choques especificadas na NBR 5410:2004 pode ser assim resumido:

• Partes vivas perigosas não devem ser acessíveis;

• Massas ou partes condutivas acessíveis não devem oferecer perigo, seja em condições normais, seja, em particular, em caso de alguma falha que as tornem acidentalmente vivas.

Deste modo, a proteção contra choques elétricos compreende, em caráter geral, dois tipos de proteção:

a) proteção básica e

b) proteção supletiva.

NOTAS:

1. Os conceitos e princípios da proteção contra choques elétricos aqui adotados são aqueles da IEC 61140.

2. Os conceitos de “proteção básica” e de “proteção supletiva” correspondem, respectivamente, aos conceitos de “proteção contra contatos diretos” e de “proteção contra contatos indiretos” vigentes até a edição anterior desta Norma.

3. Exemplos de proteção básica:

• Isolação básica ou separação básica;

• Uso de barreira ou invólucro;

• Limitação da tensão.

4. Exemplos de proteção supletiva:

• Eqüipotencialização e seccionamento automático da alimentação;

• Isolação suplementar;

• Separação elétrica.

Dois conceitos de proteção são necessários no uso do DR na instalação elétrica: a proteção básica e a suplementar. Quando uma criança insere determinado material metálico na tomada, como uma chave de fenda, por exemplo, entrando em contato com a parte viva (energizada) da instalação, configura-se o contato direto, necessitando da proteção básica.

Quando o choque elétrico ocorre na superfície de um eletrodoméstico (uma máquina de lavar ou geladeira, por exemplo), configura-se o contato indireto, nessa situação, necessita-se da proteção suplementar. A maior parte dos choques ocorre neste segundo tipo de situação e a utilização do DR poderia evitar inúmeros acidentes.

A grande maioria dos equipamentos domésticos utilizam motores elétricos, os quais são compostos por bobinas de fios de cobre ou alumínio, protegidos por uma camada de verniz isolante. Com o passar do tempo, e devido principalmente ao aquecimento, ocorre uma falha na isolação deste condutor que passará a ter um contato direto com a carcaça metálica do motor. Como este está em contato direto com as partes metálicas do equipamento, surgirá uma tensão elétrica entre este e o referencial neutro (terra), que fatalmente causará um choque elétrico ao usuário.

Em equipamentos de aquecimento (chuveiros, aquecedores, ferros de passar roupa, etc.) Em equipamentos de aquecimento (chuveiros, aquecedores, ferros de passar roupa, etc.) é muito comum existir uma tensão elétrica entre a carcaça metálica do aparelho e o referencial neutro (terra). Poderá ainda ocorrer uma falha no isolamento interno do aparelho, ou a própria água (no caso de chuveiros) como está em contato direto com a resistência do chuveiro, se ionizar conduzindo energia elétrica para a parte metálica do aparelho.

Page 6: Eletricista Profissional. Atualizada

6

• Choque elétrico

O choque elétrico é um estímulo rápido no corpo humano, ocasionado pela passagem da corrente elétrica. Essa corrente circulará pelo corpo onde ele tornar-se parte do circuito elétrico, onde há uma diferença de potencial suficiente para vencer a resistência elétrica oferecida pelo corpo.

Embora tenhamos dito, no parágrafo acima, que o circuito elétrico deva apresentar uma diferença de potencial capaz de vencer a resistência elétrica oferecida pelo corpo humano, o que determina a gravidade do choque elétrico é a intensidade da corrente circulante pelo corpo.

O caminho percorrido pela corrente elétrica no corpo humano é outro fator que determina a gravidade do choque, sendo os choques elétricos de maior gravidade aqueles em que a corrente elétrica passa pelo coração.

a) Efeitos

O choque elétrico pode ocasionar contrações violentas dos músculos, a fibrilação ventricular do coração, lesões térmicas e não térmicas, podendo levar a óbito como efeito indireto as quedas e batidas, etc.

A morte por asfixia ocorrerá, se a intensidade da corrente elétrica for de valor elevado, normalmente acima de 30 mA e circular por um período de tempo relativamente pequeno, normalmente por alguns minutos. Daí a necessidade de uma ação rápida, no sentido de interromper a passagem da corrente elétrica pelo corpo. A morte por asfixia advém do fato do diafragma da respiração se contrair tetanicamente, cessando assim, a respiração. Se não for aplicada a respiração artificial dentro de um intervalo de tempo inferior a três minutos, ocorrerá sérias lesões cerebrais e possível morte.

A fibrilação ventricular do coração ocorrerá se houver intensidades de corrente da ordem de 15mA que circulem por períodos de tempo superiores a um quarto de segundo. A fibrilação ventricular é a contração disritimada do coração que, não possibilitando desta forma a circulação do sangue pelo corpo, resulta na falta de oxigênio nos tecidos do corpo e no cérebro. O coração raramente se recupera por si só da fibrilação ventricular. No entanto, se aplicarmos um desfribilador, a fibrilação pode ser interrompida e o ritmo normal do coração pode ser restabelecido. Não possuindo tal aparelho, a aplicação da massagem cardíaca permitirá que o sangue circule pelo corpo, dando tempo para que se providencie o desfribilador, na ausência do desfribilador deve ser aplicada a técnica de massagem cardíaca até que a vítima receba socorro especializado.

Além da ocorrência destes efeitos, podemos ter queimaduras tanto superficiais, na pele, como profundas, inclusive nos órgãos internos.

Por último, o choque elétrico poderá causar simples contrações musculares que, muito embora não acarretem de uma forma direta lesões, fatais ou não, como vimos nos parágrafos anteriores, poderão originá-las, contudo, de uma maneira indireta: a contração do músculo poderá levar a pessoa a, involuntariamente, chocar-se com alguma superfície, sofrendo, assim, contusões, ou mesmo, uma queda, quando a vitima estiver em local elevado. Uma grande parcela dos acidentes por choque elétrico conduz a lesões provenientes de batidas e quedas.

b) Fatores determinantes da gravidade

Analisaremos, a seguir, os seguintes fatores que determinam a gravidade do choque elétrico:

• percurso da corrente elétrica;

• características da corrente elétrica;

• resistência elétrica do corpo humano.

Percurso da corrente elétrica

Tem grande influência na gravidade do choque elétrico o percurso seguido pela corrente no corpo. A figura abaixo demonstra os caminhos que podem ser percorridos pela corrente no corpo humano.

Page 7: Eletricista Profissional. Atualizada

7

Características da corrente elétrica

Outros fatores que determinam a gravidade do choque elétrico são as características da corrente elétrica. Nos parágrafos anteriores vimos que a intensidade da corrente era um fator determinante na gravidade da lesão por choque elétrico; no entanto, observa-se que, para a Corrente Contínua (CC), as intensidades da corrente deverão ser mais elevadas para ocasionar as sensações do choque elétrico, a fibrilação ventricular e a morte. No caso da fibrilação ventricular, esta só ocorrerá se a corrente continua for aplicada durante um instante curto e especifico do ciclo cardíaco.

As correntes alternadas de frequência entre 20 e 100 Hertz são as que oferecem maior risco. Especificamente as de 60 Hertz, usadas nos sistemas de fornecimento de energia elétrica, são especialmente perigosas, uma vez que elas se situam próximas à frequência na qual a possibilidade de ocorrência da fibrilação ventricular é maior.

Ocorrem também diferenças nos valores da intensidade da corrente para uma determinada sensação do choque elétrico, se a vítima for do sexo feminino ou masculino. A tabela abaixo ilustra o que acabamos de dizer.

Efeitos Corrente elétrica (mA)- 60Hz

c) Resistência elétrica do corpo humano

A intensidade da corrente que circulará pelo corpo da vítima dependerá, em muito, da resistência elétrica que esta oferecer à passagem da corrente, e também de qualquer outra resistência adicional entre a vítima e a terra. A resistência que o corpo humano oferece à passagem da corrente é quase que exclusivamente devida à camada externa da pele, a qual é constituída de células mortas. Esta resistência está situada entre 100.000 e 600.000 ohms, quando a pele encontra-se seca e não apresenta cortes, e a variação apresentada é função da sua espessura.

Quando a pele encontra-se úmida, condição mais facilmente encontrada na prática, a resistência elétrica do corpo diminui. Cortes também oferecem uma baixa resistência.

Pelo mesmo motivo, ambientes que contenham muita umidade fazem com que a pele não ofereça uma elevada resistência elétrica à passagem da corrente.

A pele seca, relativamente difícil de ser encontrado durante a execução do trabalho, oferece maior resistência a passagem da corrente elétrica. A resistência oferecida pela parte interna do corpo, constituída, pelo sangue músculos e demais tecidos, comparativamente à da pele é bem baixa, medindo normalmente 300 ohms

Page 8: Eletricista Profissional. Atualizada

8

em média e apresentando um valor máximo de 500 ohms.

As diferenças da resistência elétrica apresentadas pela pele à passagem da corrente, ao estar seca ou molhada, podem ser grande, considerando que o contato foi feito em um ponto do circuito elétrico que apresente uma diferença de potencial de120 volts, teremos:

Causas determinantes

Veremos a seguir os meios através dos quais são criadas condições para que uma pessoa venha a sofrer um choque elétrico.

• Contato com um condutor nu energizado

Uma das causas mais comuns desses acidentes é o contato com condutores aéreos energizados. Normalmente o que ocorre é que equipamentos tais como guindastes, caminhões basculantes tocam nos condutores, tornando-se parte do circuito elétrico; ao serem tocados por uma pessoa localizada fora dos mesmos, ou mesmo pelo motorista, se este, ao sair do veículo, mantiver contato simultâneo com a terra e o mesmo, causam um acidente fatal.

Com frequência, pessoas sofrem choque elétrico em circuitos com banca de capacitores, os quais, embora desligados do circuito que os alimenta, conservam pó determinado intervalo de tempo sua carga elétrica. Daí a importância de se seguir as normativas referentes a estes dispositivos.

Grande cuidado deve ser observado, ao desligar-se o primário de transformadores, nos quais se pretende executar algum serviço. O risco que se corre é que do lado do secundário pode ter sido ligado algum aparelho, o que poderá induzir no primário uma tensão elevadíssima. Daí a importância de, ao se desligarem os condutores do primário de um transformador, estes serem aterrados.

• Falha na isolação elétrica

Os condutores quer sejam empregados isoladamente, como nas instalações elétricas, quer como partes de equipamentos, são usualmente recobertos por uma película isolante. No entanto, a deterioração por agentes agressivos, o envelhecimento natural ou forçado ou mesmo o uso inadequado do equipamento podem comprometer a eficácia da película, como isolante elétrico.

Veremos, a seguir, os vários meios pelos quais o isolamento elétrico pode ficar comprometido:

• Calor e Temperaturas Elevadas

A circulação da corrente em um condutor sempre gera calor e, por conseguinte, aumento da temperatura do mesmo. Este aumento pode causar a ruptura de alguns polímeros, de que são feitos alguns materiais isolantes, dos condutores elétricos.

• Umidade

Alguns materiais isolantes que revestem condutores absolvem umidade, como é o caso do nylon. Isto faz com que a resistência isolante do material diminua.

• Oxidação

Esta pode ser atribuída à presença de oxigênio, ozônio ou outros oxidantes na atmosfera. O ozônio torna-se um problema especial em ambientes fechados, nos quais operem motores, geradores. Estes produzem em seu funcionamento arcos elétricos, que por sua vez geram o ozônio. O ozônio é o oxigênio em sua forma mais instável e reativa. Embora esteja presente na atmosfera em um grau muito menor do que o oxigênio, por suas características, ele cria muito maior dano ao isolamento do que aquele.

• Radiação

As radiações ultravioleta têm a capacidade de degradar as propriedades do isolamento, especialmente de polímeros. Os processos fotoquímicos iniciados pela radiação solar provocam a ruptura de polímeros, tais como, o cloreto de vinila, a borracha sintética e natural, a partir dos quais o cloreto de hidrogênio é produzido.

Page 9: Eletricista Profissional. Atualizada

9

Esta substância causa, então, reações e rupturas adicionais, comprometendo, desta forma, as propriedades físicas e elétricas do isolamento.

Produtos Químicos

Os materiais normalmente utilizados como isolantes elétricos degradam-se na presença de substâncias como ácidos, lubrificantes e sais.

Desgaste Mecânico

As grandes causas de danos mecânicos ao isolamento elétrico são a abrasão, o corte, a flexão e torção do recobrimento dos condutores. O corte do isolamento dá-se quando o condutor é puxado através de uma superfície cortante. A abrasão tanto pode ser devida à puxada de condutores por sobre superfícies abrasivas, por orifícios por demais pequenos, quanto à sua colocação em superfícies que vibrem, as quais consomem o isolamento do condutor. As linhas de pipas com cerol (material cortante) também agridem o isolamento dos condutores.

Fatores Biológicos

Roedores e insetos podem comer os materiais orgânicos de que são constituídos os isolamentos elétricos, comprometendo a isolação dos condutores. Outra forma de degradação das características do isolamento elétrico é a presença de fungos, que se desenvolvem na presença da umidade.

Altas Tensões

Altas tensões podem dar origem à arcos elétricos ou efeitos corona, os quais criam buracos na isolação ou degradação química, reduzindo, assim, a resistência elétrica do isolamento.

Pressão

O vácuo pode causar o desprendimento de materiais voláteis dos isolantes orgânicos, causando vazios internos e consequente variação nas suas dimensões, perda de peso e consequentemente, redução de sua resistividade.

• Queimaduras

A corrente elétrica atinge o organismo através do revestimento cutâneo. Por esse motivo, as vitimas de acidente com eletricidade apresentam, na maioria dos casos queimaduras.

Devido à alta resistência da pele, a passagem de corrente elétrica produz alterações estruturais conhecidas como “marcas de corrente”.

As características, portanto, das queimaduras provocadas pela eletricidade diferem daquelas causadas por efeitos químicos, térmicos e biológicos.

Em relação às queimaduras por efeito térmico, aquelas causadas pela eletricidade são geralmente menos dolorosas, pois a passagem da corrente poderá destruir as terminações nervosas. Não significa, porém que sejam menos perigosas, pois elas tendem a progredir em profundidade, mesmo depois de desfeito o contato elétrico ou a descarga.

A passagem de corrente elétrica através de um condutor cria o chamado efeito joule, ou seja, uma certa quantidade de energia elétrica é transformada em calor.

Essa energia (Watts) varia de acordo com a resistência que o corpo oferece à passagem da corrente elétrica, com a intensidade da corrente elétrica e com o tempo de exposição, podendo ser calculada pela expressão:

Onde:

W- energia dissipada

R - resistência

I - intensidade da corrente

t – tempo

Page 10: Eletricista Profissional. Atualizada

10

É importante destacar que não há necessidade de contato direto da pessoa compartes energizadas. A passagem da corrente poderá ser devida a uma descarga elétrica em caso de proximidade do individuo com partes eletricamente carregadas.

A eletricidade pode produzir queimaduras por diversas formas, o que resulta na seguinte classificação;

• Queimaduras por contato;

• Queimaduras por arco voltaico;

• Queimaduras por radiação (em arcos produzidos por curtos-circuitos);

• Queimaduras por vapor metálico.

Queimaduras por contato

“Quando se toca uma superfície condutora energizada, as queimaduras podem ser locais e profundas atingindo até a parte óssea, ou por outro lado muito pequenas, deixando apenas uma pequena “mancha branca na pela”“. Em caso de sobrevir à morte, esse último caso é bastante importante, e deve ser verificado no exame necrológico, para possibilitar a reconstrução, mais exata possível, do caminho percorrido pela corrente.

