Caderno Instalacoes Eletricista Predial

ESTADO DO CEARÁ SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

ESTADO DO CEARÁ SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

INSTITUTO CENTRO DE ENSINO TECNOLÓGICO – CENTEC

DIRETOR PRESIDENTE Antônio Amaury Oriá Fernandes

DIRETOR DE ENSINO E PESQUISA Antônio Belfort Dantas Cavalcante

DIRETOR DE EXTENSÃO TECNOLÓGICA Antônio Elder Sampaio Nunes

DIRETOR ADMINISTRATIVO FINANCEIRO Fernando Ribeiro Silva GERENTE DE PLANEJAMENTO, ORGANIZAÇÃO E CONTROLE

Gláucia Almeida Brasil

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ESTADO DO CEARÁ SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

INSTALAÇÕES ELETRICISTA

Gilson Aguiar Albuquerque

Revisada 2011 por Francisco Ponte de Holanda – Eng. Eletricista.

2011

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ALBUQUERQUE, G.A. Instalações Eletricista. Fortaleza: Instituto CENTEC, 2005. 174P. (Cadernos Tecnológicos)

1. Instalações elétricas; Edificações; Eletricista - Ofício I. Título

II. Série

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CONTEÚDO

Apresentação Lição 1

Princípio de transformação de energia

Lição 2

Tensão, corrente e resistência

Lição 3

A lei de Ohm

Lição 4

Conceitos elétricos

Lição 5

Materiais condutores e isolantes

Lição 6

Corrente alternada e corrente contínua

Lição 7

Noções de magnetismo aplicado a eletricidade

Lição 8

Circuito monofásico / trifásico

Lição 9

Iluminação

Lição 10

Potência elétrica

Lição 11

Normas técnicas: NT 001/88 - COELCE

Lição 12

Dimensionamento de condutores

Lição 13

Tipos de instalações elétricas

5

Lição 14

Divisão de circuitos e determinação

Lição 15

Levantamento de carga

Lição 16

Distúrbios em instalações elétricas

Lição 17

Proteção de condutores

Lição 18

Motores monofásicos

Lição 19

Esquemas fundamentais das ligações

Lição 20

Símbolos e convenções

Lição 21

Informações para operacionalização

Lição 22

Considerações finais e questionário

Bibliografia O que é o Instituto CENTEC

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APRESENTAÇÃO

Eu e Meu Trabalho

Você está iniciando Eletricidade Predial.

agora

o

curso

de

Quem trabalha com eletricidade precisa ter habilidades específicas para a profissão e dominar conhecimentos básicos de Física, para entender bem o que faz e como faz.

Você sabe quais são os objetivos do Curso?

 Despertar a vocação e o interesse nos alunos que não têm conhecimentos em eletricidade.  Implementar conhecimentos teóricos corrigindo vícios e práticas erradas adquiridas no cotidiano.  Fornecer conhecimentos específicos de eletricidade para que possam ser utilizados no âmbito doméstico e profissional.

Você está recebendo um caderno com vinte e uma lições onde estão discriminados conteúdos básicos, síntese desses conteúdos e exercícios para fixação.

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Para aproveitar bem este curso, você deverá:  Ficar bem atento às aulas;  Tirar suas dúvidas com o Instrutor quando não compreender o assunto.  Fazer os exercícios da apostila.  Participar de todas as atividades práticas com atenção e envolvimento.

É conveniente esclarecer, que entre as habilidades específicas para o bom desempenho do profissional eletricista predial, destaca-se:  Capacidade para observar minuciosamente componentes elétricos.  Capacidade para manusear com precisão os instrumentos de trabalho.  Raciocínio rápido diante de situações problema.  Destreza para resolver situações complicadas.

Agora inicie o seu estudo com a determinação de melhorar sua performance com o eletricista.

Boa aprendizagem...!!

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Lição 1

Princípio da Transformação de Energia

Conceitos Básicos

Trabalhos Estará havendo trabalho quando:     

O motor impulsiona o carro. O freio desacelera o ônibus. A corda do relógio se desenrola, movendo os ponteiros. A água sobe pelo interior de uma planta. O goleiro segura a bola, aparando o chute do adversário.

Na linguagem comum, a palavra trabalho é empregada sempre que fazemos uma atividade física, intelectual ou social. Na linguagem científica, só se realiza trabalho se um corpo de desloca. Ora, se para mover ou parar um corpo é necessário aplicar uma força sobre ele, e se para aplicar uma força é necessário o fornecimento de energia, podemos concluir que: Para se realizar um trabalho, é preciso fornecer energia.

Resumido: TRABALHO = FORÇA x DISTÂNCIA   UNIDADE DE MEDIDA =

Kgf 9

x

m

Potência Quando realizamos trabalho para deslocar algum peso a uma certa distância ou altura, gastamos determinada quantidade de tempo. Potência mede a rapidez com que um certo trabalho é realizado.

POTÊNCIA

= Trabalho realizado Tempo gasto

UNIDADE DE MEDIDA =

Kg m (quilograma x metro) Seg ( segundo )

Na prática é muito comum o uso de um múltiplo do quilograma/seg. que é o Cavalo-Vapor (CV ou HP). 1 CV é a potência necessária para elevar um peso de 75 kg a 1 m de altura em 1 segundo. Energia Não há como separar a vida do homem moderno de algum tipo ou forma de energia. É muito difícil definir energia, mas o que realmente interessa é que ela pode ser usada na realização de algum tipo de trabalho.

Vejamos alguns exemplos: Exemplo 1: Uma bomba d’água movida a eletricidade deve elevar 3m3 de água (aproximadamente 3.000 litros d’água) a uma altura de 3m a cada 1 minuto. Se a densidade de água é 1.000 Kg/m3, que potência em hp deve ter a bomba? OBS.: 1 hp = 75 Kg m/seg. Solução: a) Peso d’água = densidade x volume 1.000 Kg/m3 x 3m3 = 3.000 Kg b) Trabalho = Peso x Distância 3.000 Kg x 3 m = 9.000 Kgm

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c) Potência = Trabalho = 9.000 Kg.m = 150Kg.m/seg Tempo 60seg 1 HP ..........75 Kg.m/seg X .............150 Kg.m/seg X = 150 = 2 hp 75 Potência da Bomba: 2 HP Exemplo 2: Deseja-se saber a potência do motor a ser utilizado por um elevador com capacidade para 500 kg, para um prédio de 5 pavimentos (pé direito, aproximadamente de 3 m). O elevador deve percorrer o trajeto total em 10 segundos. Soluções: a) Altura a ser percorrida: 5 pavimentos x 3 m = 15 m b)

Trabalho = 500 kg x 15 m = 7500 kgm

c) Potência = 7500 kgm: 10 seg = 750 kgm/seg Dividindo-se 750 kgm/seg por 75 acharemos a potência em CV, ou seja: 10 HP (ou 10 CV).

Agora, exemplifique de acordo com sua vivência, o que é:

Trabalho:

Potência:

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Energia:

Tipos de Energia A energia se manifesta de várias formas ou tipos: Energia luminosa, térmica, elétrica, química ou nuclear. Podemos começar nossos estudos conhecendo dois tipos básicos de energia:

a) Energia Potencial É todo tipo de energia que pode ser armazenada ou guardada 

Energia térmica Energia proveniente do calor.



Energia química Energia gerada quando as substâncias se transformam ou se misturam.



Energia elétrica Energia resultante do movimento dos elétrons.

b) Energia cinética Energia que faz movimentar os corpos 

Energia hidráulica Energia gerada pelas águas em movimento.