Queimaduras por arco voltaico

O arco elétrico caracteriza-se pelo fluxo de corrente elétrica através do ar, e geralmente é produzido quando da conexão e desconexão de dispositivos elétricos e também em caso de curto-circuito, provocando queimaduras de segundo ou terceiro grau. O arco elétrico possui energia suficiente para queimar as roupas e provocar incêndios, emitindo vapores de material ionizado e raios ultravioletas.

Queimaduras por vapor metálico

Na fusão de um elo fusível ou condutor, há a emissão de vapores e derramamento de metais derretidos (em alguns casos prata ou estanho) podendo atingiras pessoas localizadas nas proximidades.

• Campos eletromagnéticos

É gerado quando da passagem da corrente elétrica nos meios condutores. O campo eletromagnético está presente em inúmeras atividades humanas, tais

como trabalhos com circuitos ou linhas energizadas, solda elétrica, utilização de telefonia celular e fornos de micro-ondas.

Os trabalhadores que interagem com Sistema Elétrico Potência estão expostos ao campo eletromagnético, quando da execução de serviços em linhas de transmissão aérea e subestações de distribuição de energia elétrica, nas quais empregam-se elevados níveis de tensão e corrente.

Os efeitos possíveis no organismo humano decorrente da exposição ao campo eletromagnético são de natureza elétrica e magnética. Onde o empregado fica exposto ao campo onde seu corpo sofre uma indução, estabelecendo um diferencial de potencial entre o empregado e outros objetos inerentes às atividades. A unidade de medida do campo magnético é o Ampére por Volt, Gaus ou Tesla cujo símbolo é representado pela letra T.

Cuidados especiais devem ser tomados por trabalhadores ou pessoas que possuem em seu corpo aparelhos eletrônicos, tais como marca passo, aparelhos auditivos, dentre outros, pois seu funcionamento pode ser comprometido na presença de campos magnéticos intenso.

Page 11: Eletricista Profissional. Atualizada

11

2) INTRODUÇÃO À ELETRICIDADE BÁSICA.

a) Evolução da Eletricidade

Ao longo do tempo, a eletricidade foi marcada pela evolução técnica e pelos desenvolvimentos científicos, estendendo-se a diversos campos da ciência e a inúmeras aplicações práticas. Será apresentada a seguir, uma abordagem simples sobre a evolução da eletricidade.

A palavra Eletricidade provém do latim electricus, que significa literalmente “produzido pelo âmbar por fricção”. Este termo tem as suas origens na palavra grega para âmbar elektron.

O filósofo grego, Tales de Mileto, ao esfregar um pedaço de âmbar numa pele de carneiro, observou que este atraía pedaços de palha.

Em 1600 William Gilbert estudando esses fenômenos, verificou que outros corpos possuíam a mesma propriedade do âmbar. Designou-os com o nome latino “electrica”.

A partir de 1729, Stephen Gray descobriu a condução da eletricidade, distinguindo entre condutores e isolantes elétricos, bem como, da indução eletrostática.

Benjamin Franklin descobriu em 1750 que, os relâmpagos são o mesmo que descargas elétricas e inventou o para-raios.

Charles Augstin de Coulomb publicou em 1785, estudos sobre medição das forças de atração e repulsão entre dois corpos eletrizados (Lei de Coulomb).

Em 1788 James Watt construiu a primeira máquina a vapor. Esse invento que impulsionou a 1ª Revolução Industrial. Em sua homenagem, foi dado o seu nome à unidade de potência elétrica: Watt (W).

Foi fundado na Inglaterra em 1799, o Royal Institution of Great Britain que ajudou o campo de investigação da eletricidade e magnetismo.

Também em 1799, Alessandro Volta provou que a eletricidade podia ser produzida utilizando metais diferentes separados por uma solução salina. Volta utilizou discos de cobre e zinco separados por feltro embebido em ácido sulfúrico para produzir este efeito. Alessandro Volta explicou a experiência de Luigi Aloísio Galvani em 1786, colocando entre dois metais a perna de uma rã morta, produzindo contrações nesta. Ao agregar estes discos uns por cima dos outros, Volta criou a pilha elétrica. A pilha foi a primeira forma controlada de eletricidade contínua e estável. Em sua homenagem, foi dado o seu nome à unidade de medida de potencial elétrico: Volt (V).

Em 1819, Hans Christian Oersted detectou e investigou a relação entre a eletricidade e o magnetismo (eletromagnetismo).

André Marie Ampère desenvolveu em 1820, um estudo e estabeleceu as leis do eletromagnetismo. Em sua homenagem, foi dado o seu nome à unidade de medida de intensidade de corrente elétrica: Ampère (A).

Em 1827, Joseph Henry iniciou uma série de experiências eletromagnéticas e descobriu o conceito de indução elétrica, construindo o primeiro motor elétrico.

Também em 1827, Georg Simon Ohm, trabalhando no campo da corrente elétrica desenvolveu a primeira teoria matemática da condução elétrica nos circuitos: Lei de Ohm. O trabalho só foi reconhecido em 1841. Em sua homenagem, foi dado o seu nome à unidade de resistência elétrica: Ohm (Ω).

Em 1831, Michel Faraday descobriu o fenômeno da indução eletromagnética, explicando que é necessária uma alteração no campo magnético para criar corrente.

Faraday descobriu que a variação na intensidade de uma corrente elétrica que percorre um circuito fechado, induz uma corrente numa bobina próxima. Observou também, uma corrente induzida ao introduzir-se um imã nessa bobina. Estes resultados tiveram uma rápida aplicação na geração de corrente elétrica.

Em 1838, Samuel Finley Breese Morse conclui o seu invento do telégrafo.

Em 1860, Antonio Pacinotti construiu a primeira máquina de corrente contínua com enrolamento fechado em anel. Nove anos depois, Zénobe Gramme apresentou a sua máquina dínamo - elétrico, aproveitando o enrolamento em anel.

Em 1875 foi instalado, em uma estação de trem em Paris, um gerador para ascender as lâmpadas da estação, através da energia elétrica. Foram fabricadas máquinas a vapor para movimentar os geradores.

A distribuição de eletricidade é feita inicialmente em condutores de ferro, posteriormente de cobre e a

Page 12: Eletricista Profissional. Atualizada

12

partir de 1850, os fios são isolados por uma goma vulcanizada.

Em 1873 foi realizada pela primeira vez a reversibilidade das máquinas elétricas, através de duas máquinas Gramme que funcionavam, uma como geradora e a outra como motora. Ainda neste mesmo ano foi publicado o Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo por James Clerk Maxwell. Este tratado, juntamente com as experiências levadas a efeito por Heinrich Rudolph Hertz em 1885 sobre as propriedades das ondas eletromagnéticas geradas por uma bobina de indução, demonstrou que as ondas de rádio e luz são ondas eletromagnéticas, diferindo apenas na sua frequência.

Em 1876, Alexandre Graham Bell patenteou o primeiro telefone com utilização prática.

Thomas Alvas Edison fez uma demonstração pública de sua lâmpada incandescente, em 1879. Essa lâmpada possibilitou o fim da iluminação feita através de chama de azeite, gás, etc, que foi substituída pela iluminação de origem elétrica. No mesmo ano, Ernest Werner Von Siemens pôs em circulação, em uma exposição em Berlim, o primeiro comboio movido a energia elétrica.

A primeira central hidroelétrica foi instalada em 1886 nas cataratas do Niágara.

Na década subsequente foram ensaiados, os primeiros transportes de energia elétrica em corrente contínua. Máquinas elétricas como o alternador, o transformador e o motor assíncrono foram desenvolvidos ao ser estabelecida a supremacia da corrente alternada sobre a corrente contínua.

Gugliemo Marchese Marconi aproveitando estas ideias dez anos mais tarde, utiliza ondas de rádio no seu telégrafo sem fio. Em 1901 foi transmitida a primeira mensagem de rádio através do Oceano Atlântico. O elétron, partícula de carga negativa presente no átomo, foi descoberto por Joseph Jone Thompson em 1897.

Em 1907 Ernest Rutherford, Niels Bohr e James Chadwick estabeleceram a atual definição de estrutura do átomo, até então, considerada a menor porção de matéria não divisível.

A eletricidade tem sido um caminho usado pelo homem para lhe proporcionar benefícios no dia-a-dia.

Podemos notar que a sua transformação, como uma forma de energia em outros tipos de energia, tem trazido grandes vantagens. Entretanto, ela precisa ser muito bem conhecida para poder ser usufruída em sua forma completa, sem oferecer perigo ao usuário.

Quando acionamos um botão para acender uma lâmpada, ligamos um ventilador, energizamos uma bobina, estamos desencadeando um mecanismo extremamente complexo. E tal fato nos passa despercebido devido à aparente simplicidade de tais operações.

Daquilo que conhecemos sobre a eletricidade, certamente muito mais terá para conhecer e quanto mais nos aprofundamos no assunto, maiores benefícios obterão.

Page 13: Eletricista Profissional. Atualizada

13

3) SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA

Um Sistema Elétrico de Potência, SEP, pode ser definido como o conjunto de equipamentos e instalações para a geração e transmissão de grandes blocos de energia. Entre a geração de energia elétrica e o seu consumo, um SEP é, normalmente, dividido em três subsistemas:

• Geração;

• Transmissão;

• Distribuição.

A representação esquemática de um SEP pode ser feita utilizando diagramas trifilares (representando as 3 fases), bifilares (bifásico ou monofásico) e unifilares (representando apenas as linhas de transmissão/distribuição, independente do número de fases). Este último é o mais comum, por ter representação e visualização mais simples.

a) Geração

A energia elétrica que é consumida em nossas casas e indústrias é gerada a partir de uma usina hidroelétrica. Essa energia elétrica da usina é gerada através de “indução”.

Conforme a água é conduzida através de duto ela gira uma turbina que está ligada a um eixo. Em volta desse eixo estão imãs. À medida que esse eixo gira em torno dos imãs cria-se um campo magnético, e neste campo observa-se uma tensão, que é transferida através de cabos para subestações em outras cidades e daí para nossas casas.

Esta turbina está interligada ao gerador elétrico que transforma a energia mecânica em energia elétrica.

Podemos classificar as usinas em:

• Hidroelétricas, que utilizam a energia mecânica das quedas d’águas represada em uma barragem e movimentam turbinas onde estão acoplados geradores elétricos. Neste tipo de usina o gerador é chamado alternador e tem velocidade de rotação compreendida entre 75 e 1.000 RPM;

• Termoelétricas, que utilizam a energia térmica da queima de combustíveis (carvão, óleo diesel, gasolina, gás natural, etc.) produzindo vapor que movimentam turbinas onde estão acoplados geradores elétricos. Neste tipo de usina o gerador é chamado turbo alternador e tem velocidade de rotação muito elevada, compreendida entre 1.500 e 3.000 RPM;

Page 14: Eletricista Profissional. Atualizada

14

• Nucleares, que utilizam a energia térmica pela fusão nuclear de materiais (urânio, tório, etc.). Neste tipo de usina também é acionado por uma turbina a vapor e é chamado de turbo alternador.

Fontes alternativas para produção de energia elétrica.

Existem outras formas para a produção de energia elétrica, umas já são utilizadas comercialmente, como a solar e eólica; em outras se procura melhorar o rendimento, tais como: biomassa, geotérmica e maremotriz.

Page 15: Eletricista Profissional. Atualizada

15

b) Transmissão

As usinas hidroelétricas nem sempre se situam próximas aos centros consumidores de energia elétrica. Por isso, é preciso transportar a energia elétrica produzida nas usinas até os locais de consumo: cidades, indústrias, propriedades rurais, etc. Para viabilizar o transporte de energia elétrica, são construídas as Subestações elevadoras de tensão e as Linhas de Transmissão.

Etapa de transporte da energia elétrica gerada nas usinas até os centros consumidores.

As linhas de transmissão na maioria dos casos funcionam em corrente alternada trifásica. Atualmente linhas de transmissão em corrente continua estão sendo utilizadas para interligar sistemas CA com frequências diferentes.

As linhas de transmissão podem ser aéreas ou subterrâneas. Nas linhas aéreas prevalece o uso de cabos de alumínio nus com alma de aço e nas linhas subterrâneas o cobre é mais utilizado.

c) Distribuição

É a etapa do sistema elétrico já dentro dos centros de utilização (cidades, indústrias).

A função dos sistemas de distribuição é receber a energia elétrica dos sistemas de transmissão e distribuí-la para os consumidores em níveis baixos de tensão e com graus de continuidade que sejam aceitos pelos vários tipos de consumidores.

A não interrupção no fornecimento de energia elétrica é extremamente essencial. Consumidores residenciais e pequenas unidades comerciais toleram interrupções pequenas e não frequentes, mas grandes consumidores comerciais e industriais, hospitais e edifícios públicos requerem continuidade no fornecimento.

Page 16: Eletricista Profissional. Atualizada

16

A seguir é mostrada uma figura com a representação de um SEP genérico englobando os três subsistemas, bem como as faixas de tensão nos sistemas de transmissão e distribuição de energia elétrica.

Page 17: Eletricista Profissional. Atualizada

17

Page 18: Eletricista Profissional. Atualizada

18

4) CONDUTORES ELÉTRICOS

Os metais são condutores de corrente elétrica. Entretanto determinados metais conduzem melhor a corrente elétrica do que outros, ou seja, alguns oferecem menor resistência à passagem da corrente elétrica.

A resistência elétrica de um condutor pode ser expressa pela fórmula:

Onde:

Um condutor elétrico é um produto metálico, geralmente de forma cilíndrica e de comprimento muito maior do que a maior dimensão transversal, é utilizado para transportar energia elétrica ou para transmitir sinais elétricos. Geralmente o material empregado na fabricação dos condutores é o cobre eletrolítico. Na fabricação de cabos, além do cobre, também é usado o alumínio.

Em instalações, os condutores podem ser apresentados sob diversas formas, como as que mencionamos a seguir:

• Fio é um condutor sólido, maciço, de seção circular, com ou sem isolamento.

• Cabo é um conjunto de fios encordoados, não isolados entre si. Pode ser isolado ou não, conforme o uso a que se destina. É mais flexível que um fio de mesma capacidade de carga.

a) Natureza do material condutor.

Podemos definir material condutor como sendo aquele no qual as cargas elétricas, os elétrons tem grande facilidade para se locomoverem. Esta propriedade, geralmente comum aos metais, é denominada de condutividade elétrica.

Page 19: Eletricista Profissional. Atualizada

19

São materiais condutores, além de outros:

• Ouro,

• Prata,

• Cobre,

• Alumínio.

Dentre esses materiais, os mais empregados, devido a seu preço e condutividade elétrica, são o cobre e o alumínio.

b) Isolamento.

O isolamento dos condutores e cabos depende da finalidade a que se destinam, devendo o isolamento mínimo ser adequado à tensão de serviço de 600 volts. Esses condutores podem ser isolados ou não:

• Isolação – é um termo qualitativo referindo-se ao tipo do produto da capa para isolar eletricamente o condutor de metal;

• Isolamento – é quantitativo, referindo-se à classe de tensão para a qual o condutor foi projetado;

• Quando o condutor não tem isolação (capa) é chamado de condutor “Nu”.

A camada de isolação de um condutor, pode ser de compostos termoplásticos como o PVC (Cloreto de Polivinila) ou por termofixos (vulcanização) como o EPR (Borracha Etileno-propileno) e o XLPE (Polietileno Reticulado) etc.

Os condutores isolados são constituídos em dois tipos: “à prova de tempo” e para instalações embutidas.

Os primeiros só podem ser usados em instalações aéreas, uma vez que a sua isolação não tem a resistência mecânica necessária para a sua instalação em eletrodutos.

Os outros podem ser usados em qualquer situação.

A escala de fabricação dos condutores adotada no Brasil é a “série métrica” onde os condutores são representados pela sua seção transversal (área) em mm² (leia-se: milímetros quadrados). Normalmente são fabricados condutores para transportar a energia elétrica nas seções de 0,5 mm² a 500 mm². Os fios são geralmente encontrados até a seção de 16 mm².

A Norma vigente, a NBR 5410/04 prevê em instalações de baixa tensão, o uso de condutores isolados (unipolares e multipolares) e cabos “nus”.

Um Condutor Isolado é constituído por um fio ou cabos recoberto por uma isolação.

Um Cabo Unipolar é constituído de um condutor isolado recoberto por uma camada para a proteção mecânica, denominada cobertura.

Page 20: Eletricista Profissional. Atualizada

20

Um Cabo Multipolar é constituído por dois ou mais condutores isolados, envolvidos por uma camada para a proteção mecânica, denominada também, de cobertura.

Um Cabo “Nu” é constituído apenas pelo condutor propriamente dito, sem isolação, cobertura ou revestimento.

Page 21: Eletricista Profissional. Atualizada

21

5) SEÇÃO (MM2) DE CONDUTORES

A Norma vigente, a NBR 5410/04 só admite nas instalações elétricas residenciais, o uso de condutores de cobre, salvo para os casos de condutores de aterramento e proteção, que têm especificações próprias. Em caso de dúvidas, deve-se consultar esta Norma.

As seções mínimas dos condutores de cobre para a Fase, o Neutro e para o condutor de Proteção (PE), definas pela Norma NBR 5410/97, deverão ser:

a) Condutor Fase

• Circuito de Iluminação: 1,5 mm2

• Circuito de Força - Tomadas de Uso Geral ou Específico: 2,5 mm2

Observações:

• Nos cordões flexíveis para ligação de aparelhos eletrodomésticos, abajures, lustres e aparelhos semelhantes, poderão ser usados, o condutor de 0,75 mm2;

• A seção correta do condutor de cobre, deverá ser calculada.

b) Condutor Neutro – este condutor, deve possuir a mesma seção (mm2) que o condutor Fase, nos seguintes casos:

• Em circuitos monofásicos a 2 e 3 condutores e bifásicos a 3 condutores, qualquer que seja a seção (mm2);

• Em circuitos trifásicos, quando a seção dos condutores Fase for inferior a 25 mm2;

• Em circuitos trifásicos, quando for prevista a presença de harmônicas, qualquer que seja a seção (mm2).

Observação: A Norma vigente, a NBR 5410/04, estabelece também, outro modo para o dimensionamento do condutor Neutro, que não se aplica nesse Manual. Em caso de dúvidas, deve-se consultar a Norma NBR 5410/2012.

c) Condutor de Proteção (PE) – este condutor, deverá ser dimensionado de acordo com a Tabela:

Page 22: Eletricista Profissional. Atualizada

22

A identificação dos condutores Fase, Neutro e Proteção, são feitas através de cores padronizadas da Isolação, com o objetivo de facilitar a execução e/ou manutenção/ reforma na instalação elétrica, bem como, aumenta a segurança da pessoa que está lidando com a instalação elétrica.

A Norma NBR 5410/04 determina que os condutores isolados devem ser identificados pela cor da Isolação, conforme a sua função:

• Condutor Neutro: a isolação deve ser sempre na cor azul claro;

• Condutor de Proteção (PE): a isolação deve ser na cor dupla verde amarela.

Na falta da dupla coloração, admite-se o uso da cor verde;

• Condutor Fase: a isolação deverá ser de cores diferentes dos condutores, Neutro e o de Proteção (PE). Por exemplo: usar isolação de cores vermelha e/ou preta.

Nota: Em nenhuma hipótese, podem ser trocadas essas cores. Exemplo os cabos com isolação verde-amarela não podem ser utilizados como condutor Fase.

Atualmente, são utilizados, para condutores e cabos, os seguintes materiais:

• Borracha sintética,

• Borracha butílica,

• Borracha etileno-propileno,

• Pire vinil,

• Polietileno reticulado,

• Sintanax,

• Papel impregnado.

d) Dimensionamento de condutores.

O dimensionamento da seção transversal de um condutor requer o conhecimento de vários fatores que tanto dependem das características da carga como das condições de operação da rede. Estes fatores, em geral são:

• Tensão nominal,

• Frequência nominal,

• Potencia da carga a ser suprida,

• Temperatura ambiente,

• Tipos de instalação do condutor,

• Regime de operação da carga.

Dimensionar um circuito elétrico terminal ou de distribuição, é determinar a seção dos condutores e a corrente nominal do dispositivo de proteção contra sobre correntes.

A NBR 5410 apresenta seis critérios para o dimensionamento da seção técnica dos condutores de um circuito:

• Seção mínima;

• Capacidade de condução de corrente;

• Queda de tensão máxima;

• Proteção contra correntes de sobrecarga;

• Proteção contra correntes de curto-circuito;

• Proteção contra contatos indiretos.

Capacidade de condução de corrente, em amperes, para condutores de cobre isolados, isolação de PVC, temperaratura ambiente de 30ºc e temperatura de 70ºc no condutor.

Page 23: Eletricista Profissional. Atualizada

23

Tabela 3.3

e) Queda de Tensão Percentual (%)

A Queda de Tensão pode ser expressa em valores percentuais (%), sendo o seu valor é calculado da seguinte maneira:

Do exemplo tem-se:

U de entrada = 127 V

U na carga = 10 V

U na carga = 127 - 10 = 117 V

A queda de tensão percentual era, portanto:

Page 24: Eletricista Profissional. Atualizada

24

A Norma vigente, a NBR 5410/2004 determina que a queda de tensão entre a origem de uma instalação e qualquer ponto de utilização não deve ser maior do que 4%, para as instalações alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão a partir de uma Rede de Distribuição de uma Concessionária de Energia Elétrica.

Será considerado que esses 4% de queda de tensão admissíveis serão assim distribuídos:

• Até o medidor de energia: 1%

• Do medidor até o Quadro de Distribuição de Circuitos - QDC: 1%

• A partir do QDC: 2%

O cálculo da queda de tensão através de fórmulas com os dados do circuito elétrico pode ser relativamente trabalhoso.

Com o objetivo de facilitar os cálculos de queda de tensão, foram elaboradas tabelas, que são utilizadas pelos seguintes procedimentos:

• Momento Elétrico (ME)

• Queda de Tensão em V/A.km

f) Momento Elétrico (ME)

O Momento Elétrico (ME) é igual ao produto da corrente (A) que passa pelo condutor pela distância total em metros (m) desse circuito:

ME = A.m

Estão apresentadas a seguir, Tabelas práticas do produto Ampère x Metro (A.m) para quedas de tensão com diferentes valores percentuais (1%, 2% e 4%) e de tensões aplicadas, para condutores de cobre com isolamento em PVC/70ºC.

Page 25: Eletricista Profissional. Atualizada

25

A Tabela 3.6 apresenta o Momento Elétrico (A.m) utilizando os condutores em Eletroduto de Material Não Magnético e a Tabela 3.7 apresenta o Momento Elétrico (A.m) utilizando os condutores em Eletroduto de Material Magnético.

Tabela 3.6

Tabela 3.7

g) Queda de Tensão em V/A.km

A Queda de Tensão em V/A.km, é dado pela expressão abaixo:

Onde U = Queda de tensão em Volts

Page 26: Eletricista Profissional. Atualizada

26

UV/A.km = Queda de tensão em V/A.km (Ver tabelas de fabricantes de condutores de cobre)

I = Corrente elétrica do circuito, em Ampères (A)

L = Comprimento do circuito em km

As Tabela 3.8 e 3.9 a seguir, apresentam os valores de queda de tensão em V/A.km, para condutores de cobre com isolamento em PVC/70ºC.

Tabela 3.8

Tabela 3.9

h) Exemplos dos Cálculos de Queda de Tensão

A seguir está apresentado um exemplo para a utilização das Tabelas para o cálculo da queda de tensão percentual, utilizando os dois métodos – Momento Elétrico (ME) e o de Queda de Tensão V/A.km:

a) Determinar a bitola dos condutores em eletrodutos a serem ligados a uma carga trifásica situada a 50 metros de distância e cuja corrente é de 25 A, a tensão do circuito é 220V e a queda de tensão não pode ultrapassar a 4%;

b) Determinar a queda de tensão percentual com a utilização do cabo calculado no subitem a).

Serão calculados os valores de queda de tensão desse problema pelo método do Momento Elétrico (ME) e de Queda de Tensão em V/A.km.

1 - Momento Elétrico (ME):

Page 27: Eletricista Profissional. Atualizada

27

a) O Momento Elétrico (ME) neste caso é:

25 A x 50 m = 1.250 A.m

Consultando a Tabela 3.6 de “Eletroduto de Material não Magnético” na coluna referente a circuitos trifásicos, 220 V e 4% de queda de tensão, tem-se:

• Fio de 4 mm2 - Momento elétrico = 1.127 A.m

• Fio de 6 mm2 - Momento elétrico = 1.648 A.m

O valor calculado de 1.250 A.m está situado entre estes dois valores. Neste caso deve-se escolher o condutor de maior seção, ou seja, o fio de 6 mm2.

Pela Tabela 3.3 da “Capacidade de Condução de Corrente” coluna 3 condutores carregados, o fio de 6 mm2, conduz 36 A.

b) Como o momento elétrico calculado (1.250 A.m), é menor que o do condutor utilizado (1.648 A.m), a queda de tensão será menor.

Para determinar o valor percentual da queda de tensão, basta fazer um cálculo com a “regra de três”:

ME do condutor 1.648 A.m U% = 4%

ME calculado 1.250 A.m U1% = ?

2 - Queda de Tensão em V/A.km

Pela Tabela 3.3 “Capacidade de Condução de Corrente” – Eletroduto Embutido – coluna 3 Condutores Carregados, o fio 6 mm2 conduz 36 Ampères, portanto adequado em termos de capacidade de condução de corrente para este circuito.

Pela Tabela 3.8 “Eletroduto de Material Não Magnético”, tem-se que o fio de 6 mm2, para o circuito trifásico tem 6,14 V/A.km.

Transformando 50 metros em quilômetros =

Então,

A queda de tensão percentual será:

Como a queda máxima de tensão desejada é de 4%, o fio 6 mm2 é adequado.

i) Exemplos do Dimensionamento da Seção de Condutores

Como foi visto, “deverá sempre ser adotado o resultado que levar ao condutor de maior seção (mm2)”.

Page 28: Eletricista Profissional. Atualizada

28

Assim, para o dimensionamento dos condutores de um circuito, deve ser determinada a corrente (A) que circulará pelo mesmo e o seu Momento Elétrico (ME) (A.m). Consultando as tabelas de “Capacidade de Condução Corrente” e a de “Momentos Elétricos”, escolhe-se a seção (mm²) do condutor que deverá ser utilizado.

Os exemplos a seguir, explicam de maneira mais clara o cálculo das seções (mm²) dos condutores.

Exemplo 1:

Uma residência, com a carga estabelecida a seguir, deverá ser alimentada através de uma rede de baixa tensão, ligação a 2 fios, 127 V. Determinar a seção (mm2) e a quantidade (metros) dos condutores para o ramal que vai do Quadro do Medidor do Padrão até o QDC através de um eletroduto embutido na parede em linha reta.

A distância é de 6 m e a Δ U máxima admissível é de 1%.

Carga na residência

1 chuveiro: 4.400 VA

10 lâmpadas de 60 W: 600 VA

1 ferro elétrico: 1.000 VA

1 TV: 80 VA

Outros: 300 VA

Total da carga: 6.380 VA

Cálculo da corrente:

Cálculo do Momento Elétrico (ME):

ME = A x m

ME = 50,2 A x 6 m = 301 A.m (Ampère x metro)

Consultando a Tabela 3.6 de Momentos Elétricos (127 V - 1% - Eletroduto de Material não Magnético), verifica-se que o fio indicado é o de 10 mm2. O Momento Elétrico é de 332 A.m.

Consultando a Tabela 3.3 “Capacidade de Condução de Corrente verifica-se que a corrente máxima admissível para o fio de 10 mm2 com eletroduto instalado na parede (2 condutores carregados) é de 57 A.

Resposta: 12 m de condutor de cobre de 10 mm2.

Page 29: Eletricista Profissional. Atualizada

29

6) ELETRICIDADE BÁSICA (TEORIA)

a) Tensão elétrica

Todas as substâncias, gasosas, líquidas ou sólidas, são constituídas de pequenas partículas invisíveis a olho nu, denominadas átomos.

O átomo é composto de três partículas básicas: Prótons, Nêutrons e Elétrons.

Os Prótons e os Nêutrons formam o núcleo do átomo. O Próton tem carga positiva e Nêutron não possui carga elétrica. As suas massas são equivalentes.

O Elétron possui uma carga negativa e a sua massa, por ser muito pequena, é desprezível.

Elétrons livres (cargas negativas) estão em constante movimento nos materiais, de forma desordenada. Para que esses elétrons livres passem a se movimentar de forma ordenada, é necessário que apliquemos uma força eletromotriz (tensão elétrica).

Em um átomo, o número de Elétrons é igual ao número de Prótons, sendo portanto, o átomo eletricamente neutro, pois a soma das cargas dos Elétrons (negativas) com as cargas dos Prótons (positivas) é igual a zero.

Os Elétrons existentes em um condutor de eletricidade, estão em constante movimento desordenado.

Para que estes elétrons se movimentem de forma ordenada nos fios, é necessário ter uma força que os empurre. Essa força é chamada de Tensão Elétrica (U). Sua unidade de medida é o Volt. O símbolo desta unidade é V. Exemplo: Tensão elétrica de 127 V (Volts).

Page 30: Eletricista Profissional. Atualizada

30

O movimento ordenado de elétrons, provocado pela tensão elétrica, forma uma corrente de elétrons. Essa corrente de elétrons é chamada de Corrente Elétrica (I). Sua unidade de medida é o Ampère. O símbolo desta unidade é A. Exemplo: Corrente elétrica de 10 A (Ampères).

Para que se tenha uma ideia do comportamento da tensão e da corrente elétrica, será feita uma analogia com uma instalação hidráulica.

A pressão feita pela água depende da altura da caixa d’água. A quantidade de água que flui pelo cano vai depender: desta pressão, do diâmetro do cano e da abertura da torneira.

De maneira semelhante, no caso da energia elétrica, tem-se:

• A pressão da energia elétrica é chamada de Tensão Elétrica (U).

• A Corrente Elétrica (I) que circula pelo circuito depende da Tensão e da

Resistência Elétrica (R).

A Resistência Elétrica (R) que o circuito elétrico oferece à passagem da corrente, é medida em Ohms (Ω) e varia com a seção dos condutores.

b) Resistência Elétrica – Lei de Ohm

É chamada de Resistência Elétrica (R) a oposição que o circuito oferece à circulação da corrente elétrica. A unidade da Resistência Elétrica é o Ohm e o seu símbolo é o Ω (letra grega chamada de ômega).

Lei de Ohm, assim chamada, devido ao físico que a descobriu. Essa Lei estabelece que: se for aplicado em um circuito elétrico, uma tensão de 1V, cuja resistência elétrica seja de 1 Ω , a corrente que circulará pelo circuito, será de 1A.

Page 31: Eletricista Profissional. Atualizada

31

Com isso tem-se:

Desta relação pode-se tirar outras, como:

Onde:

U: Tensão Elétrica;

I: Corrente Elétrica;

R: Resistência Elétrica.

c) Potência elétrica

A Potência é definida como sendo o trabalho efetuado na unidade do tempo. A Potência Elétrica (P) é calculada através da multiplicação da Tensão pela Corrente Elétrica de um circuito. A unidade da Potência Elétrica é o Watt e o seu símbolo é o W.