Energia mecânica Energia gerada pelos corpos em movimento.

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Transformação de Energia É possível transformar uma forma de energia em outra. A energia, no entanto, não pode ser criada nem destruída. Vejamos como isso pode acontecer.

Esfregando uma mão na outra várias vezes, elas se aquecem. Quando esfregamos as mãos, estamos fazendo uso de uma energia cinética (energia do movimento), que é transformada em outra energia (energia térmica, calor).

Existem vários exemplos de transformação de um tipo de energia em outra.

1.

Energia elétrica em térmica – ligando uma lâmpada elétrica

2.

Energia elétrica em mecânica – ligando um motor elétrico

3.

Energia eólica (ventos) em mecânica – acionamento de cataventos.

4.

Energia mecânica em elétrica – geradores elétricos

5.

Energia química em elétrica – pilhas e baterias

6.

Energia hidráulica em elétrica – turbinas hidroelétricas.

7.

Energia térmica em mecânica – máquina a vapor Geração de Energia Elétrica

Existem diferentes processos para produzir eletricidade tais como: atrito, pressão, calor, luz, ação química e magnetismo. Vamos nos deter em duas ações geradoras: ação química e magnetismo.

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Ação Química Através de uma solução química onde se introduzem dois metais diferentes ou um metal e um carvão pode-se produzir eletricidade.

Exemplos: Pilhas e Baterias.

Você sabe quem inventou a pilha?

Alexandre Volta foi um cientista italiano que viveu de 1745 a 1827. Volta empilhou discos de cobre e de zinco que eram separados por discos de feltros embebidos em uma solução ácida. Elétrons dos discos de zinco passaram através da solução ácida para os discos de cobre, surgindo uma corrente elétrica. O nome pilha teve sua orgiem na arrumação dos discos, empilhados uns sobre os outros. Magnetismo Ao movimentarmos um condutor elétrico, próximo do campo magnético de uma imã podemos gerar eletricidade.

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Se existe algo que ainda não sabe e gostaria de saber, anote no espaço do retângulo abaixo e pergunte ao seu instrutor durante a aula.

Você ficou com alguma dúvida a respeito desses assuntos? Pesquise em sua própria casa: Peque a conta de luz de sua residência e anote o consumo quilowatt-hora e o preço da conta. Se em sua casa tiver um televisor verifique a potência dele (normalmente ela vem escrita na caixa do próprio aparelho). Anote quanto tempo o televisor fica ligado durante a novela das 8hs e com esses dados, calcule: (1) Qual o preço do Kwh (quilowwat-hora) em sua cidade?

(2) Quantos Kwh o televisor consome durante a novela?

(3) Qual o preço que você paga para assistir a novela?

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Por incrível que pareça em nossa casa podemos encontrar inúmeros exemplos de utilização das mais variadas formas de energia. Escreva os exemplos que você pode relacionar em sua casa. (1) Energia térmica (2 linhas) (2) Energia elétrica (2 linhas) (3) Energia luminosa (2 linhas ) (4) Energia potencial (2 linhas) (5) Energia cinética (2 linhas)

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O QUE APRENDEMOS: Você aprendeu alguns conceitos básicos sobre: 

Trabalho;



Potência;



Energia Tipos de energia Transformação de energia Geração de energia

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Lição 2

Tensão, Corrente e Resistência

Conceitos Básicos Continuando nossos estudos sobre Eletricidade conheceremos agora um pouco da história. Os gregos antigos acreditavam que a matéria era formada por partículas invisíveis e não divisíveis. Essas unidades fundamentais da matéria forma denominadas átomos. A idéia da indivisibilidade do átomo persistiu até o século passado. Desde então, várias teorias têm sido propostas para explicar a estrutura da matéria.

Modelos Atômicos Foi o filósofo grego Demócrito que, no século V a.C., usou pela primeira vez a palavra átomo para designar as partículas que constituíram a matéria. Em grego, átomo significa ‘indivisível’. Para Demócrito, o átomo seria uma partícula não divisível.

A idéia do átomo, nesse caso, era fruto de especulação filosófica, isto é, da imaginação e do raciocínio, sem bases experimentais.

Por volta de 1803, o cientista inglês Hohn Dalton elaborou uma teoria científica para interpretar as idéias dos filósofos gregos e propôs um modelo de átomo.

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Mas, afinal, o que é um átomo? Átomo É a menor partícula em que podem se dividir os elementos existentes na natureza mantendo as propriedades desses elementos.

O átomo é constituído de partículas ainda menores: 

Prótons: são partículas que possuem carga elétrica positiva. Ficam localizadas no núcleo.



Nêutrons: são partículas que não possuem carga elétrica. Ficam localizadas no núcleo.



Elétrons: são partículas que possuem carga negativa. Ficam localizadas na eletrosfera.

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A eletrosfera é constituída de várias camadas ou órbitas por onde circulam os elétrons. Cada camada ou órbita contém um certo número de elétrons. O número de camadas dependerá da quantidade de elétrons presentes no átomo. A camada da eletrosfera mais distante do núcleo é chamada de camada de valência.

Carga Elétrica Neutra

Um átomo possui carga elétrica neutra quando o número de elétrons é igual ao número de prótons, e neste caso, dizemos que o átomo está em equilíbrio elétrico.

Carga Elétrica Positiva

Um átomo possui carga elétrica positiva quando o número de elétrons é menor que o número de prótons. A tendência é buscar o equilíbrio através da aquisição de um elétron.

Carga Elétrica Negativa

Um átomo possui carga elétrica negativa quando o número de elétrons é maior que o número de prótons. Neste caso existe, portanto, um elétron a mais a tendência é que ele se desprenda e passe para o outro átomo que esteja com falta de elétrons.

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Vejamos se você compreendeu os Conceitos Básicos a respeito de átomo. Numere a segunda coluna de acordo com a primeira.

(1) Átomo

( ) Partícula do átomo com carga positiva.

(2) Nêutrons

( ) Partícula do átomo com carga negativa

(3) Prótons

( ) De que tudo é feito

(4) Elétrons

( ) Palavra que significa indivisível

(5) Matéria

( ) partícula do átomo eletricamente neutra

Corrente Elétrica

Suponha que uma pequena barra de metal é constituída por, apenas, 3 átomos (A, B, C) e que você consiga retirar um elétron de um dos extremos (C). Este átomo ficará com carga elétrica positiva. Levando este elétron para o outro extremo do material (átomo A), este átomo ficaria com carga elétrica negativa (Fig. 3).

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Os átomos procurarão manter seu equilíbrio elétrico naturalmente. Dessa forma, este elétron a mais no átomo “A” será forçado a caminhar do átomo “A” até o átomo “C”, voltando, então, o material ao seu equilíbrio elétrico (Figura 4). Esta caminhada dos elétrons que irá ocorrer no material é chamada de Corrente Elétrica. Na realidade a corrente elétrica é produzida pela circulação de bilhões de elétrons que são infinitamente pequenos, dificultando a sua contagem. A unidade de medida da corrente elétrica é o ampére (A). A unidade ampére corresponde a uma passagem de 6,28 x 1018 ou 6.280.000.000.000.000.000, de elétrons por segundo em um material.

Tensão No exemplo anterior para o estudo da corrente elétrica, o elétron foi retirado do átomo manualmente. Sabemos que isso é impossível. O deslocamento dos elétrons é provocado por fontes geradoras que produzem força eletromotriz (f.e.m).