Uma lâmpada ao ser percorrida pela corrente elétrica, ela acende e aquece. A luz e o calor produzido nada mais são do que o resultado da potência elétrica que foi transformada em potência luminosa (luz) e potência térmica (calor).

Quando acendemos uma lâmpada, percebemos que ela produz uma certa quantidade de luz e calor (efeitos) que nada mais é do que a potência elétrica que foi transformada em potência luminosa (luz) e potência térmica (calor). Mas para haver potência elétrica, é preciso haver a ação conjunta da tensão e da corrente elétrica. A potência elétrica também é diretamente proporcional à corrente, pelo mesmo motivo.

Portanto, podemos dizer que a potência elétrica varia de forma direta com a tensão e com a corrente, ou seja, potência elétrica é o resultado do produto da tensão pela corrente:

Tem-se que: P = U x I (Watts)

Como U = R x I e

Pode-se calcular também a Potência (P) através dos seguintes modos:

P = (R x I) x I ou P = R x I2

Então se tem: ou

Page 32: Eletricista Profissional. Atualizada

32

Onde:

P: Potência Elétrica;

U: Tensão Elétrica;

I: Corrente Elétrica;

R: Resistência Elétrica.

A unidade de medida da potência elétrica será o produto das unidades de tensão e corrente elétrica, ou seja, volt-ampère (va).

A potência elétrica também é chamada de Potência Aparente e é o resultado da soma vetorial de duas formas de potência que veremos mais tarde: a Potência Ativa, que é a parte da potência elétrica responsável pela realização do trabalho que esperamos dos eletrodomésticos, medida em WATT (W) e da potência reativa, responsável pela criação do campo magnético que movimenta a parte rotativa dos motores elétricos, medida em volt-ampère reativo (var).

O fator de potência é um valor percentual que informa quanto da potência elétrica foi realmente transformada em trabalho.

Para que se tenha uma ideia de como são essas duas formas de energia, será dado um exemplo de uma forma bastante simplificada, fazendo uma analogia com um copo cheio de cerveja.

Caso sejam necessárias maiores informações, deve-se procurar uma literatura técnica especializada.

Num copo cheio de cerveja, tem-se uma parte ocupada pelo líquido e outra ocupada pela espuma. Para aumentar a quantidade de líquido nesse copo, tem-se que diminuir a espuma.

Assim, de maneira semelhante ao copo com cerveja, a Potência Elétrica solicitada, por exemplo, por um motor elétrico, é composta de Potência Ativa (kW) que “corresponde” ao líquido e Potência Reativa (kVAr) que “corresponde” à espuma.

A soma vetorial (em ângulo de 90º), das Potências Ativa e Reativa é denominada de Potência Aparente (kVA) que “corresponde” ao volume do copo (o líquido mais a espuma).

Assim como o volume do copo é limitado, também a capacidade em kVA de um circuito elétrico (fiação, transformadores, etc) é limitada. Para aumentar a Potência Ativa em um circuito, é preciso reduzir a Potência Reativa.

O Fator de Potência (FP) é definido como o quociente entre a Potência Ativa (kW) e a Potência Aparente (kVA). O Fator de Potência (FP) também é igual ao coseno do ângulo Ø do “Triângulo das Potências”.

Page 33: Eletricista Profissional. Atualizada

33

Nos projetos elétricos residenciais, desejando-se saber quanto da potência aparente foi transformada em potência ativa, aplicam-se os seguintes valores de fator de potência:

• 1,0 para circuitos de iluminação;

• 0,8 para circuitos de tomadas de uso geral.

O exemplo a seguir mostra a importância do Fator de Potência (FP).

Qual a potência do transformador, necessária para se ligar um motor de 10 cv com FP = 0,50 e qual a corrente do circuito para a tensão igual a 220 V? Calcular também para o FP = 1,00.

Transformando a potência do motor de cv para kW tem-se:

10 cv = 10 x 735,5 = 7,3 kW

1º Caso: Para FP = 0,50 2º Caso: Para FP = 1,00

PkVA = PkW / cosØ PkVA = PkW / cosØ

PkVA = 7,3 kW / 0,50 PkVA = 7,3 kW / 1,00

PkVA = 14,6 kVA PkVA = 7,3 kVA

I = PVA / U I = PVA / U

I = 14.600 VA/ 220 V I = 7.300 VA/ 220 V

I = 66 A I = 33 A

Resposta: Resposta:

Transformador de 15 kVA Transformador de 7,5 kVA

Pelo exemplo, verifica-se que quanto menor o Fator de Potência, mais problemas ele trará ao circuito: transformadores de maior capacidade (PkVA = PkW/cosØ), fiação mais grossa, consequentemente um maior custo, etc.

Por isso é importante que o Fator de Potência de uma instalação elétrica tenha um valor mais próximo possível de 1 (um).

Todas as Concessionárias de Energia Elétrica cobram um ajuste financeiro (R$) sobre o FP, quando o mesmo é inferior a 0,92 (capacitivo ou indutivo), de acordo com a Legislação em vigor. Para a correção do Fator de Potência podem ser utilizados os Capacitores, que são normalmente instalados junto as cargas (kW) elétricas.

As causas mais comuns do baixo Fator de Potência são:

• Nível de tensão elevado acima do valor nominal;

• Motores que, devido a operações incorretas, trabalham a vazio (sem ou com pouca carga) desnecessariamente durante grande parte do seu tempo de funcionamento;

• Motores super dimensionados para as respectivas máquinas;

• Grandes transformadores de força sendo usados para alimentar, durante longos períodos, somente pequenas cargas;

• Transformadores desnecessariamente ligados a vazio (sem carga) por períodos longos;

• Lâmpadas de descarga fluorescentes, vapor de mercúrio, etc, sem a correção necessária individual ou do circuito de iluminação, do Fator de Potência.

Nota: Em um circuito elétrico composto apenas por resistências, o Fator de Potência igual a 1 (um).

Neste caso, a Potência Ativa (kW) é igual a Potência Aparente (kVA).

Se o FP = 1, tem-se:

Page 34: Eletricista Profissional. Atualizada

34

d) Carga / resistor

Todos os aparelhos eletrodomésticos que usamos no dia-a-dia em nossa casa,são considerados cargas elétricas, porque transformam energia elétrica em outra forma qualquer de energia (térmica, luminosa, mecânica, etc.). As cargas elétricas, normalmente, transformam apenas parte da energia elétrica que fornecemos a ela, em trabalho. Outra parte, é necessária para gerar campo magnético girante, capaz de fazer movimentar os motores que acionam aparelhos como ventiladores, bombas d’água, liquidificadores, enfim, uma infinidade de cargas consideradas induzidas (palavra que vem de indutor, bobinas, enrolamentos de motores elétricos).

Há um tipo especial de carga que transforma toda (100%) energia elétrica fornecida à ela em trabalho. São os RESISTORES, que produzem calor, como resultado do seu trabalho. Exemplos de resistores são os chuveiros/torneiras/ aquecedores elétricos, ferros de passar roupas, lâmpadas incandescentes, etc..

Seu fator de potência, portanto, é igual a 1,0.

e) Fonte / circuito

Uma fonte de energia elétrica é um provedor de tensão, capaz de não permitir que a diferença de potencial entre dois pontos se anule, permitindo que o fluxo de elétrons esteja sempre em movimento.

As pilhas e as baterias são tipos de fonte de corrente contínua, que possuem dois pólos carregados, de cargas negativas (pólo negativo) e positivas (pólo positivo), estabelecendo uma d.d.p. constante entre seus pólos. Essa d.d.p. vai perdendo a força na medida em que essas fontes se descarregam, ao longo de um certo período.

Um circuito elétrico básico, é formado por uma fonte, uma carga e pelos condutores que os unem. Outros dispositivos, como chaves, medidores de tensão e corrente, etc., entretanto, podem ser adicionados aos circuitos, com diversas finalidades específicas.

f) Corrente e tensão contínuas

A Corrente Contínua (CC) é aquela que mantém sempre a mesma polaridade, fornecendo uma tensão elétrica (ou corrente elétrica) com uma forma de onda constante (sem oscilações), como é o caso da energia fornecida pelas pilhas e baterias. Tem-se um polo positivo e outro negativo.

A tensão contínua é uma força de intensidade constante, que impulsiona o fluxo de elétrons livres numa direção e sentido também constante ao longo do tempo.

Tensão e corrente, então, com essas características, são chamados de tensão e corrente contínuas.

Tensão e corrente contínuas são características de circuitos alimentados por fontes como as pilhas, as baterias, etc., onde o fluxo de eletros parte do pólo negativo, na direção do pólo positivo dessas fontes.

Nesses circuitos, os condutores conectados ao pólo positivo da fonte, são denominados condutores positivos (+) e aqueles conectados ao pólo negativo da fonte, de condutores negativos (-).

Nessa modalidade de tensão e corrente elétrica não existe frequência, uma vez que os valores sendo constante, não há a repetição de ciclos.

g) Corrente e tensão alternadas

A Corrente Alternada (CA) tem a sua polaridade invertida certo número de vezes por segundo, isto é, a forma de onda oscilação diversas vezes em cada segundo.

O número de oscilações (ou variações) que a tensão elétrica (ou corrente elétrica) faz por segundo é denominado de Frequência.

A sua unidade é Hertz e o seu símbolo é Hz. Um Hertz corresponde a um ciclo completo de variação da tensão elétrica durante um segundo.

A grande maioria dos equipamentos elétricos funciona em corrente alternada (CA), como os motores de indução, os eletrodomésticos, lâmpadas de iluminação, etc.

As usinas hidrelétricas, por exemplo, utilizam a energia potencial das quedas d’água, para moverem as turbinas, e portanto, a peça móvel dos geradores de energia elétrica chamada indutor. Um campo elétrico em movimento constante intercepte os condutores fixos de uma peça que envolve o indutor, chamada induzido, produzindo uma força eletromotriz e, consequentemente, uma corrente elétrica, ou seja, a potência gerada ou,

Page 35: Eletricista Profissional. Atualizada

35

ao longo do tempo, a energia elétrica gerada.

Essa modalidade de tensão e corrente elétricas, é denominada alternada porque, tanto a tensão quanto a corrente, variam de intensidade, direção e sentido, com o tempo.

Tensão e corrente elétrica se comportam segundo uma senóide, que aumenta de valor numa direção e sentido até atingir seu valor máximo, decrescendo, em seguida até atingir o ponto zero novamente e, depois, voltam a crescer, só que em sentido contrário até o valor máximo, voltando ao ponto zero novamente. Essa evolução completa é denominada “ciclo”, e o número de ciclos desenvolvidos numa determinada unidade de tempo, é denominado “frequência”. No Brasil, a corrente alternada é fornecida na frequência de 60 ciclos por segundo, ou 60 Heartz (Hz).

h) Circuitos elétricos

É o conjunto de condutores, eletrodutos, emendas, caixas de passagem, dispositivos de proteção, etc. que, interligados, partem de um quadro de distribuição, e levam energia elétrica para uma carga ou um grupo delas. Podem ser de dois tipos, basicamente: circuitos terminais, cujos dispositivos partem de uma mesma proteção localizada no quadro de distribuição e alimentam diretamente as cargas elétrica (com exceção das próprias cargas, pois não fazem parte dos circuitos terminais, visto que podem ser substituídas por outras); e circuitos de distribuição, que interligam dois ou mais quadros de distribuição.

Page 36: Eletricista Profissional. Atualizada

36

7) APARELHOS DE MEDIÇÃO

Os aparelhos de medição são instrumentos que, através de escalas, gráficos ou dígitos, fornecem os valores numéricos das grandezas que estão sendo medidas.

Os aparelhos de medição, segundo a maneira de indicar os valores medidos, podem ser:

• Indicadores: - são aparelhos que, através do movimento de um ponteiro em uma escala ou de uma tela digital, fornecem os valores instantâneos das grandezas medidas.

• Registradores: - têm o princípio de funcionamento semelhante ao dos instrumentos indicadores, sendo que, é adaptado à extremidade do ponteiro, uma pena, onde se coloca tinta. Sob a pena corre uma tira de papel com graduação na escala conveniente. A velocidade do papel é constante, através de um mecanismo de relojoaria.

Deste modo, tem-se os valores da grandeza medida a cada instante e durante o tempo desejado.

Alguns instrumentos deste tipo utilizam um disco ao invés de tira (rolo) de papel, nesse caso, o tempo da medição é limitado a uma volta do disco.

• Integradores: - São aparelhos que somam os valores instantâneos e fornecem a cada instante os resultados acumulados. O aparelho integrador pode ser de ponteiros ou de ciclômetro ou dígitos. Um exemplo, são os medidores de energia elétrica das residências.

a) Amperímetro e Voltímetro

O Amperímetro é utilizado para medir a corrente elétrica de um circuito e deve ser ligado em série com a carga.

O Voltímetro é utilizado para medir a tensão elétrica de um circuito e deve ser ligado em paralelo com a carga.

b) Wattímetro

A medição de potência elétrica (W) é feita por um aparelho, o Wattímetro, que associa as funções do Voltímetro e do Amperímetro. No Wattímetro, é indicado o terminal comum que deve ser ligado ao lado da carga.

c) Ohmímetro

O Ohmímetro é utilizado para medir a resistência elétrica (Ω).

Page 37: Eletricista Profissional. Atualizada

37

O Ohmímetro é também usado para se verificar a continuidade de um circuito elétrico.

Observação: o circuito elétrico deverá estar desenergizado.

d) Alicate Volt-Amperímetro

O medidor de Corrente e de Tensão, tipo “alicate”, é um aparelho largamente utilizado. É conhecido como Alicate Volt-Amperímetro.

Esse instrumento possui escalas para medir a Corrente e a Tensão. Com isso, deverá ser ajustado através de uma chave seletora (corrente ou tensão), antes de efetuar a medição.

Se a pessoa não tem uma ideia do valor da corrente ou da tensão a ser medida, ela deverá ajustar o aparelho para a maior escala de corrente ou tensão e se for o caso, ir diminuindo a escala para que seja efetuada a medição corretamente. Deve-se consultar o Manual de instruções do aparelho.

Medição de corrente elétrica: O aparelho possui garras que “abraçam” o condutor onde passa a corrente elétrica a ser medida. Essas garras funcionam como núcleo de um transformador de corrente em que o primário é o condutor, no qual está sendo realizada a medição e o secundário é uma bobina enrolada que está ligada ao medidor propriamente dito, conforme indica a figura a seguir.

Observação: O amperímetro deverá abraçar apenas o(s) fio(s) da mesma Fase (F1, F2 ou F3).

Medição de tensão elétrica: Para medir tensão, esse instrumento possui dois terminais nos quais são conectados os fios, que serão colocados em contato com o local a ser medido.

e) Medidor de Energia Elétrica

O medidor monofásico do consumo energia elétrica (kWh) compõe-se de duas bobinas: uma de tensão, ligada em paralelo com a carga e uma de corrente, ligada em série com a carga. As duas bobinas são enroladas sobre o mesmo núcleo de ferro.

Um disco colocado junto ao núcleo, que por força dos campos magnéticos formados (da tensão e da

Page 38: Eletricista Profissional. Atualizada

38

corrente), quando a carga está ligada, passa a girar com velocidade proporcional à energia consumida. Através de um sistema de engrenagens, a rotação do disco é transportada a um mecanismo integrador.

No medidor de consumo energia elétrica (kWh), o valor da energia relativa a um certo período de tempo a ser medida, corresponde à diferença entre as duas leituras realizadas, uma no final e outra no início do respectivo período. A leitura destes medidores é feita seguindo a sequencia natural dos algarismos, ou seja, se forem quatro ou cinco ponteiros, ou quatro ou cinco janelas, o primeiro à esquerda indica os milhares, o segundo as centenas e assim por diante.

Deve-se ter cuidado ao fazer uma leitura nos medidores de ponteiro, pois cada ponteiro gira em sentido inverso ao de seus vizinhos.

Nota: Ao ler os valores de energia em um medidor de kWh, o número que se deve considerar é aquele pelo qual o ponteiro acabou de passar, isto é, quando o ponteiro está entre dois números, considera-se o número de menor valor.

Para se efetuar a leitura, deve-se iniciar pelo primeiro ponteiro a direita.

Page 39: Eletricista Profissional. Atualizada

39

8) QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO DE CIRCUITOS

O Quadro de Distribuição de Circuitos – QDC deverá ser feito de material metálico e ser instalado em local de fácil acesso, preferencialmente no centro de cargas da instalação elétrica e possuir uma identificação do lado externo de seus componentes – Dispositivos de Proteção e de Segurança e dos Circuitos Elétricos com as respectivas cargas.

A Norma NBR 5410/04 estabelece que deverá ser prevista em cada QDC, uma capacidade de reserva (espaço), que permita ampliações futuras da instalação elétrica interna, compatível com a quantidade e tipo de circuitos efetivamente previstos inicialmente, conforme a seguir:

• QDC com até 6 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo 2 circuitos;

• QDC de 7 a 12 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo 3 circuitos;

• QDC de 13 a 30 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo de 4 circuitos;

• QDC acima de 30 circuitos, prever espaço de reserva para o mínimo de 15% dos circuitos.

No Quadro de Distribuição de Circuitos – QDC, deverão ser instalados os dispositivos de proteção para os respectivos circuitos (um para cada circuito).

O QDC deverá conter/possibilitar a instalação de:

• Barramentos para os condutores das Fases;

• Terminal para ligação do condutor Neutro;

• Terminal para ligação do condutor de Proteção (PE);

• Disjuntores Termomagnéticos;

• Dispositivos Diferencial-Residual – DR;

• Dispositivos contra sobretensões, etc.

O Quadro de Distribuição de Circuitos – QDC deve ser bem fechado, com o objetivo de evitar que as pessoas acidentem ao encostar acidentalmente ou manusear os dispositivos de segurança. Também deve possibilitar o enclausuramento das partes energizadas (conexões dos cabos com os dispositivos de proteção e de segurança, barramentos, etc).

Importante: O Quadro de Distribuição de Circuitos - QDC é o centro de distribuição de energia de toda a instalação elétrica de uma residência.

Em edifícios de apartamentos, escritórios, residências ou lojas deve haver, pelo menos, um quadro de distribuição em cada unidade, agrupando os dispositivos de manobras e proteção dos circuitos.

Os quadros de distribuição deverão ter dispositivo geral de desligamento capaz de interromper a

Page 40: Eletricista Profissional. Atualizada

40

corrente nominal do circuito alimentador.

Poderá ser dispensável a colocação do dispositivo geral de desligamento nos quadros de distribuição para fins de iluminação, desde que estes sejam ligados a circuito alimentador exclusivo que possua tal dispositivo.

Cada circuito deverá ter seu próprio condutor neutro. Deverão ser instalados circuitos de distribuição em número nunca inferior a:

• Residências: 1 circuito para cada 60 metros quadrados ou fração.

• Lojas e escritórios: 1 circuito para cada 50 metros quadrados ou fração.

A partir da escolha do número de circuitos pode-se elaborar a divisão interna do quadro de distribuição pelo dimensionamento físico do mesmo.

Dimensionamento da caixa de distribuição conforme quantidade de disjuntores a serem usados.

Os dispositivos de segurança deverão ficar em locais de livre acesso com identificação nos devidos disjuntores. Veja exemplo de um quadro de distribuição trifásico e monofásico.

a) Divisão de circuitos

Circuito Elétrico é o conjunto de equipamentos e fios, ligados ao mesmo dispositivo de proteção.

Em uma instalação elétrica residencial, encontramos dois tipos de circuito: os circuitos terminais e o circuito de distribuição.

Circuitos Terminais: partem do quadro de distribuição e alimentam lâmpadas, tomadas de uso geral e tomadas de uso específico.

Circuitos de Distribuição: interligam dois ou mais quadros de distribuição.

A instalação elétrica de uma residência, deve ser dividida em circuitos terminais.

Isso facilita a manutenção e reduz a interferência.

A divisão da instalação elétrica em circuitos terminais, segue critérios estabelecidos pela NBR 5410, apresentados a seguir:

Critérios estabelecidos pela NBR 5410:

• Prever circuitos de iluminação, separados dos circuitos de tomadas de uso geral.

• Prever circuitos independentes, exclusivos para tomadas de uso específico.

Além desses critérios, o projetista considera também as dificuldades referentes à execução da instalação.

Se os circuitos ficarem muito carregados, os fios adequados para suas ligações irão resultar numa seção nominal ( bitola ) muito grande, dificultando :

• a instalação dos fios 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 fique maior que 4,0 mm2 .

Aplicando os critérios estabelecidos pela norma, deveremos ter, no mínimo, os seguintes circuitos, via de regra:

• Um circuito para iluminação

• Um circuito para tomadas de uso geral

• Tantos circuitos quantas forem as tomadas de uso específico.

Tendo em vista porém, as questões de ordem prática, optaremos por dividir :

a) As cargas de iluminação em, pelo menos, dois circuitos:

• Circuito destinado à iluminação de áreas sociais: sala, quartos, banheiros e hall;

• Circuito destinado à iluminação de áreas de serviço: copa, cozinha, área de serviço, área externa.

Optou-se por dividir as cargas de iluminação em dois circuitos (social e de serviço), mesmo sendo pequena a potência de cada um, pois, em caso de defeito ou manutenção, não é necessário desligar toda a iluminação.

Page 41: Eletricista Profissional. Atualizada

41

b) As cargas de tomadas de uso geral em, pelo menos, dois circuitos:

• Circuito destinado às cargas de tomadas de uso geral de áreas sociais: sala, quartos, banheiros e hall.

• Circuito destinado às cargas de tomadas de uso geral de áreas de serviço: copa, cozinha e área de serviço.

Optou-se por dividir as cargas de tomadas de uso geral em mais de um circuito por dois motivos:

1º - para que o fio não seja maior que 4,0 mm². Na prática, faz-se a divisão dos circuitos de tal forma que cada um tenha uma potência de, no máximo, 2500 VA na tensão de 127 V ou 4300 VA na tensão de 220 V.

2º - Para não se misturar no mesmo circuito de tomadas de uso geral da cozinha, copa e área de serviço, com tomadas de uso geral da sala, quartos, hall e banheiros.

Obs.: preferencialmente, estabelecer um equilíbrio entre as potências destinadas a circuitos de mesma origem, com a finalidade de permitir uma distribuição mais homogênea das cargas entre as fases disponíveis.

Toda instalação elétrica deve ser dividida em tantos circuitos quantos forem necessários. Isto proporciona facilidade de manutenção, inspeção e alimentação a outras partes da instalação quando do defeito de um circuito.

Segundo o item 9.5.3 da NBR 5410:2004, os circuitos de iluminação e tomadas devem ser distintos, salvos os casos em que a corrente do circuito comum a iluminação e tomadas seja inferior a 16A e que este não seja o único circuito de tomadas e/ou iluminação de toda a instalação. Desta forma, adota-se o critério de separação integral de circuitos de luz e força. Além disso, a separação destes circuitos promove uma melhoria no que diz respeito à “alimentação a outras partes da instalação quando do defeito de um circuito”.

Em instalações polifásicas, os circuitos devem ser distribuídos entre as fases, proporcionando o equilíbrio de fases (será discutido com mais detalhes posteriormente).

É recomendada (considera-se, no contexto da disciplina, obrigatória) a previsão de circuitos independentes para cargas com mais de 10A (TUEs).

É obrigatório que os pontos de tomada de cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos devem ser atendidos por circuitos exclusivamente destinados à alimentação de tomadas desses locais.

A mínima potência dos circuitos deve ser de, aproximadamente, 1270VA (10A) e a potência máxima dos circuitos deve ser de cerca de 2540VA (20A).

As proteções de circuitos de aquecimento ou condicionamento de ar podem ser agrupadas no QDC ou num quadro separado (inclusive, próximos aos equipamentos).

Page 42: Eletricista Profissional. Atualizada

42

9) MATERIAIS ELÉTRICOS

a) Condutores elétricos

Materiais condutores (fios, com um só elemento condutor de eletricidade e cabos elétricos, constituído de diversos elementos condutores) isolados com materiais isolantes, são usados nas instalações elétricas como vias dentro das quais fluem as correntes elétricas. Para uso em instalações elétricas residenciais, comerciais e industriais, os condutores e COBRE isolados com PVC são os mais comumente usados, com exceção dos utilizados para instalação de aterramento (ligação à terra de uma instalação) e de proteção (ligação à terra das partes metálicas estranhas às instalações elétricas), que devem estar desprovidos da isolação.

São apresentados no mercado segundo um critério que informa a área nominal de sua secção transversal em mm² (série métrica), atendendo pela denominação de “bitola” do condutor. Normalmente são comercializados nas bitolas de 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 35,0; 50,0; 75,0; 95,0; 120,0 mm², etc.

São fabricados para trabalhar numa temperatura de até 70º centígrados, para isolação de PVC (existem outros materiais usados para isolação, mas não aplicáveis às instalações elétricas residenciais, devido ao alto custo).

Os condutores fabricados com alumínio também são aplicados em instalações elétricas comerciais e industriais, para instalações expostas ao tempo, visto que geralmente são apresentados sem isolação (nus), em bitolas superiores a 35 mm².

Segundo a NBR-5410 da ABNT as bitolas mínimas aceitas em projetos de instalações elétricas residenciais são as seguintes:

• para circuitos de iluminação – 1,5 mm²

• para circuitos de tomadas, de força e de distribuição – 2,5 mm²

b) Condutos elétricos

É a denominação dada à canalização que se destina a conter condutores elétricos. Nas instalações elétricas, são utilizados vários tipos de condutos: eletrodutos, eletrocalhas, leitos, perfilado, barramento blindados, escada para cabos, poços e galerias.

• Eletrodutos

São Dutos elétricos (tubos), dentro dos quais são instalados os condutores. Servem, portanto, para proteger os condutores da alvenaria, dentro das quais estão embutidos, ficando livres para serem substituídos na medida em que isso venha a ser necessário, ou para que sejam inseridos ou removidos.

Podem ser fabricados em PVC, liso ou corrugado, rígidos ou flexíveis, podendo ser encontrados no mercado em barras de 3 metros ou em rolos. Os de ferro podem apresentar paredes finas (leves) ou mais espessas

Page 43: Eletricista Profissional. Atualizada

43

(pesados) e são considerados eletrodutos magnéticos.

Estão disponíveis no mercado em vários diâmetros, como ½” (16mm); ¾” (20mm); 1” (25mm); 1 ½” (32mm); 2” (50mm); etc.

O número de condutores lançados dentro de um eletroduto está restrito, segundo orientação da NBR-5410, à área útil de 40% do mesmo. Os 60% restantes servem para facilitar o manuseio dos condutores entro dos eletrodutos mas, principalmente, para que haja espaço para a dissipação do calor emanado dos condutores quando percorridos por uma corrente elétrica (efeito Joule).

Elemento de linha elétrica fechado, de seção circular ou não, destinado a conter condutores elétricos providos de isolação. O eletrodutos podem ser rígido ou flexível. Podem ser de material isolante (PVC, polietileno) ou de matéria metálico (aço carbono, alumínio).

Nos locais indicados no projeto, os condutores elétricos serão protegidos por eletrodutos de seção circular, e executados obedecendo aos critérios de norma e determinações dos fabricantes.

Todos os eletrodutos embutidos em concreto e/ou Alvenaria serão em PVC rígido soldável, antichama, com curvas pré-fabricadas, não se admitindo o uso de conexões executadas no local. Não se admite também o uso de eletrodutos flexíveis embutidos em forro, concreto ou alvenaria. Nos trechos aparentes sobre forros, deverão ser usados eletrodutos Ferro Galvanizado/PVC roscável, dos mesmos fabricantes acima, também antichama, e com conexões pré-fabricadas.

As emendas dos eletrodutos soldáveis deverão ser executadas através de adesivo plástico para PVC, não sendo permitido o simples encaixe das bolsas, de modo a garantir a estanqueidade da tubulação.

No caso de eletrodutos roscáveis, somente será admitida a utilização de elementos pré-fabricados para a execução das emendas, como luvas, conduletes, caixas de passagens, etc., garantindo-se a boa qualidade da execução do corte e da rosca, evitando-se rebarbas, ou descontinuidade da rede que possam interferir na integridade da fiação. Não será permitida a abertura de bolsas para a utilização de eletrodutos roscáveis, nem a

Page 44: Eletricista Profissional. Atualizada

44

fabricação de curvas moldadas “In loco”, principalmente nas redes aparentes.

Nas saídas e entradas de eletrodutos das caixas, (exceto conduletes ou caixas de alumínio), serão exigidos elementos que garantam o não ferimento da fiação pelas bordas da tubulação. Em eletrodutos PVC roscável ou metálicos, será exigido o uso de buchas e/ou arruelas de alumínio ou liga Zamack, e no caso de Eletrodutos PVC soldável, deverá ser executada a “pestana” ou “flange” o local.

Todos os eletrodutos plásticos serão obrigatoriamente do tipo antichama, (auto-extinguível), devendo ser efetuados na chegada do material, por amostragem, os testes previstos para tal.

• Número de condutores em um eletroduto

A tabela abaixo apresenta o número de condutores que um eletroduto pode conter em função da seção e da quantidade dos condutores:

• Eletrocalha

Elemento de linha elétrica fechada e aparente, constituído por uma base com cobertura desmontável, destinado a envolver por completo condutores elétricos providos de isolação. Geralmente são metálicas.

Page 45: Eletricista Profissional. Atualizada

45

• Leito

Suporte de cabos constituído por uma base descontínua, formada por travessas ligadas rigidamente a duas longarinas longitudinais, sem cobertura. Geralmente são metálicos.

• Perfilado

Eletrocalha de dimensões transversais reduzidas.

• Barramento blindado

Canalização metálica no interior da qual já vem instalados os condutores ou barramentos elétricos.

Page 46: Eletricista Profissional. Atualizada

46

Maneiras de instalar

A maneira como os condutores elétricos estão instalados influenciará a capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente, e em consequência, na capacidade de condução de corrente dos mesmos. A tabela abaixo mostra algumas maneiras de instalar condutores elétricos.

c) Caixas de passagem

Assim como os eletrodutos, as caixas de passagem podem ser encontradas no mercado em plástico ou metal. São dispositivos que servem para a instalação de interruptores e tomadas de corrente, normalmente embutidas nas paredes. Os eletrodutos sempre chegam ou partem dessas caixas e, para que sejam instalados nelas, é necessário que hajam furos nos diâmetros externos adequados aos eletrodutos. As caixas, portanto, vêm pré-furadas, bastando a remoção das chapinhas que encobrem os furos.

São fabricadas nos formatos retangulares (para uso normalmente nas paredes e pisos) ou octogonais (para instalação no teto). Podem ser encontradas nas dimensões de 4x2”, 4x4”, etc.

Há caixas de passagem disponíveis em tamanhos maiores, com a finalidade de permitir a inspeção/manutenção de circuitos que passam por elas, a exemplo das CPM - caixas de passagem metálicas usadas nas

Page 47: Eletricista Profissional. Atualizada

47

prumadas (grupo de condutores que sobem verticalmente num edifício) ou as CPA – caixas de passagem de alvenaria, instaladas no piso.

d) Lâmpadas e luminárias

As lâmpadas são fontes de luz artificial e podem ser classificadas em lâmpadas incandescentes e lâmpadas de descarga.