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Resistência Certos materiais apresentam dificuldades, em maior ou menor escala, à passagem de corrente elétrica. A essa dificuldade nós chamamos de resistência.

A resistência elétrica depende de fatores tais como:  Comprimento do material;  Área da seção transversal;  Propriedade do material chamado resistividade.

Materiais, como o vidro e a borracha, oferecem uma grande oposição à passagem da corrente e são chamadas de isolantes. Outros, como o cobre, oferecem pouca ou quase nenhuma oposição e são chamados de condutores.

Resistividade dos Principais Condutores elétricos

Material

Resistividade

Prata

0,016 .mm2/m

Cobre

0,017 .mm2/m

Alumínio

0,030 .mm2/m

O desequilíbrio elétrico (diferença entre o número de elétrons) é uma grandeza elétrica chamada “Diferença de Potencial” (d.d.p).

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A Diferença de Potencial é, normalmente, chamada de TENSÃO. A unidade de medida de Diferença de Potencial é o Volt (V).

Preste Atenção:

24

Ainda bem que existem pessoas como você, que se interessam, estudam e operam com eletricidade.

Faça uma lista dos materiais que você conhece e são Condutores ou Resistores de corrente elétrica.

Condutores: (8 1)

Resistores: (8 1)

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O QUE APRENDEMOS: 

Nessa lição você conheceu a história do átomo, sua constituição e como se comportam nos corpos.



Ficamos sabendo ainda como acontece a Corrente Elétrica, o que é Tensão e Resistência.



Pense como seria difícil a vida do homem moderno sem eletricidade, industrias parariam o comércio fecharia suas portas. Os transportes seriam grandemente afetados.



Imagine os danos que causaria a um hospital se faltasse energia elétrica por 24 horas? Escreva o que aconteceria nas linhas abaixo: ________________________________________________

________________________________

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Lição 3

A Lei do OHM

Antes de conhecermos a lei de OHM, vamos saber quem foi OHM. Seu nome completo era Georg Simon OHM, físico alemão que nasceu em 1789 e morreu em 1854. OHM elaborou, em 1854, a lei fundamental das correntes elétricas. Definiu de forma precisa a quantidade de eletricidade, a corrente elétrica e a força eletromotriz. Veremos agora em que consiste a lei de OHM. Conceitos Básicos No circuito da figura 01 a tensão provoca o fluxo de corrente e a resistência se opõe a este fluxo.

Em uma série de experiência realizada por GEORG S. OHM, ficou demonstrado que: a) Se a resistência do circuito for mantido constante:  Aumentando a tensão, a corrente aumentará;  Diminuindo a tensão, a corrente diminuirá; 27

b)

Se a tensão do circuito for mantida constante;  Aumentando a resistência, a corrente diminuirá;  Diminuindo a resistência, a corrente aumentará.

A LEI DE OHM estabelece, então:

Em um circuito fechado a corrente (I) é diretamente proporcional à tensão (E) e inversamente proporcional à resistência (R).

A LEI DE OHM pode ser expressa de forma matemática. I=E R

Como a resistência é desconhecida devemos usar uma variante de expressão matemática apresentada: R = E/I = 9 volts / 3 ampére = 3 ohms c) Cálculo da tensão Para calcular a tensão a LEI DE OHM tem a seguinte variante: E=RxI Exemplo 3 Se a lâmpada da figura tiver uma resistência de 100 ohms e a corrente for ifual a 1 ampére, qual a tensão de alimentação necessária?

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Solução: Conhecemos R = 100 ohms Conhecemos I = 1 ampère Como a resistência é desconhecida usamos a expressão: E = R X I = 100 OHMS X 1 AMPÈRE = 100 Volts. Vamos recapitular nossos estudos? Preencha o crucigrama, se tiver alguma proposta que você desconheça, pergunte ao instrutor. 1.

Aparelho que prova que duas cargas elétricas de mesmo sinal se repelem.

2.

Gerador químico de energia que fornece corrente contínua.

3.

Propriedade da corrente elétrica que é proporcional à tensão e inversamente proporcional à resistência.

4.

Diferença potencial entre dois pontos de um condutor.

5.

Os geradores de energia elétrica são movidos por combustão nas usinas (...).

6.

Peça que, no chuveiro elétrico e no ferro de engomar, oferece grande resistência à passagem da corrente elétrica, aquecendo-se muito.

7.

Corrente elétrica na qual os elétrons fazem fluxo constante e no mesmo sentido.

8.

Certa dificuldade à passagem de elétrons através de condutores.

9.

Geradores de energia que fornecem corrente alternada.

10.

Mau condutor de eletricidade.

11.

Corrente elétrica na qual os elétrons fazem constante movimento de vaivém. 12. Elemento do átomo que tem carga negativa. 29

Calcule e Responda: (1) Qual a potência elétrica de uma lâmpada que, ao ser ligada em uma tensão de 4 v, é atravessada por uma corrente elétrica de intensidade 2 A? P = E. I P = 4.2 P=8W (2) Qual a intensidade da corrente elétrica através do filamento de uma lâmpada de 60 V e 30 W de potência? P = E. i i=P E I = 30 W 60 V

i = 0,5 A

Revisão dos Conceitos Básicos de eletricidade Agora pare, observe as ilustrações e revise tudo o que você aprendeu sobre eletricidade. Numere as ilustrações de acordo com os conceitos relacionados à esquerda. (1) Molécula – Combinação de dois ou mais átomos

( )

(2) Átomo – A menor partícula em que um átomo pode ser ( ) dividido (3) Núcleo – Parte central, pesada, do átomo, carregada ( ) positivamente (4) Nêutron – Partícula neutra e pesada do núcleo, que se ( ) comporta como uma combinação de um próton e um elétro (5) Próton – Partícula positivamente

pesada

do

núcleo,

carregada ( )

(6) Elétron – Partícula muito pequena carregada ( ) negativamente, praticamente sem peso, e que gira em uma órbita em torno do núcleo (7) Corrente Elétrica – Movimento orientado de elétrons livres

( )

(8) Carga positiva – Deficiência de elétrons

( )

(9) Carga negativa – Excesso de elétrons

( )

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Aplicação da Lei de OHM

Observe alguns exemplos de cálculo de corrente

a) Cálculo da corrente Muitas vezes precisamos calcular a corrente que flui em um circuito. Isto pode ser feito, utilizando-se a Lei de OHM. Exemplo 1 Qual a corrente que passa pela resistência de 5 ohms no circuito abaixo?

Solução: conhecemos R = 5 ohms conhecemos E = 10 volts como a corrente I é desconhecida, podemos usar diretamente a expressão: I = E/R = 10 volts/5 ohms = 2 ampère

b) Cálculo da resistência Usando a LEI DE OHM podemos, também, determinar a resistência do resistor ou de uma carga já existente no circuito. (Fig. 03)

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Exemplo 2 Para termos uma corrente de 3 ampères qual o valor da resistência do circuito abaixo?

Solução: conhecemos E = 9 volts conhecemos I = 3 ampères

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Lição 4

Circuitos Elétricos

Para o exercício de sua profissão você precisará daqui por diante, estudar com muita vontade de aprender. Tudo que apresentaremos a partir desta lição nº 04, fará parte do cotidiano de sua vida como eletricista predial. E por falar nisso, o que faz um eletricista predial? Que tipo de serviço presta? Qual o seu mercado de trabalho? Responda estas perguntas no retângulo abaixo:

O que será um Circuito elétrico? Circuitos Elétricos

Para poder ser utilizada, a energia elétrica deve ser conduzida através de circuitos elétricos. Um circuito elétrico compreende um gerador de energia elétrica, fios condutores e aparelhos receptores. Para acendermos uma lâmpada, por exemplo, ela precisa estar ligada a um circuito elétrico.