As lâmpadas incandescentes são as que utilizam um filamento (normalmente de tungstênio, por ser um metal muito resistente ao calor) que incandesce ao ser percorrido por uma corrente elétrica. São puramente resistivas, de baixo rendimento, mas que reproduzem as cores como a luz natural, por isso chamadas de luz quente. São divididas em dois grupos : as comuns ou de uso geral, são as usadas nas residências; e as para fins especiais, como as ornamentais; as destinadas a faróis de veículos; flash fotográfico; projetores cinematográficos; para uso em fisioterapia; etc.

As lâmpadas de descarga precisam de um gás em seu interior (nas incandescente, faz-se vácuo no interior dos bulbos de vidro), cujos átomos se agitam quando submetidos à uma diferença de potencial, chocando-se contra os bulbos de vidro impregnados de pó químico, produzindo a radiação luminosa.

Reproduzem as cores não tão próximas às vistas sob a luz natural, sendo chamadas de luz fria. Podem ser encontradas no mercado como lâmpadas fluorescentes, mistas, vapor de mercúrio, vapor de sódio, multi-vapores metálicos, etc.

As luminárias são usadas para servirem de suporte para as lâmpadas e para decorar. Entretanto, sua principal função é orientar o fluxo luminoso. Na escolha da luminária devem ser observados fatores e ordem econômica, durabilidade, facilidade de manutenção, além de, principalmente, a maneira como orienta o fluxo de luz.

Podem ser do tipo direta ou semi-direta (orientam todo ou grande parte do fluxo de luz para o plano de trabalho); indireta ou semi-indireta (orientam todo ou grande parte do fluxo de luz em direção contrária ao plano de instalação; concentrante direta ou semi-concentrante direta (direcionam um fluxo concentrado para o plano de trabalho, num círculo de menor ou maior diâmetro).

e) Interruptores

Page 48: Eletricista Profissional. Atualizada

48

São dispositivos de comando de lâmpadas, que servem para interromper a passagem da corrente elétrica que alimenta os circuitos de iluminação. São instalados em série com os condutores fase. Quando estão na condição “aberto”, impedem que os soquetes das lâmpadas fiquem potencializados (energizados), possibilitando uma manutenção segura, sem risco de choques elétricos.

Podem comandar um ou um grupo de lâmpadas de um só local (interruptores simples ou de uma seção); duas lâmpadas ou dois grupos de lâmpadas, independentemente, de um só local (interruptores de duas seções); três lâmpadas ou três grupos de lâmpadas, independentemente, de um só local (interruptores de três seções); uma lâmpada ou um grupo de lâmpadas de dois locais distintos, como escadas ou áreas com dois acessos (interruptores paralelos ou three-way); uma lâmpada ou um grupo de lâmpadas de mais de dois locais distintos (interruptores four-way).

Os Interruptores podem ser simples, duplos, triplos, intermediários, paralelos, bipolares, “dimmers”, pulsadores, etc, sendo que cada um é próprio para ser usado em uma determinada função específica. Uns tipos proporcionam mais conforto e segurança, economia de energia do que os outros.

Os “dimmers” são interruptores que, através de um circuito (geralmente eletrônico), variam a intensidade luminosa da lâmpada instalada em seu circuito, podendo proporcionar economia de energia elétrica.

Existem interruptores tipo “dimmer” nos modelos de interruptor simples e interruptor paralelo.

A instalação do “dimmer” é feita do mesmo modo que a do interruptor correspondente.

NOTA: Para as lâmpadas incandescentes e fluorescentes tubulares, existe um tipo de “dimmer” específico.

Além desses tipos, há os interruptores destinados a comandar lâmpadas automaticamente: minuteria, comum na saída dos elevadores dos pavimentos de edifícios residenciais, que mantém acesas as lâmpadas por um período de aproximadamente um minuto; relés fotoelétricos, que são acionados pela luz do sol para apagar as lâmpadas, ou acende-las, quando anoitece, etc.

f) Tomadas de corrente

Assim como as torneiras são tomadas de água dos circuitos hidráulicos, as tomadas de corrente são derivações dos circuitos elétricos destinados a suprir, de tensão e corrente, os aparelhos eletrodomésticos, de escritórios, etc.

Sob o ponto de vista dos aparelhos a que se destinam, as tomadas de corrente podem ser classificadas em dois grandes grupos:

• as tomadas de uso geral (TUG), que disponibilizam energia elétrica para os portáteis, cujo conhecimento prévio dos valores de suas respectivas potências não tem importância durante o dimensionamento dos circuitos nos projetos elétricos. Para dimensiona-las, são atribuídos valores de acordo com a área onde serão instaladas.

• As tomadas de uso específico (TUE), que se destinam à alimentação de aparelhos que requerem instalação fixa, como chuveiros e torneiras elétricas, aparelhos de ar condicionado, máquinas de lavar roupas, banheiras de hidromassagem, etc. Entretanto, portáteis que solicitem mais de 10 A de corrente, devem ser alimentados à partir de TUEs.

Segundo o local onde serão instaladas, as tomadas de corrente podem ser altas, médias ou baixas: as primeiras, instaladas à uma altura superior a 2,0m à partir do piso acabado; as médias, à 1,3m acima do piso

Page 49: Eletricista Profissional. Atualizada

49

acabado e as baixas, à 0,3m acima deste.

Quando alimentadas por apenas uma fase, elas são denominadas tomadas monofásicas; podem, entretanto, ser do tipo bifásico ou trifásico. Segundo o número de pólos, podem se bipolares (fase+neutro) ou tripolares (fase+neutro+proteção ou fase+fase+proteção).

g) Conformidade dos Interruptores e Tomadas

É importante que todo produto esteja em conformidade com as normas vigentes da ABNT.

Para exemplificar, serão relacionados alguns testes que um interruptor tem que se submeter para comprovar que está dentro de norma da ABNT e receber a marca de conformidade do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - INMETRO. Para os Interruptores a Norma NBR 6527 e para as Tomadas de Uso Geral a NBR 6147.

• Os organizadores que irão conhecer a fábrica, analisam as máquinas, laboratórios e a equipe técnica. Após aprovarem tudo, iniciam as provas nos produtos.

• Isolamento e rigidez dielétrica: o interruptor tem que resistir a 2.000 V, sem deixar passar corrente de fuga, com resistência superior a mínima aceitável, que é de 5 Megaohms.

• Elevação de temperatura: ligam um condutor apertando um pouco o parafuso do borne do interruptor, durante 1 hora, passando 35% da corrente nominal e o interruptor não pode aquecer mais de 45 ºC.

• Sobrecorrente e durabilidade: primeiro o interruptor tem que resistir a 200 mudanças de posição, ou seja, 100 “liga-desliga” com tensão 10% e corrente 25% superior a nominal, além de um fator de potência extremamente desfavorável (0,3). Segundo, o interruptor passa por mais de 40 mil mudanças de posição, com corrente e tensão nominal, ou seja, 250 V e 10 A.

• Resistência mecânica: recebe o impacto de um martelo com 150 gramas a uma altura de 10 cm, e o produto não pode apresentar rachadura por onde pudesse ter acesso as partes energizadas do produto.

• Resistência ao calor: o produto é colocado em uma estufa a 100 ºC, sem umidade, durante uma hora e não pode apresentar deformações.

• Prova de resistência ao calor anormal ou fogo: um fio incandescente a 850 ºC que provoca fogo é colocado sobre o produto e embaixo deste produto é colocado um papel de seda a uma altura de 20 cm. Retira-se o fio em menos de 30 segundos e o papel de seda não deve inflamar com o gotejamento.

Como pode ser observado, o interruptor terá que resistir a 40 mil mudanças de posição (manobras), com tensão e corrente nominal, bornes enclausurados, evitando contatos acidentais e a resistência a impactos.

Tomadas de Uso Geral - 10 mil mudanças de posição (inserção e retirada do plugue), bornes enclausurados, evitando contatos acidentais, resistência a impactos.

Plugues monoblocos - 10 mil mudanças de posição (inserção e retirada da tomada), prensa-cabo que não permite que o cabo solte quando puxado.

NOTA: Todo componente de uma instalação elétrica, tem que obedecer uma ou mais Normas da ABNT. É importante identificá-las e conhecê-las.

h) Carga mínima para pontos de tomadas

As tomadas são caracterizadas como sendo de uso geral, TUG’s ou de uso específico, TUE’s.

Entende-se por tomada de uso específico aquelas utilizadas para alimentar equipamentos cuja corrente nominal é superior a 10A. Segundo a NBR 5410, “todo ponto de utilização previsto para alimentar, de modo exclusivo ou virtualmente dedicado, equipamento com corrente nominal superior a 10A deve constituir um circuito independente”. O projeto deve prever o número, a localização e o tipo das TUE’s em função do layout da instalação e das necessidades do usuário. Tais tomadas devem estar no máximo a 1,50m de distância do aparelho.

A previsão do número e da carga das demais tomadas, TUG’s, deverá ser determinada de acordo com o esquema a seguir.

A potência de cada ponto de TUG depende do cômodo no qual ela se encontra. Dessa forma, tal potência é função dos equipamentos que ele poderá vir a alimentar e não deve ser inferior aos seguintes valores:

a) Em banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos, no mínimo 600VA por ponto de tomada, até três pontos, e 100VA por ponto para os excedentes, considerando-se cada um desses ambientes separadamente;

b) Nos demais cômodos ou dependências, no mínimo 100VA por ponto de tomada. Deve-se, ainda, observar que um ponto de tomada pode conter mais de uma tomada de corrente. No entanto, em cada

Page 50: Eletricista Profissional. Atualizada

50

tomada de corrente, não devem ser ligados dois aparelhos simultaneamente. É vedada a utilização de derivadores (benjamins), pois estes podem gerar aquecimento devido a mau contato e/ou sobrecorrente no dispositivo ou tomada.

c) Em banheiros, essencialmente, é necessária a observação de distâncias seguras entre os pontos de tomada e “áreas molhadas” como boxes de chuveiro e banheiras.

Já para os pontos de TUE:

a) Considerar a carga do equipamento elétrico a ser ligado, fornecida pelo

Fabricante;

b) Ou então, calcular a carga a partir da tensão nominal, da corrente nominal e do fator de potência do equipamento elétrico.

Page 51: Eletricista Profissional. Atualizada

51

10) DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS

Os dispositivos de proteção são responsáveis pelo monitoramento das correntes que circulam pelos circuitos, impedindo que sobre-correntes (correntes superiores às correntes nominais – aquelas para as quais os aparelhos foram dimensionados) prejudiquem o bom funcionamento dos aparelhos. As sobrecorrentes podem ser de dois tipos: curto-circuito, que são muito elevadas e de curta duração e que, portanto devem ser interrompidas rapidamente; e as sobrecargas, que são sobre-correntes de longa duração, porém, de valores pouco acima das correntes nominais.

Dispositivo elétrico é um equipamento integrante ao circuito elétrico, cujo objetivo é desempenhar uma ou mais funções de manobra, proteção ou controle. É importante observar que um dispositivo elétrico pode, por sua vez, ser parte integrante de uma unidade maior. Normalmente, o termo é utilizado para designar um componente que consome um mínimo de energia elétrica no exercício de sua função (geralmente comando, manobra ou proteção).

As principais funções exercidas pelos dispositivos elétricos são:

• Manobra: mudança na configuração elétrica de um circuito, feito manual ou automaticamente;

• Comando: ação destinada a efetuar a manobra, que pode de desligamento, ligação ou variação da alimentação de energia elétrica de toda ou parte de uma instalação, sob condições de funcionamento normal;

• Proteção: ação automática provocadas por dispositivos sensíveis a determinadas condições anormais que ocorrem em um circuito, afim de evitar danos as pessoas, animais e evitar ou limitar danos a um sistema ou equipamento elétrico;

• Controle: ação de estabelecer o funcionamento de equipamentos elétricos sob determinadas condições de operação.

Há três tipos, basicamente de dispositivos de proteção disponíveis: os fusíveis, os disjuntores e os dispositivos diferenciais residuais.

Os fusíveis são descartáveis e só oferecem proteção contra curto-circuito.

Contém um elo fusível fabricado de material sensível ao calor e que são dimensionados para interromper a passagem de corrente com o seu rompimento, quando percorridos por correntes superiores aquelas para as quais foram fabricados.

Os disjuntores termomagnéticos (DTM) são religáveis quando desligados pela passagem de uma sobre-corrente (protegem tanto contra sobrecargas quanto contra curtos-circuitos) e podem ser usados como interruptores de circuitos. Os mais comuns são os de caixa moldada, fabricados com invólucro de PVC preto. Os dispositivos diferenciais residuais oferecem proteção contra choques elétricos, interrompendo a alimentação de um circuito percorrido por uma corrente de falta. Esses dispositivos estão associados a sistemas de aterramento e a NBR- 5410/04 estabelece situações em que esses dispositivos devem se instalados para proteger as pessoas.

Quando associados aos DTM, são denominados disjuntores diferenciais residuais.

São dispositivos que exercem uma ou mais funções de proteção em um sistema ou equipamento elétrico. Os dispositivos de proteção devem assegurar um perfeito funcionamento das instalações elétricas, devendo atuar na ocorrência de sobrecargas, curtos-circuitos, sobre tensões e sobtensões.

Estão classificados:

• Dispositivos de baixa tensão - Uso em circuitos até 1.000 V

• Dispositivos de alta tensão - Uso em circuitos acima de 1.000 V

As principais características nominais dos dispositivos de proteção e manobra são:

• Corrente nominal (In) - Valor eficaz da corrente de regime contínuo que o dispositivo deve ser capaz de conduzir indefinidamente, sem que a temperatura exceda os valores especificados.

• Tensão nominal (Vn) - Valor eficaz da tensão pelo qual um dispositivo é designado e ao qual são referidos outros valores nominais.

• Capacidade nominal de interrupção de curto-circuito - Valor de corrente presumida de interrupção que o dispositivo é capaz de interromper, sob uma tensão dada e em condições prescritas de emprego e funcionamento.

a) Tipos de dispositivos:

• Fusível é um dispositivo que se funde quando são percorridos por uma corrente superior àquela para a qual foram projetados. Atuam dentro de determinadas características tempo de fusão x corrente.

Page 52: Eletricista Profissional. Atualizada

52

Ha vários modelos de fusíveis, de diversos fabricantes. Os mais usuais são os do tipo cartucho, faca, diazed e NH.

Os fusíveis são formados por um corpo de material isolante, normalmente fibra prensada ou porcelana no qual esta 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 varias intensidades de correntes e tensão máxima de serviço ate 600 V.

O fio fusível existente no interior do fusível, chamado de elo fusível, ou lamina fusível, e o condutor que se funde dentro do fusível e interrompe a corrente do circuito quando há sobrecarga de longa duração ou curto-circuito.

Page 53: Eletricista Profissional. Atualizada

53

Quando ocorrer a queima do elo fusível, o dispositivo devera se substituído por outro de mesma característica.

• Fusíveis de efeito rápido

Os fusíveis de efeito rápido são empregados em circuitos em que nao ha variação considerável de corrente entre a fase de partida e a de regime normal de funcionamento.

Esses fusíveis são ideais para a proteção de circuitos com semicondutores (diodos e tiristores).

• Fusíveis de efeito retardado

Os fusíveis de efeito retardado são apropriados para uso em circuitos cuja corrente de partida atinge valores muitas vezes superiores ao valor da corrente nominal e em circuitos que estejam sujeitos a sobrecargas de curta duração.