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Vejamos então o que é uma lâmpada. Ela é formada por um bulbo de vidro preenchido com um gás inerte.

Duas hastes metálicas sustentam um filamento de tungstênio, que pode atingir temperaturas de até 3.000ºC, sem fundir. A corrente elétrica aquece o filamento, que se torna incandescente e emite luz. Então, circuito elétrico é todo percurso que representa um caminho fechado a circulação de corrente elétrica.

Para que possamos montar um circuito elétrico é necessário que se tenha, basicamente, os seguintes componentes: fonte geradora de eletricidade ou fonte de alimentação, aparelho consumidor de energia ou simplesmente carga e condutores.

Componentes do Circuito Elétrico

1. Fonte geradora ou de alimentação; 2. Aparelho consumidor ou carga; 3. condutor. Simbologia 34

Para facilitar o nosso estudo de circuito elétrico usaremos a seguinte simbologia:

Podemos desenhar o circuito da Fig. 1 com a seguinte simbologia:

“E” é a letra utilizada para indicar a existência de uma tensão ou d.d.p. “I” é a letra utilizada para indicar a existência da corrente elétrica R1, R2, e R3, simbolizam as resistências dos filamentos das lâmpadas. Um circuito elétrico pode ter o seu caminho interrompido através de um dispositivo de manobra que pode ser uma chave, um botão ligadesliga ou interruptores.

1. Fonte 2. Dispositivo de manobra 3. Carga (Resistor)

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Tipos de Circuito 1. Circuito Série Um circuito elétrico é chamado de série quando dois ou mais elementos consumidores são conectados de tal forma que a mesma corrente flui através de cada um dos elementos.

As resistências (lâmpadas) são percorridas pela mesam corrente elétrica. A corrente flui por um só caminho. Exemplo 1 No circuito série abaixo, uma das lâmpadas está com o filamento queimado. O que acontecerá com as outras lâmpadas?

Resposta:

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2. Circuito Paralelo Circuito paralelo é aquele em que existem pontes onde a corrente se divide e segue caminhos diferentes. Observe abaixo:

Exemplo 2 O que acontecerá no circuito da figura abaixo com a chave a2 aberta?

Resposta:

37

Pesquise em manuais de Eletrônica Básica ou pergunte ao seu instrutor sobre: a) O que é um Wattímetro?

b) Onde se usam células fotoelétricas?

Observe o desenho de uma lâmpada comum. Nomeie suas partes de acordo com a indicação das setas: De acordo com seus conhecimentos, a sua experiência de trabalho, explique o que é um “curto circuito” (faça 3 linhas)

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O QUE APRENDEMOS: Em circuitos elétricos aprendemos: 

O que é circuito elétrico;



Componentes;



Simbologia;





Tipos de circuitos: Circuito série; Circuito paralelo; O que é Wattímetro?

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Lição 5

Materiais Condutores e Isolantes

Os tipos e as formas de materiais determinam a intensidade de aplicação da energia. Vejamos como são importantes.

Resistência Elétrica

NATUREZA

SECÇÃO TRANSVERSAL

COMPRIMENTO

TEMPERATUR A

MATERIAL

Cada tipo de material apresenta características diferentes de se oporem à passagem de corrente elétrica. A resistência elétrica de um certo material é variável e depende de vários fatores tais como: 1º - comprimento do material; 2º - seção transversal do material (área); 3º - temperatura do material

Condutância Termo utilizado para descrever a “facilidade” com que um determinado material conduz a corrente elétrica. 40

Resistividade É a resistência oferecida por um material com um metro de comprimento, 1mm2 de seção transversal e uma temperatura de 20ºC. R=pxℓ A R: resistência em ; p: (rô) resistividade do material em ; ℓ: comprimento do material em (m); A: seção transversal (área) do material em mm2.

Exemplo 1 – Qual a resistência de um fio de cobre a 20ºc, com comprimento de 100 m e seção de 4 mm2 R=pxℓ/A p = 0,017 .mm2/m ℓ = 100 m A = 4 mm2. R = 0,017 x 100 / 4 R = 0,43 

Condutores Elétricos São todos os materiais que devido a sua constituição interna (átomo), possuem grande número de elétrons livres que podem circular com facilidade no seu interior. Quase todos os metais ou ligas metálicas (latão = cobre + zinco, aço = ferro + carbono) são bons condutores elétricos pois apresentam baixa resistência elétrica.

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Agora responda: Dos metais apresentados no quadro o de maior e de menor resistência elétrica?

Isolantes São os materiais que devido a sua estrutura interna apresentam dificuldades à circulação de corrente elétrica. Os isolantes possuem elevada resistência elétrica e baixa condutância.

Principais materiais isolantes   

Borracha (usada na fabricação de isolamento de condutores); Baquelite (usada em tomadas, interruptores e chaves); Porcelana (usada na fabricação de isoladores, clites, roldanas e bases de chaves);  Mica (usada como isolante elétrico em locais onde existem elevadas temperaturas). Você acabou de conhecer a importância dos condutores e isolantes elétricos. Então, revisando seus conhecimentos analise as situações e escreva respostas adequadas. Situação A 

Um caminhão tanque transporta gasolina. Na parte traseira, no pára-choque, há uma corrente amarrada que arrasta pelo asfalto.

Qual a função dessa corrente? Resp. _________________________________________________

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Situação B 

Os raios são muito potentes: podem derrubar árvores, destruir prédios, provocar incêndios e matar. Não havendo pára-raios por perto, em dias de tempestade as pessoas não devem lidar com fios e aparelhos elétricos ou encanamentos metálicos. Além disso, devem evitar o alto dos morros, os campos abertos, as árvores isoladas e as cercas de arame.

Qual a função do pára-raios? Resp. _________________________________________________ Solução: Conhecemos E = 9 volts Conhecemos I = 3 ampères E R = ------ = 9 volts/3 ampères = 3 ohms I

Solução: Conhecemos R = 5 ohms Conhecemos E = 10 volts Como a corrente I é desconhecida, podemos usar diretamente a expressão: I = E/R = 10 volts/5ohms = 2 ampère

b) Cálculo da resistência Usando a LEI DE OHM podemos, também, determinar a resistência do resistor ou de uma carga já existente no circuito.

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Exemplo 2 Para termos uma corrente de 3 ampères qual o valor da resistência do circuito abaixo?

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O QUE APRENDEMOS: Em materiais condutores e isolantes aprendemos: 

O que é Resistência elétrica;



Condutância;



Resistividade;



Condutores elétricos;



Isolantes;

Na Lei de OHM aprendemos: 

Origem;



Conceitos básicos;



O que provoca a tensão;



Como calcular a tensão;



Como calcular a corrente;



Como calcular a resistência.

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Lição 6

Corrente Alternada e Corrente Contínua A cada lição você vai conhecendo e aprendendo como a eletricidade é importante e necessária na vida do homem. Nesta lição estudaremos os principais aspectos de Corrente Alternada e Corrente Contínua. Para começar, o que você entende por: Alternada: _______________________________________________

_______________________________________________

Contínua: ________________________________________________

_______________________________________________

_______________________________________________ A corrente elétrica já foi definida, anteriormente, como o movimento de elétrons livres em um condutor ligado a uma fonte e energia ou a uma diferença de potencial. Se essa d.d.p., mantiver a mesma polaridade a corrente terá um único sentido, ou seja, será uma CORRENTE CONTÍNUA. Existe porém, um outro tipo de corrente elétrica que alterna seu sentido de circulação nos condutores e, por isso, é chamada de CORRENTE ALTERNADA.

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Para o funcionamento dos circuitos internos da grande maioria dos equipamentos eletrônicos a corrente utilizada é a CORRENTE CONTÍNUA. Entretanto a energia gerada pelas usinas elétricas é transmitida à longas distâncias para os centros consumidores sob a forma de CORRENTE ALTERNADA.

Geração de CA (Corrente Alternada) Para que se entenda o processo de geração de CA é preciso conhecer o seguinte fenômeno: se aproximarmos um fio condutor de um pedaço de imã e movimentarmos o fio ou o imã ou ambos é induzida no fio condutor uma tensão ou força eletromotriz. Todo imã possui dois pólos: pólo norte e pólo sul. Quando o fio condutor é movimentado em direção ao pólo norte a tensão induzida possui uma certa direção (polaridade) e quando o movimento do fio condutor é em direção ao pólo sul a tensão induzida muda de direção (polaridade).

Quando o movimento do fio ou do imã é de cima para baixo a corrente que circula no circuito é de cima para baixo e a tensão induzida tem a direção

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(polaridade) indicada pela deflexão para o lado direito do instrumento de medição. Quando o movimento do fio ou do imã é de baixo para cima a corrente que circula no circuito é de baixo para cima e a tensão induzida tem a direção (polaridade) indicada pela deflexão para o lado esquerdo do instrumento de medição. A tensão induzida no fio condutor poderá se maior se: 

Aumentarmos a velocidade de deslocamento entre condutor e campo;  Aumentarmos a intensidade do campo magnético colocando um imã mais potente;  Aumentarmos o número de condutores. Na figura acima observamos que o fio condutor dá 2 (duas) voltas (2 espiras) sobre a imã. Se aumentarmos o número de voltas (espiras) aumentaremos a tensão induzida.

Gerador de Corrente Alternada

Na figura anterior, o fio condutor de uma espiral está entre um pólo norte e um pólo sul. Uma força externa movimentará a espira com o sentido de rotação indicado pela seta. Observe que o lado 1 da espira se movimentará em direção ao polo sul e o lado 2 em direção ao polo norte.

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Quanto mais próximo estiver o fio condutor do imã será a força eletromotriz (tensão) induzida. Na posição em que a esfera se encontra, a tensão induzida é zero. Como modelo a figura ilustra o processo de geração de corrente alternada, utilizando uma espira de fio condutor girando no interior de um campo magnético.

Na posição mostrada em (A) o movimento do condutor é paralelo às linhas de força do campo e nenhuma f.em., é induzida. Na posição (B) a tensão induzida é máxima porque o condutor corta o campo exatamente, na perpendicular. Continuando a rotação para a posição mostrada em (C) a tensão induzida vai decrescendo até se anular novamente. A partir da posição (C) o movimento da espira em relação ao campo se inverte e a f.e.m, induzida passa a ser negativa, atingindo o máximo (negativo) quando o plano da espira é paralelo ao campo e, novamente, se anulando quando na posição (e) o plano é perpendicular ao campo.

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Geração de Corrente Contínua Quando introduzimos duas placas de determinados metais em uma solução chamada eletrólito e que pode conduzir corrente elétrica (ácido, água com sal, etc), ocorrerá uma reação química capaz de produzir entre as placas uma tensão.

Na geração de eletricidade por ação química a tensão entre as placas tem uma polaridade e a corrente elétrica circula em um só sentido. A corrente que não varia é chamada de “corrente contínua”, que graficamente podemos representar assim:

E

T

O

Características da Corrente Alternada  Freqüência Observando a figura 4 verificamos que para completar um ciclo a corrente realiza duas alternâncias.

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A freqüência da corrente alternada é o número de ciclos completos realizados em 1 segundo e, portanto, é expressa em ciclos por segundo. A unidade de medida de freqüência é o HERTZ (Hz). Assim a corrente alternada da rede de energia elétrica, no Brasil, tem uma freqüência de 60 ciclos por segundo ou 60 Hz.

 Fase Se dois geradores são ligados ao mesmo tempo e com a mesma velocidade as correntes resultantes terão os valores nulos e de pico atingidos nos mesmos instantes.

Dizemos, então, que as correntes estão em fase.

Quando não existir essa simultaneidade, dizemos que as correntes estão defasadas ou fora de fase.

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Ief = 0,707 x Imáx Ief – corrente eficaz Imáx – corrente máxima ou de pico 

Vejamos se você aprendeu:

(1) Observe os gráficos abaixo e assinale (CC) para Corrente Contínua e (CA) para Corrente Alternada.

( ______ )

( ________ )

(2) Porque os passarinhos mesmo pousando sobre os fios, condutores desencapados, não levam choques elétricos?

______________________________________________________ __

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O QUE APRENDEMOS: 

O que é uma corrente alternada;



O que é uma corrente contínua;



Geração de corrente alternada;



Gerador de corrente alternada;



Características da corrente alternada; Freqüência Fase.

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Lição 7

Noções de Magnetismo Aplicado a Eletricidade

Em 1920 um professor dinamarquês Hans Oersted descobriu que, quando se estabelece uma corrente elétrica em um fio, ocorriam deflexão em uma agulha magnética colocada nas proximidades do circuito.

Oersted verificou, portanto que uma corrente elétrica é capaz de produzir efeitos magnéticos. Exemplo de aplicação do magnetismo na eletricidade: construção de imãs artificiais, tais como: solenóide, eletroímã ou bobina magnética.

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Vejamos agora um pouco sobre MICHAEL FARADAY, antes de passarmos para a etapa seguinte: Físico e químico inglês. Os seus estudos sobre eletricidade levaram-no à conclusão de que agentes naturais de uma mesma força, não varia nos efeitos. Em 1831 Faraday verificou que o efeito inverso, isto é, os campos magnéticos podiam criar correntes elétricas. Quando uma espira é movimentada dentro de um campo magnético, aparece uma tensão entre os pólos a e b espira.

Um gerador de corrente alternada é constituído por campos magnéticos que giram em volta das espiras. Transformador: Uma das características mais importantes de uma corrente alternada está no fato de podermos elevar ou abaixar sua voltagem usando um transformador, o qual consiste de um núcleo de ferro com dois conjuntos de espiras isoladas (o primário e o secundário), enroladas em torno do núcleo.

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Veja os esquemas das conecções das bobinas:

Tensão de linha = Tensão de fase

E L = EF

Tensão de linha =  3 tensão de fase EL =  3 EF Potência monofásica em VA = EF x I Potência trifásica em VA = 3 EL EF é a tensão entre fase e neutro (V); EL é a tensão entre fases (V); I é a corrente (A).

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Impedância Vimos que em corrente contínua, somente a resistência se opõe ao deslocamento das cargas elétricas nos condutores. Já em corrente alternada, pelo fato de haver oscilações nos valores das grandezas (correntes e tensões), resulta uma outra oposição ao deslocamento das cargas que é chamada de impedância. Se em um circuito temos enrolamento, tais como: transformadores, reatores resulta uma reatância indutiva.

motores,

Se em um circuito temos capacitores, resulta uma reatância capacitiva. A unidade de medida da indutância é o Henry (h) e a unidade de medida da capacitância é o Farad (f).