Como exemplo desses circuitos podemos citar motores elétricos, as cargas indutivas e as cargas capacitivas em geral.

Os fusíveis de efeito retardado mais comumente usados são os NH e DIAZED.

• Fusíveis NH

Os fusíveis NH suportam elevações de tensão durante um certo tempo sem que ocorra fusão.

Eles são empregados em circuitos sujeitos a picos de corrente e onde existam cargas indutivas e capacitivas.

Sua construção permite valores padronizados de corrente que variam de 6 a 1000 A. Sua capacidade de ruptura e sempre superior a 70 kA com uma tensão máxima de 500 V.

Construção

Os fusíveis NH são constituídos por duas partes: base e fusível.

A base e fabricada de material isolante como a esteatita, o plástico ou o termofixo.

Nela são fixados os contatos em forma de garras as quais estão acopladas molas que aumenta uma pressão de contato.

Page 54: Eletricista Profissional. Atualizada

54

O fusível possui corpo de porcelana de seção retangular. Dentro desse corpo, estão o elo fusível e o elo indicador de queima, imersos em areia especial.

Nas duas extremidades do corpo de porcelana existem duas facas de metal que se encaixam perfeitamente nas garras da base.

O elo fusível e feito de cobre em forma de laminas vazadas em determinados pontos para reduzir a seção condutora. O elo fusível pode ainda ser fabricado em prata.

• Fusíveis DIAZED

Os fusíveis DIAZED podem ser de ação rápida ou retardada.

Os de ação rápida são usados em circuitos resistivos, ou seja, sem picos de corrente.

Os de ação retardada são usados em circuitos com motores e capacitores, sujeitos a picos de corrente.

Esses fusíveis são construídos para valores de, no Maximo, 200 A. A capacidade de ruptura e de70 kA com uma tensão de 500 V.

Construção

O fusível DIAZED (ou D) e composto por: base (aberta ou protegida), tampa, fusível, parafuso de ajuste e anel.

A base e feita de porcelana dentro da qual esta um elemento metálico roscado internamente e ligado externamente a um dos bornes. O outro borne esta isolado do primeiro e ligado ao parafuso de ajuste, como mostra afigura a seguir.

A tampa, geralmente de porcelana, fixa o fusível a base e não e inutilizada com a queima do fusível. Ela permite inspeção visual do indicador do fusível e sua substituição mesmo sob tensão.

Page 55: Eletricista Profissional. Atualizada

55

O parafuso de ajuste tem a função de impedir o uso de fusíveis de capacidade superior a desejada para o circuito. A montagem do parafuso e feita por meio de uma chave especial.

O anel e um elemento de porcelana com rosca interna, cuja função e proteger a rosca metálica da base aberta, pois evita a possibilidade de contatos acidentais na troca do fusível.

O fusível e um dispositivo de porcelana em cujas extremidades e fixado um fio de cobre puro ou recoberto por uma camada de zinco. Ele fica imerso em areia especial cuja função e extinguir o arco voltaico e evitar o perigo de explosão quando da queima do fusível.

O fusível possui um indicador, visível através da tampa, cuja corrente nominal e identificada por meio de cores e que se desprende em caso de queima.

Veja na tabela a seguir algumas cores e suas correntes nominais correspondentes:

Page 56: Eletricista Profissional. Atualizada

56

O elo indicador de queima e constituído de um fio muito fino ligado em paralelo com o elo fusível. Em caso de queima do elo fusível, o indicador de queima também se funde e provoca o desprendimento da espoleta.

Características dos fusíveis NH e DIAZED:

As principais características dos fusíveis DIAZED e NH são:

• Corrente nominal: corrente máxima que o fusível suporta continuamente sem interromper o funcionamento do circuito. Esse valor e marcado no corpo de porcelana do fusível.

• Corrente de curto-circuito: corrente máxima que deve circular no circuito e que deve ser interrompida instantaneamente.

• Capacidade de ruptura (kA): valor de corrente que o fusível e capaz de interromper com segurança. Não depende da tensão nominal da instalação.

• Tensão nominal: tensão para a qual o fusível foi construído. Os fusíveis normais para baixa tensão são indicados para tensões de serviço de ate 500 V em CA e 600 V em CC.

• Resistência elétrica (ou resistência ôhmica): grandeza elétrica que depende do material e da pressão exercida. A resistência de contato entre a base e o fusível e a responsável por eventuais aquecimentos que podem provocar a queima do fusível.

• Curva de relação tempo de fusão x corrente: curvas que indicam o tempo que o fusível leva para desligar o circuito. Elas são variáveis de acordo com o tempo, a corrente e o tipo de fusível, e são fornecidas pelo fabricante. Dentro dessas curvas, quanto maior for a corrente circulante, menor será o tempo em que o fusível terá que desligar.

• Instalação

Os fusíveis DIAZED e NH devem ser colocados no ponto inicial do circuito a ser protegido.

Os locais devem ser arejados para que a temperatura se conserve igual a do ambiente. Esses locais devem ser de fácil acesso para facilitar a inspeção e a manutenção.

A instalação deve ser feita de tal modo que permita seu manejo sem perigo de choque para o operador.

• Dimensionamento do fusível

A escolha do fusível e feita considerando-se a corrente nominal da rede, a malha ou circuito que se pretende proteger. Os circuitos elétricos devem ser dimensionados para uma determinada carga nominal dada pela carga que se pretende ligar.

A escolha do fusível deve ser feita de modo que qualquer anormalidade elétrica no circuito fique restrita ao setor onde ela ocorrer, sem afetar os outros.

Para se dimensionar um fusível, e necessário levar em consideração as seguintes grandezas elétricas:

Page 57: Eletricista Profissional. Atualizada

57

• Corrente nominal do circuito ou ramal;

• Corrente de curto-circuito;

• Tensão nominal.

• Disjuntor é um dispositivo que atua quando são percorridos por uma corrente superior àquela estabelecida para funcionamento normal. São, simultaneamente, dispositivos de manobra e de proteção. São largamente usados em instalações, agindo de modo diferente do fusível:

• Quando há uma sobrecarga, produz-se aquecimento em uma lâmina bimetálica, desligando-se o disjuntor;

• Quando há um curto-circuito, age um dispositivo magnético, operando instantaneamente o disjuntor.

Os disjuntores têm sobre os fusíveis a vantagem de não necessitarem de substituição quando disparam, e sim apenas de um religamento, como se fossem um interruptor. Se o defeito na rede continuar, o disjuntor desarmará novamente e, neste caso, não deverá mais ser rearmado antes de pesquisada a causa do defeito.

O disjuntor e 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 camara 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;

• Rele bimetalico que aciona o mecanismo de disparo quando ha sobrecarga de longa duração;

• Rele eletromagnético que aciona o mecanismo de disparo quando ha um curto-circuito.

Page 58: Eletricista Profissional. Atualizada

58

O disjuntor inserido no circuito funciona como um interruptor. Como o rele bimetalico e o rele eletromagnético são ligados em serie dentro do disjuntor, ao ser acionada a alavanca liga/desliga, fecha-se o circuito que e travado pelo mecanismo de disparo e a corrente circula pelos dois reles.

Havendo uma sobrecarga de longa duração no circuito, o rele bimetalico atua sobre o mecanismo de disparo abrindo o circuito. Da mesma forma, se houver um curto-circuito, o rele eletromagnético e 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 as 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.

Page 59: Eletricista Profissional. Atualizada

59

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 ira proteger.

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, e necessário dimensionar a corrente nominal do disjuntor, de acordo com as especificações do fabricante, e considerando também essa situação.

b) A escolha adequada do disjuntor deve ser a seguinte:

• A corrente máxima do circuito a proteger deve estar a 80% de sua capacidade nominal.

Características dos disjuntores:

• Corrente convencional de atuação: Valor especificado de corrente que provoca a atuação do dispositivo dentro de um tempo especificado (tempo convencional). A corrente convencional de atuação é superior à corrente nominal ou de ajuste do dispositivo.

• Corrente convencional de não atuação: Valor especificado de corrente que pode ser suportado pelo dispositivo durante um tempo especificado (tempo convencional), sem provocar sua atuação. A corrente convencional de não atuação é superior à corrente nominal ou de ajuste do dispositivo.

• Tempo convencional: Varia de acordo com o tipo e a corrente nominal do dispositivo de proteção.

• Temperatura de calibração: temperatura na qual o disparador térmico e calibrado. Normalmente são utilizadas as temperaturas de 20, 30 ou 40°C.

• Tensão nominal (Un): valor eficaz da tensão pelo qual o disjuntor e designado e no qual são referidos outros valores nominais. Esse valor deve ser igual ou superior ao valor Maximo da tensão do circuito no qual o disjuntor será instalado.

Page 60: Eletricista Profissional. Atualizada

60

• Capacidade de interrupção (Icn): valor Maximo que o disjuntor deve interromper sob determinadas tensões e condições de emprego. Esse valor devera ser igual ou superior a corrente presumida de curto-circuito no ponto de instalação do disjuntor.

• Curvas de disparo: as curvas de disparo B, C e D correspondem a característica de atuação do disparador magnético, enquanto que a do disparador térmico permanece a mesma.

c) Relês térmicos

Esse componente e também denominado de rele bimetalico. Sua função básica e proteger motores ou outros equipamentos contra aquecimento demasiado produzido por sobrecarga.

Protege também os motores trifásicos em caso de funcionamento bifásico, ou seja, se faltar uma fase por um motivo qualquer, o motor continuara funcionando, mas ocorrera uma elevação da corrente das outras duas fases. Essa elevação da corrente provocara um aquecimento do rele, interrompendo o circuito.

O rele térmico e constituído basicamente de um bimetal, contato fixo, contato móvel e elemento de arraste conforme ilustração a seguir.

O bimetal e formado pela união de dois metais com coeficientes de dilatação diferentes.

Page 61: Eletricista Profissional. Atualizada

61

Quando esse bimetal e aquecido, pela elevação da corrente, curva-se acionando o contato fechado, abrindo-o.

Os dispositivos de proteção são representados pelos símbolos gráficos apresentados na tabela a seguir conforme determina a norma NBR 5444.

d) DR – Dispositivo Diferencial-Residual

Desde dezembro de 1997, e obrigatório, em todas as instalações elétricas de baixa tensão no Brasil, 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 e 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.

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 ha risco de vida, caso o circuito seja protegido por esse dispositivo.

Este dispositivo tem por finalidade a proteção de vidas humanas contra acidentes provocados por choques, no contato acidental com redes ou equipamentos elétricos energizados. Oferece, também, proteção contra incêndios que podem ser provocados por falhas no isolamento dos condutores e equipamentos. A experiência mostra que não se pode, na prática, evitar que ocorra certa corrente de fuga natural para a terra, apesar do isolamento da instalação.

Page 62: Eletricista Profissional. Atualizada

62

Quando a corrente de fuga atinge o valor que possa comprometer a desejada segurança para seres humanos (30 mA) e instalações industriais (500 mA), o dispositivo atua, desligando o circuito.

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:

• Falha 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.

Ha interruptores projetados para operar com correntes de fuga de 500mA, porem eles só protegem as instalações contra riscos de incêndio, não oferecendo segurança contra riscos pessoais.

Para o dimensionamento do DR, a NBR 5410/04 diz o seguinte:

5.1.2.5 Proteção complementar por dispositivo de proteção a corrente diferencial-residual (dispositivo DR)

5.1.2.5.1 Qualquer que seja o esquema de aterramento, devem ser objetos de proteção complementar contra contatos diretos por dispositivos a corrente diferencial-residual (dispositivos DR) de alta sensibilidade, isto e, com corrente diferencial-residual nominal I Δ n igual ou inferior a 30 mA:

• Os circuitos que sirvam a pontos situados em locais contendo banheira ou chuveiro;

• Os circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas a edificação;

• Os circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior;

• Os circuitos de tomadas de corrente de cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, a todo local interno molhado em uso normal ou sujeito a lavagens.

NOTAS:

• Excluem-se, na alínea a), os circuitos que alimentem aparelhos de iluminação posicionados a uma altura igual ou superior a 2,50 m.

• Podem ser excluídas, na alínea d), as tomadas de corrente claramente destinadas a alimentar refrigeradores e congeladores e que não fiquem diretamente acessíveis.

• A proteção dos circuitos pode ser realizada individualmente ou por grupos de circuitos.

a) DR – Interruptor de corrente Diferencial-Residual

Page 63: Eletricista Profissional. Atualizada

63

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).

O interruptor de corrente DR pode ser usado em redes elétricas com o neutro aterrado, sendo necessário que o neutro aterrado seja conectado ao dispositivo. Após este dispositivo, o neutro aterrado deve se tornar um neutro isolado, dando origem a um circuito a cinco fios (3F+N+T). Estes interruptores são conhecidos como Dispositivo de Proteção à Corrente Diferencial Residual (DR), os quais são instalados junto ao Centro de Distribuição dos circuitos (CD), atuando sempre que houver uma fuga de corrente maior que a estabelecida.

O Interruptor Diferencial tem como função principal proteger as pessoas ou o patrimônio contra faltas à terra:

• Evitando choques elétricos (proteção às pessoas)

• Evitando Incêndios (proteção ao patrimônio)

O DR não substitui um disjuntor, pois ele não protege contra sobrecargas e curtos-circuitos. Para estas proteções, devem-se utilizar os disjuntores em associação.

O DR funciona com um sensor que mede as correntes que entram e saem no circuito (fig.1). As duas são de mesmo valor, porém de direções contrárias em relação à carga. Se chamarmos a corrente que entra na carga de +I e a que sai de - I, logo a soma das correntes é igual a zero (fig. 2). A soma só não será igual a zero se houver corrente fluindo para a terra (fig. 3), como no caso de um choque elétrico.

Page 64: Eletricista Profissional. Atualizada

64

11) ATERRAMENTO ELÉTRICO

a) Objetivos

• Assegurar a atuação da proteção

• Proteger as instalações contra descargas atmosféricas

• Proteger as pessoas contra contatos com partes metálicas da instalação, energizadas acidentalmente.

• Uniformizar o potencial em toda a área do projeto.

b) Tipos

Funcional ou de serviço.

O aterramento de serviço é parte integrante dos sistemas elétricos. Como exemplo, podemos citar:

• O aterramento do neutro dos transformadores trifásicos ligados em estrela;

• Proteção ou de segurança

Aterramento significa acoplamento permanente de partes metálicas com o propósito de formar um caminho condutor de eletricidade tanto quanto assegurar continuidade elétrica e capacitar uma condução segura qualquer que seja o tipo de corrente.

c) As principais vantagens do aterramento são:

1. Proteger o usuário de descargas atmosféricas (raios);

2. Escoar para a terra as cargas elétricas acumuladas na carcaça do equipamento;

3. Facilitar o funcionamento dos dispositivos de proteção (disjuntores, fusíveis, DR´s, etc.)

d) Consequências de um aterramento ruim:

1. Risco de choque elétrico podendo inclusive levar à morte (queda de raios);

2. Excesso de interferências eletromagnéticas;

3. Aquecimento anormal do equipamento;

4. Travamento de Computadores;

5. Queima de CI’s.

e) Classificação do aterramento

Os sistemas elétricos de baixa tensão, tendo em vista a alimentação e as massas dos equipamentos em relação à terra, são classificados pela NBR-5410, de acordo com a seguinte simbologia literal:

A primeira letra indica a situação da alimentação em relação à terra.

a) T - para um ponto diretamente aterrado;

b) I – isolação de todas as partes em relação à terra ou emprego de uma impedância de aterramento, afim de limitar a corrente de curto-circuito para a terra.