Indutor É constituído de uma bobina à qual ao ser atrevassado por uma corrente elétrica produz uma indutância (campo magnético) medida em Henry.

Capacitor É constituído de duas placas condutoras separadas por um isolamento, à qual ao ser aplicado uma tensão elétrica produz uma capacitância medida em faraday.

Vejamos se você realmente aprendeu alguma coisa, defina abaixo o que seja: Imãs artificiais: _____________________________________________ _____________________________________________

Campo magnético: __________________________________________ __________________________________________ 57

Lição 8

Circuito Monofásico / Trifásico

Nesta lição você conhecerá a diferença entre o circuito monofásico e o trifásico. Circuito Trifásico Uma maneira técnica e economicamente viável de se gerar e transmitir energia elétrica aos grandes centros consumidores é através de circuitos trifásicos (a três fios). A energia elétrica é transmitida em longas distâncias em alta tensão para diminuir as perdas de energia nos fios (cabos) condutores de correntes elétricas.

Cada fio de um sistema trifásico de corrente alternada é chamado de “FASE”.

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Os transformadores trifásicos da rede de distribuição têm a sua baixa tensão ligada em estrela. O ponto comum ou o centro da estrela é aterrado, isto é, no centro da estrela é ligado um fio condutor e este é conectado a uma haste de cobre enterrada. Este centro estrela é chamado de fio neutro.

A tensão entre duas quaisquer fases é 380 V, e entre qualquer fase e neutro é 220 V. Se a energia gerada e transmitida a grandes distâncias, em alta tensão, chegasse em nossa residência dessa forma, seria muito perigoso. Por isso perto do centro consumidor é colocado o transformador que tem a função específica de transformar a lata tensão em baixa tensão. O consumidor poderá utilizar a energia elétrica nas formas de acordo com as normas estabelecidas pelas empresas distribuidoras.

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Você acabou de saber a importância de um transformador na distribuição de energia. Então, responda com suas palavras:

(1) O que é Fase? Resp. ___________________________________________________

(2) Qual a função de um transformador? Resp. ___________________________________________________

Você sabe como proceder para instalar um circuito trifásico? Telefone para COELCE – 120 e pergunte como proceder. Anote nas linhas abaixo. Comente com seus colegas de curso.

(3) O que é um curto-circuito? ______________________________________________________

_______________________________________________ Eu e Minha Prática

Você já teve acesso a todos os conhecimentos básicos de Eletricidade, necessários ao exercício de sua profissão.

Agora você conhecerá todos os elementos que compõem os diversos sistemas de iluminação artificial.

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Antes de começarmos, conheça um pouco de história: Durante muitos séculos, o Sol foi a única fonte de luz de nosso planeta, até que o homem descobriu o fogo, conseguindo, assim, iluminar o interior das cavernas e mesmo o exterior, à noite.] Depois do fogo, outras fontes de luz foram sendo descobertas e aperfeiçoadas, até que Thomas Alva Edson inventou a lâmpada elétrica, há aproximadamente 100 anos.

Então, foi graças a Thomas Edson que hoje pudemos iluminar artificialmente do objeto ao ambiente. Vamos conhecer melhor lâmpadas e luminárias!

Iluminação

Lâmpadas e Luminárias

Você seria capaz de definir o que é a luz? Anote no retângulo abaixo.

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Agora, pergunte ao seu instrutor o conceito de luz e compare com o que você escreveu. Pense numa lâmpada, bem simples, dessas que usamos na nossa casa. Desenhe-a no quadro abaixo (você pode “pescar” pela ilustração do exercício na lição de circuitos).

Faça um desenho ampliado, com todos os componentes.

A lâmpada que você desenhou tem componentes que precisam ser estudados e compreendidos minuciosamente. São esses os Componentes: 

Filamento: condutor espiralado que é aquecido e levado à incandescência pela passagem da corrente elétrica;



Marcação: onde se indica o fabricante, tensão e potência;



Suportes: geralmente de fios de molibdênio e têm por finalidade manter o filamento na devida posição;



Haste Central: é a peça interna de vidro, associada a partes metálicas, cuja finalidade é suportar o filamento, consta de: flanges, tubo de exaustão, cana, suportes, eletrodos e filamentos;



Disco defletor: funciona como defletor de calor, geralmente nas lâmpadas acima de 300 Watts;

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

Base: tem por finalidade fixar mecanicamente a lâmpada em seu suporte e completar a ligação elétrica ao circuito de alimentação;



Cimento: massa especial colocada internamente na borda da base, cuja finalidade é fixá-la no bulbo depois de aquecida.;



Solda: liga especial de chumbo e estanho que recobre as extremidades dos eletrodos externos;



Bulbos: tem por finalidade principal, separar o meio interno, onde opera o filamento, do meio externo e diminuir a luminância da fonte de luz.

Tipos de Bulbo

Observe alguns tipos de bulbo, de acordo com diferentes tipos de lâmpadas.

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Base

É o elemento de conexão com o sistema a que está aplicado. São feitas de alumínio ou latão e apresenta três tipos principais conforme figura abaixo. A inicial. E significa a base tipo rosca; a inicial B é tipo baioneta e a inicial T é do tipo pino. Os números após as letras significam o diâmetro em mm.

Característica de operação

A escolha de uma lâmpada deve ser feita em função de sua vida útil e do rendimento. Sobretensões resultam em alto iluminamento, porém vida curta; subtensões resultam baixo rendimento, baixo iluminamento, porém vida mais longa.

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Lâmpada Fluorescente e Funcionamento A lâmpada fluorescente utiliza a descarga elétrica através de um gás para produzir energia luminosa. Consiste de um tubo de vidro em cujo interior é introduzido um gás raro (argônio) e vapor de mercúrio. As paredes internas do tubo são pintadas com materiais fluorescente e as extremidades são de eletrodos metálicos, normalmente de TUNGSTÊNIO.

Para o funcionamento da lâmpada fluorescente são indispensáveis dois equipamentos auxiliares: “starter” e “reator”, conforme esquema mostrado na figura abaixo.

Fechando-se o interruptor a corrente segue o caminho assinalado pelas setas. Os eletrodos da lâmpada são aquecidos e inicia-se a descarga “Glow” entre os contatos do “Starter”. A descarga aquece os elementos bimetálicos fechando os contatos. Após o fechamento cessa a descarga e segue-se um rápido esfriamento dos contatos e a sua abertura. Essa abertura provoca uma sobretensão entre as extremidades do reator capaz de produzir uma descarga entre os dois eletrodos com

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a ionização dos gases no interior da lâmpada, estabelece-se um circuito fechado com o fluxo de corrente entre eletrodos. Tipos de Lâmpadas Fluorescentes

Podemos classificar as lâmpadas fluorescentes conforme a temperatura utilizada para aquecer o cátodo.

a) Lâmpada de cátodo quente preaquecida. É o tipo já descrito anteriormente. b) Lâmpada quente de partida instantânea. Difere da anterior, apenas, porque não necessita de elemento para dar partida (Starter). Esta corrente devido à aplicação de uma tensão mais elevada, que é reduzida à medida que a lâmpada atinge o regime de trabalho. A sua vida útil é menor do que a anterior. c) Lâmpada de cátodo quente de partida rápida. Semelhante ao tipo preaquecido, porém, com um filamento especial. Utiliza um auto-indução auxiliar, em vez do “Starter”, para provocar o aquecimento do filamento. Esta opção dura apenas um segundo e após a partida o filamento continua aquecido com uma pequena corrente. d) Lâmpada de cátodo frio. O eletrodo é constituído de um pequeno eletrodo. A lâmpada acende instantaneamente com a tensão aplicada aos eletrodos e não necessita do interruptor térmico (“Starter”).

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Vida das Lâmpadas Fluorescentes A vida média das lâmpadas fluorescentes comuns é de cerca de 7.500 horas.

Vantagens e Desvantagens das Lâmpadas fluorescentes: Vantagens: a)

Rendimento maior do que o das lâmpadas incandescentes, isto é, com a mesma potência obtemos mais luminosidade;

b)

Baixa irradiação de calor e menor índice de aquecimento ambiental;

c)

Menor consumo de energia vantagens citadas acima);

d)

Agradável, aproximando-se da iluminação obtida das fontes naturais.

(uma

conseqüência

das

Desvantagens: a) Custo inicial de instalação maior do que o das lâmpadas incandescentes; b) O zumbido característico produzido pelo reator e que pode perturbar ambientes silenciosos; Obs.: O zumbido pode ser amortecido através de providências adequadas perfeita fixação dos elementos para que não entrem em vibração; montagem do reator sobre uma placa de borracha ou outros materiais amortecedores; utilização de material de boa qualidade; c) O efeito estroboscópio produzido pela iluminação intermitente em um corpo que se movimenta. 67

Lâmpada a Vapor de Mercúrio Utiliza princípios semelhantes ao das lâmpadas fluorescentes, ou seja, descarga elétrica através de gases. Basicamente consiste de um bulbo de vidro que contém em seu interior um tubo de arco no qual se produzirá o efeito luminoso. O bulbo externo destina-se a suportar os choques térmicos. O tubo de arco atualmente é fabricado em quartzo, material mais apropriado a resistir às elevadas temperaturas e pressões e de melhor luminosidade.

Funcionamento A lâmpada à vapor de mercúrio possui, dentro do tubo de arco, mercúrio e pequena quantidade de argônio que, depois de vaporizados, comunicam ao ambiente interno alta pressão. A vaporização do mercúrio processa-se da seguinte maneira: Fechando o interruptor I, uma tensão suficiente para a partida é aplicada entre o elétrodo principal e o eletrodo auxiliar, formando-se um arco elétrico. 68

Este arco ioniza o argônico e vaporiza o mercúrio. O vapor de mercúrio formado possibilita o aparecimento de um arco entre os eletrodos principais e o impacto dos elétrons do arco com os átomos de mercúrio libera energia luminosa.

Características das Lâmpadas VM  Bulbo Podemos encontrar lâmpada tipo Bulged-tubular (BT) e Refletor (R).  Potência São fabricadas normalmente nas potências de 100, 175, 250, 400, 700 e 1.000 Watts.  Luz emitida Quanto a cor da luz emitida, as lâmpadas VM podem ser claras (coloração azul-esverdeada) ou de cor corrigida. A cor clara é própria para aplicações em que não haja necessidade de distinguir detalhes, como por exemplo, na iluminação de ruas, postos de gasolina, etc. Para aplicações industriais e comerciais há necessidade de usar lâmpadas de cor corrigida nas quais o bulbo externo é recoberto com pintura fluorescente.  Vida útil A vida útil de uma lâmpada de VM é da ordem de 18.000h.

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Luminárias Para a escolha da luminária, temos que levar em conta o tipo de instalação a ser iluminada: Comercial, Industrial, Domiciliar, Decorativa, Esportiva, etc.

As luminárias fluorescentes são constituídas receptáculos, difusor e acessórios de fixação.

por:

calha,

Podem ser embutidas, pendente, diretamente na superfície.

Testando sua aprendizagem

Vamos iniciá-lo na vida profissional de eletricista predial numa situação imaginária. Faz de conta que você foi chamado a fazer uma instalação elétrica num apartamento de um casal. Seus clientes são: uma professora que sempre tem cadernos para corrigir à noite e um técnico de computador que, além de trabalhar numa empresa, faz serviços particulares de digitação em casa. O apartamento é pequeno, tem apenas os seguintes compartimentos: uma sala de estar, uma pequena varanda, cozinha, lavanderia, dois quartos (uma suíte), um banheiro social e dependência de empregada.

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Que tipos de lâmpadas luminárias você utilizará em cada dependência? Justifique suas respostas. a) b) c) d) e) f) g)

Varanda (3 linhas); Sala de Estar (3 linhas); Cozinha (3 linhas); Lavanderia (3 linhas); Quartos (3 linhas); Banheiros (3 linhas); Dependência de empregada (3 linhas).

O QUE APRENDEMOS: Em noções de magnetismo aplicado a eletricidade aprendemos: 

Sua história;



O que é transformador;



Impedância;



Indutor;



Capacitor;



Imãs artificiais;



Campo magnético.

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Lição 9

Iluminação

Equipamentos Auxiliares

Starter

É um dispositivo usado para dar partida no processo de ionização das lâmpadas fluorescentes. Consiste de uma ampola contendo gás néon e dois contatos: um fixo e um móvel. O contato móvel é bimetálico: quando aquecido encosta no contato fixo e quando esfria desfaz o contato.

Reator Consiste basicamente de um núcleo de lâminas de aço especial, coladas e soldadas e de uma bobina de fio de cobre esmaltado para produzir a alta tensão. Você saberia explicar porque algumas vezes quando a lâmpada fluorescente “queima”, exala um cheiro forte quase nos sufocando?

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O QUE APRENDEMOS: Em iluminação aprendemos que os equipamentos básicos são: 

Starter e



Reator.

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Lição 10

Potência Elétrica

Medida e Cálculo de Potência Elétrica Quando se fornece energia elétrica a uma carga, esta utiliza a energia para realizar trabalho. Sempre que uma tensão faz com que elétrons se movam, realiza-se um trabalho. O termo “potência”, como já vimos, é usado para descrever a velocidade com que esse trabalho pode ser realizado, ou, ainda, o consumo de energia de uma carga. É importante observar que, em eletricidade, o trabalho realizado por uma carga pode ser útil – como no caso do movimento de um motor elétrico – ou pode ser perdido como por exemplo, o aquecimento dos fios de ligação de um circuito elétrico. Neste último caso o trabalho não é aproveitável e dizemos que a potência está sendo dissipada. Em um sistema elétrico a Potência está relacionada com o trabalho realizado quando existe um fluxo de corrente em um circuito. A potência elétrica pode ser calculada pela fórmula: Potência = Tensão x Corrente P=ExI Ou então: E = P e ainda: I = P I E A unidade de potência elétrica é o WATT (W)

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Você sabe de onde vem a palavra Watt? James Watt foi um físico e engenheiro escocês que viveu de 19-11736 a 25-8-1819. Inventor da moderna máquina a vapor e que teve, como homenagem, seu nome ligado à unidade de potência – o Watt. A lei de Ohm estabelece relações entre tensão, corrente e resistência. Podemos expressar a potência desenvolvida em uma resistência da seguinte maneira: P = E2 R

ou

P = R x I2

Vejamos agora, alguns exemplos de aplicações de potência elétrica? Ex.: 1 – Uma corrente de 3 A flui através de uma lâmpada de automóvel quando submetida a uma tensão de 12 V (tensão de bateria de um automóvel) em seus terminais. Qual é a potência dissipada pela lâmpada?