A segunda letra indica a situação das massas em relação à terra.

a) T – para massas diretamente aterradas, independentemente de aterramento eventual de um ponto de alimentação.

b) N – massas ligadas diretamente ao ponto de alimentação aterrado (normalmente é o ponto neutro).

Outras letras (eventualmente), para indicar a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção.

a) S – quando as funções de neutro e de condutor de proteção são realizadas por condutores distintos.

Page 65: Eletricista Profissional. Atualizada

65

b) C – quando as funções de neutro e condutor de proteção são combinadas num único condutor (que é, aliás, o condutor PEN).

Quando a alimentação se realizar em baixa tensão, o condutor neutro deve sempre ser aterrado na origem da instalação do consumidor. Esquema de aterramento segundo NBR-5410/04.

a. Sistema TN

Utiliza-se fundamentalmente em certas instalações industriais e em redes onde é difícil conseguir boas ligações à terra ou não é viável a utilização de dispositivos diferenciais.

Vantagens:

O esquema TN-C apresenta uma economia para a instalação porque elimina a necessidade de um condutor.

Os aparelhos de proteção contra sobreintensidades podem assegurar a proteção contra contatos indiretos.

Desvantagens:

Corte da instalação ao primeiro defeito de isolamento.

Precauções acrescidas para não ser cortado o condutor neutro que também é de proteção.

Maiores riscos de incêndio devido às elevadas correntes de defeito.

• Sistema TN-S

No sistema TN-S, o condutor neutro e condutor terra são distintos.

• Sistema TN-C

Page 66: Eletricista Profissional. Atualizada

66

No sistema TN-C, condutor neutro e condutor terra combinados num único condutor.

b. Sistema TT

O sistema TT é o mais comum, sendo aplicado na generalidade das alimentações de energia elétrica. Um ponto (geralmente o centro da estrela em um sistema de BT ligado em estrela) da fonte é conectado diretamente a terra. Todas as partes metálicas expostas e todas as partes metálicas estranhas à instalação são ligadas a um eletrodo de terra separado na instalação.

Vantagens:

Sistema mais simples no estudo e na concepção.

Fácil localização dos defeitos.

Desvantagem:

Corte da instalação ao primeiro defeito de isolamento.

Nota: Deve ser efetuado o teste periódico ao disjuntor ou interruptor diferencial.

No sistema TT, neutro aterrado independente do aterramento das massas.

c. Sistema IT

É o sistema IT é mais indicado quando se pretende evitar o corte automático ao primeiro defeito. As salas de operações nos hospitais são um exemplo de aplicação. Normalmente utiliza-se uma impedância na ordem de 1000 a 2000 Ohms entre o neutro do enrolamento de baixa tensão (BT) do transformador e a terra.

As razões para utilização desta forma de aterramento são: fixar o potencial de uma pequena rede em relação a terra e reduzir o nível de sobretensões, tais como surtos em relação a terra transmitidos pelos enrolamentos de alta tensão, cargas estáticas, etc.

Todas as partes condutoras expostas e estranhas à instalação são ligadas a um eletrodo de terra.

Vantagem:

Este sistema assegura a melhor continuidade de serviço em exploração.

Desvantagem:

Necessita de técnicos de manutenção e conservação com preparação adequada.

Page 67: Eletricista Profissional. Atualizada

67

No sistema IT, não há ponto de alimentação diretamente aterrada. Massa aterrada.

Em princípio, todos os circuitos de distribuição e terminais devem possuir um condutor de proteção que fique no mesmo eletroduto dos condutores vivos do circuito.

d. Seção dos condutores de proteção

Ter uma boa haste ou um solo favorável não basta para termos um bom aterramento. As conexões da haste com os cabos de terra, bem como a bitola (seção) do cabo terra também contribuem muito para a resistência total de aterramento.

A seção mínima dos condutores de proteção pode ser determinada pela tabela abaixo.

e. Cores dos condutores

A NBR-5.410/2012 recomenda a adoção das seguintes cores no encapamento isolante dos condutores:

• Condutores fases: preto, branco, vermelho ou cinza.

• Condutor neutro: azul-claro.

• Condutor terra: verde ou verde-amarelo.

No aterramento:

• Condutor PE: verde ou verde-amarelo.

• Condutor PEN: azul-claro.

f. Condutor de aterramento

O condutor de aterramento deverá ser de cobre, preferencialmente nu, de seção mínima dimensionada em função dos condutores do ramal de entrada, conforme tabela abaixo.

Page 68: Eletricista Profissional. Atualizada

68

Deverá ser tão curto e retilíneo quanto possível, sem emendas e não conter chaves ou quaisquer dispositivos que possam causar interrupção.

Deverá ser protegido mecanicamente por meio de eletroduto, preferencialmente de PVC rígido. Quando for utilizado eletroduto metálico, o condutor de aterramento deverá ser conectado ao mesmo em ambas as extremidades

O ponto de conexão do condutor de aterramento com o eletrodo deverá ser acessível à inspeção e protegido mecanicamente por meio de caixa de cimento, alvenaria ou similar. Esta conexão deverá ser feita por meio de conectores especiais, de material protegido contra corrosão.

g. Aterramento do Neutro

No caso do alimentador de um prédio, se a energia dor fornecida em alta tensão, o ponto neutro de transformador em estrela é aterrado com o eletrodo de aterramento. O neutro, chegando ao quadro geral de entrada, deverá ser aterrado, não podendo essa ligação à terra realizar-se por meio de uma ligação ao encanamento abastecedor de água do prédio.

h. Implicação de um mau aterramento

Ao contrário do que muitos pensam, os problemas que um aterramento deficiente pode não se limitam apenas aos aspectos de segurança.

É bem verdade que os principais efeitos de uma máquina mal aterrada são choques elétricos ao operador e resposta lenta, muitas vezes até sem resposta, dos sistemas de proteção, como, por exemplo, fusíveis, disjuntores, etc.

Mas outros problemas operacionais podem ter origem no aterramento deficiente, como, por exemplo, um computador não aterrado. No caso de computadores pessoais, temos funcionamento irregular com constantes travamentos ou falhas intermitentes que não seguem um padrão. Para equipamentos com monitores de vídeo, interferências na imagem e ondulações podem ocorrer.

Page 69: Eletricista Profissional. Atualizada

69

i. A segurança do fio terra

Nos choques elétricos, as piores condições a segurança do usuário ocorrem na presença de umidade ou mesmo de água, por exemplo, um chuveiro.

Os eletrodomésticos que operam com água e drenam correntes elevadas, representam um potencial de risco dos maiores, devendo ser tomadas precauções especiais com seu uso e alimentação.

Sabemos que qualquer corpo em contato com a terra descarrega-se, logo, se um fio vivo da rede tocar em algo que esteja ligado na terra, ocorre um curto e os fusíveis ou disjuntores são abertos. No local do curto, o potencial cai a zero e o perigo de choque elétrico é minimizado.

Da mesma forma, se houver uma corrente de fuga que possa causar choques elétrico, o usuário ficará protegido se entre ele e a corrente existir um caminho mais curto para a terra.

Portanto, a melhor proteção que pode existir para os usuários destes eletrodomésticos é a ligação da carcaça ou qualquer parte que eventualmente possa ficar submetido à tensão da rede, à terra.

Neste caso, não é conveniente usar a neutro da tomada para esta ligação, pois mesmo estando ligado à terra na instalação, pode perfeitamente ocorrer uma interrupção neste circuito que elimina toda a segurança desejada, não evitando o choque elétrico.

Este fio terra passa pelo mesmo eletroduto dos fios de alimentação, tendo uma das extremidades ligada a barra enterrada profundamente no solo nas proximidades da tomada e a outra extremidade ao terra da tomada de três pinos (2 polos mais terra). Um exemplo de instalação do fio terra é mostrado na figura abaixo. Uma bomba de água usada em lavagens domésticas e de veículos, representa um perigo em potencial de choques elétricos sem esta conexão.

j. A proteção não é só do usuário

Muitos aparelhos ou equipamentos eletrônicos são sensíveis às variações da tensão da rede de energia elétrica.

Estes equipamentos possuem dispositivos de proteção que somente serão eficientes se houver uma conexão do equipamento à terra. Computadores, secretárias eletrônicas, videocassetes, rádios-relógios e muitos outros possuem componentes, como, por exemplo, os circuitos integrados da família CMOS, que possuem finíssimas camadas de óxido isolante muito sensíveis a descarga de um raio nas proximidades, que causem variações, pode “furar” esta camada, danificando de modo permanente o circuito eletrônico.

A proteção é feita por meio de dispositivos chamados varistores, que conduzem o excesso de tensão, devendo desviá-lo pata a terra. Portanto, a conexão a terra é indispensável para que tais dispositivos funcionem.

Nestes equipamentos, já está previsto o plugue de três pinos que deverão ser ligado numa tomada que tenha fio terra.

Neste caso, a ligação à terra não protege apenas o usuário que pode acidentalmente tocar em algum ponto da carcaça, mas o próprio equipamento contra os chamados surtos e transientes que se propagam pela rede de energia elétrica.

Na aplicação da tabela, poderão surgir resultados na determinação da seção do condutor de proteção (a divisão da seção da fase por dois) que não correspondam a um condutor existente na escala comercial. Nesse caso, devemos aproximar para a seção mais próxima, imediatamente superior.

Os seguintes tipos de eletrodo de aterramento podem ser utilizados conforme a NBR 5419:2001:

• Aterramento natural pelas fundações, em geral as armaduras de aço das fundações;

• Condutores em anel;

• Hastes verticais ou inclinadas;

• Condutores horizontais radiais;

k. Outras considerações.

Outros dispositivos de proteção como os disjuntores termomagnéticos mal dimensionados, de má qualidade, com muito tempo de uso e inexistência de manutenção, impedem uma proteção eficiente aos condutores, caso ocorra um curto-circuito, comprometendo fatalmente toda a instalação.

De acordo com a ABNT NBR 5410 (2004), toda instalação deverá possuir um dispositivo de proteção contra curto-circuito e sobrecarga. Esta proteção poderá ser através de disjuntores termomagnéticos ou através de fusíveis.

Page 70: Eletricista Profissional. Atualizada

70

Um condutor de proteção deverá ser utilizado em todas as instalações elétricas, sendo ele, independente dos demais condutores, inclusive o condutor

neutro pertencente ao circuito alimentador.

Deverão ser utilizados uma ou mais hastes de aterramento exclusivamente para este sistema de proteção utilizando um condutor de aterramento, de forma que esteja disponível em todas as tomadas e pontos que utilizem energia elétrica.

Sistemas de aterramento através do próprio condutor neutro não são admitidas, uma vez que este condutor faz parte do sistema de alimentação e não garante uma proteção suficiente ao usuário, e também é condenado pelas

concessionárias e normas. Recomenda-se não aterrar o equipamento em vez de utilizar este sistema.

No entanto, no Brasil, quase que a totalidade dos eletrodomésticos não utiliza tomadas.

l. Equipotencialização da proteção

Ao tratar da chamada ligação equipotencial principal, a NBR 5410 especifica que tubulações como as de água, gás e esgoto, quando metálicas, sejam nela incluídas.

A conexão dessas tubulações à ligação equipotencial principal deve ser efetuada o mais próximo possível do ponto em que penetram na edificação. A interligação destes e outros elementos metálicos provenientes do exterior, entre si, e a elementos condutivos de da própria edificação, visa evitar, através da equipotencialização, que faltas de origem externa dêem margem ao aparecimento de diferenças de potencial perigosas entre os elementos condutivos do interior da edificação.

Page 71: Eletricista Profissional. Atualizada

71

12) SIMBOLOGIA

Na elaboração de projetos de instalações elétricas, empregam-se símbolos gráficos para a representação dos pontos e demais elementos que constituem os circuitos elétricos. São apresentados a seguir os símbolos mais usuais.

A simbologia utilizada em instalações elétrica é definida de acordo com um padrão, sendo a simbologia comumente utilizada está representada na tabela abaixo.

Page 72: Eletricista Profissional. Atualizada

72

Page 73: Eletricista Profissional. Atualizada

73

Page 74: Eletricista Profissional. Atualizada

74

Page 75: Eletricista Profissional. Atualizada

75

Page 76: Eletricista Profissional. Atualizada

76

DIAGRAMAS

Diagrama é uma representação gráfica de um circuito elétrico. Vamos ver os tipos de diagramas, basicamente existem 5 tipos:

a) Diagrama multifilar;

b) Diagrama de ligação;

c) Diagrama funcional;

d) Diagrama unifilar;

e) Diagrama em planta.

a) Diagrama multifilar

É um diagrama completo de ligação mostrado detalhadamente todas as conexões a serem executadas pelo montador. Devem constar da alimentação, chave, proteções, barramentos, interruptores, tomadas, etc.

b) Diagrama de ligação

É um diagrama esquemático das ligações dos circuitos.

Page 77: Eletricista Profissional. Atualizada

77

c) Diagrama funcional

Descreve o sistema de energização, sinalização, controle e proteção, ou seja, a presença de operação de comando elétrico ou um circuito de comando.

d) Diagrama unifilar

É a representação de um sistema elétrico por uma de suas fases. Este diagrama dá uma ideia bastante clara da alimentação de energia elétrica de uma instalação, de seus dispositivos de comando e proteção.

Page 78: Eletricista Profissional. Atualizada

78

e) Diagrama em planta

Mostra fisicamente na instalação como colocar os interruptores, tomadas, quadros de luz, eletrodutos, etc.

• Esquemas fundamentais de ligações

Os esquemas apresentados a seguir representam trechos constitutivos de um circuito de iluminação e tomadas, e poderiam ser designados como “subcircuitos” ou circuitos parciais. O condutor neutro é sempre ligado ao receptáculo da lâmpada e à tomada. O condutor fase alimenta o interruptor e a tomada. O condutor de retorno liga o interruptor ao receptáculo da lâmpada.

• Ponto de luz e interruptor de uma seção

Page 79: Eletricista Profissional. Atualizada

79

• Ponto de luz, interruptor de uma seção e tomada baixa

Page 80: Eletricista Profissional. Atualizada

80

13) NORMAS

A NBR 5410:2004 – Instalações Elétricas em Baixa Tensão, baseada na norma internacional IEC 60364, é a norma aplicada a todas as instalações cuja tensão nominal é menor ou igual a 1000VCA ou 1500VCC.

Outras normas complementares à NBR 5410 são:

• NBR 5456 – Eletrotécnica e eletrônica - Eletricidade geral – Terminologia;

• NBR 5444 – Símbolos Gráficos para Instalações Elétricas Prediais;

• NBR 13570 – Instalações Elétricas em Locais de Afluência de Público;

• NBR 13534 – Instalações Elétricas em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde;

• NBR 5112 - Porta-lâmpada 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.

• 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.

Page 81: Eletricista Profissional. Atualizada

81

Referências Bibliografia

1. NBR 5410 – Instalações Elétricas de baixa Tensão (Norma Técnica ABNT).

2. COTRIM, Ademaro A. M. B., Instalações Elétricas, 4ª edição, Pearson, São Paulo, SP, 2003.

3. MANUAL DE INSTALAÇÕES ELETRICAS RESIDENCIAS – CEMIG (2003).

4. NISKIER, J. & MACINTYRE, A. J., Instalações Elétricas, 2a Ed., Guanabara Dois, Rio de Janeiro, RJ, 1992.

5. FILHO, J. Mamede, Instalações Elétricas Industriais, 5a Ed., Livros Técnicos e Científicos S.A., Rio de Janeiro, RJ, 1997.

6. DE CAMARGO, J. R. P., Notas de aula da disciplina de Instalações Elétricas de Baixa Tensão do Curso de Engenharia Elétrica do IME, Rio de Janeiro, RJ, 2000.