Solução: P=ExI E = 12 V I=3A P = 12 x 3 = 36

P = 36 W

Ex.: 2 – Qual a corrente que fluirá por uma lâmpada de 100 Watts ligada em uma linha de 125 V? Solução: P=ExI ou I=P/E P = 100 W E = 125 V I = 100 / 125 = 0,8 = I = 0,8 A 75

Energia Elétrica

O céu cinzento e carregado de nuvens escuras é riscado, de repente, pelo traçado irregular e apavorante do raio. A imensa descarga elétrica atravessa o espaço, com sua extraordinária velocidade, numa demonstração da espetacular energia da Natureza, nascida da diferença de potencial elétrico entre as nuvens ou entre as nuvens e o solo. Mas o que é eletricidade? Que interessante fenômeno é esse que ocorre na Natureza e que o homem, através do estudo e das pesquisas científicas, aprendeu a produzir e utilizar, empreendendo um admirável desenvolvimento à tecnologia, à indústria, ao bemestar e ao progresso da civilização? Cidades inteiras se iluminaram, máquinas complexas surgiram e o conforto no lar se tornou uma realidade, desde a invenção da pilha de Volta, do dínamo e da lâmpada elétrica.

É o que será Energia elétrica?

Energia elétrica é a quantidade de potência desenvolvida em um dado intervalo de tempo.

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A Origem do Nome Eletricidade Você já viu um pente de âmbar? O âmbar é uma resina amarela, semitransparente, retirada de vegetais fósseis e muito usada no fabrico de utensílios domésticos. Pois, então, pegue um pente de âmbar, atrite-o contra uma lã ou passe-o várias vezes nos cabelos. Depois, aproximeo de pequeninos pedaços de papel. Você verá que o pente vai atrair os pedacinhos de papel. Na Grécia antiga, o âmbar era muito usado na tecelagem de fazendas, como bobinas, para enrolar os fios. Roçando constantemente essas bobinas (carretéis) nas saias das fiandeiras, o âmbar das bobinas começava a atrair pequenas partículas ou mesmo os pêlos dos braços das fiandeiras. Esse fenômeno chamou a atenção dos filósofos da época. Thales, um sábio daquele tempo, fez experiências e comprovou esse fato. Como, naquela ocasião, o âmbar era conhecido na Grécia pelo nome de eléktron, foi dado ao fenômeno o nome de eletricidade, que quer dizer “características do eléktron”. Em eletricidade, mede-se a energia elétrica em quilowatt hora (KWh) 1 KW = 1.000 W 1 h = 3.600 s Observem o exemplo Se a energia elétrica custa R$ 0,12 o quilowatt/hora, quanto custará o uso de lâmpada de 100 W sabendo-se que a mesma permanece ligada 2 horas por dia durante 30 dias? Solução: Energia = Potência x Tempo Potência = 100 Watt = 0,1 KW horas

Tempo = 2 h x 30 d = 60

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Energia = 100 x 60 = 6 Kwh Custo = 6 Kwh x R$ 0,12 / Kwh = R$ 0,72

Exercícios Propostos

1. Encontramos na placa de identificação de um aparelho elétrico os seguintes dados: 480 W – 120 V. Qual a corrente elétrica consumida por esse aparelhos? R = 2. Em um condutor, a ddp entre dois pontos é de 10 V e a corrente que o atravessa, 2 A. Qual a potência dissipada por esse condutor? R = 3. Em um aparelho elétrico. Lê-se: 600 W – 120 V em sua placa de identificação. Qual a energia elétrica (Kwh) consumida por esse aparelho em 5h? R = 4. Se a energia elétrica custar R$ 0,12/Kwh, quanto custará a operação de um aparelho de televisão que consome 300 W, se o mesmo operar 10 h durante 30 dias? R =

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O QUE APRENDEMOS: Em potência elétrica estudamos: 

Medida e cálculo de potência elétrica;



Energia elétrica;



A origem do nome eletricidade e sua história;



Quem foi James Watt.

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Lição 11

Normas Técnicas: NT 001/88 - COELCE RESUMO DAS PRINCIPAIS DETERMINAÇÕES 1. CONSUMIDOR: Será assim considerada a pessoa física ou jurídica legalmente representada que ajusta com a COELCE fornecimento de energia elétrica e ficar respondendo por todas as obrigações regulamentares e/ou contratuais. 2. POSTE DE JARDIM: Poste instalado nos limites da propriedade do consumidor, às suas custas, com a finalidade de fixar, elevar, desviar o ramal de ligação, ou instalar o ponto de entrega. 3. PONTALETE: Suporte instalado em estrutura situada no terreno do consumidor, às suas custas. A finalidade do pontalete é fixar e elevar o ramal de ligação aéreo e o ponto de entrega. 4. CAIXA DE MEDIÇÃO: caixa lacrável, destinada à instalação do(s) medidor(es) e seus acessórios. 5. DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO: Equipamento destinado a proteger os condutores e demais equipamentos da unidade consumidora contra sobrecarga e curto-circuito. 6. ATERRAMENTO: Ligação à terra de todas as partes metálicas não energizadas de uma instalação incluindo o NEUTRO da rede e instalação. 7. POTÊNCIA INSTALADA: É a soma das potências nominais de todos os aparelhos, equipamentos e dispositivos instalados nas dependências do consumidor, os quais, em qualquer tempo, podem consumir energia da COELCE. 8. LIGAÇÃO PROVISÓRIA: É aquela cujo fornecimento se destina a obra que venha posteriormente a dar origem a uma ou mais unidades consumidoras permanentes ou definitivas. Ex.: Canteiros de Obras.

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9. LIGAÇÃO TEMPORÁRIA: É aquela cujo fornecimento é feito por tempo determinado e cessa com o encerramento das atividades desenvolvidas na unidade consumidora. 10. ENTRADA DE SERVIÇO: É o trecho do circuito com toda infra estrutura adequada à ligação, fixação, caminhamento, sustentação e proteção dos condutores, que vai do ponto de derivação da rede, até a medição do consumidor. 11. PONTO DE LIGAÇÃO: É o ponto da rede da COELCE do qual deriva o ramal de ligação. 12. RAMAL DE LIGAÇÃO: É o trecho do circuito aéreo compreendido entre a rede de distribuição secundária da COELCE e o ponto de entrega. Prescrições técnicas: a) Ser de montagem aérea e ao tempo; b) Os condutores deverão ser escolhidos pela COELCE; c) A separação mínima entre os condutores deverá ser de 0,20 m; d)O isolamento mínimo requerido é de 750 V; e) Não serão permitidas emendas nos condutores; f) Os condutores devem ser instalados de maneira que no ponto mais baixo, devem ter as seguintes alturas em relação ao solo: - 5,50 m quando cruzar avenidas, ruas ou entradas de garagem de veículos pesados; - 4,50 m quando cruzar entrada de veículos leves; - 3,50 m quando cruzar apenas passagem de pedestres. g) Deverá entrar preferencialmente pela frente do terreno; h) Não deve cruzar terrenos de terceiros, exceto em conjuntos habitacionais populares; i) O ramal de ligação pode atender a mais de uma unidade consumidora com ramais de entrada independentes; j) Deverá ter distância mínima de 1,20 m de janelas, sacadas, escadas, terraços, etc.; l) Deverá partir do poste da rede secundária de distribuição mais próximo do ponto de entrada e não exceder 30 m de comprimentos.

13.PONTO DE ENTRADA: É o ponto até o qual a concessionária se obriga a fornecer energia elétrica, com participação nos investimentos necessários, responsabilizando-se pela execução dos serviços de construção, operação e manutenção.

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NOTAS: A) POSTE DE JARDIM: Tipos aceitos pela COELCE: - Concreto armado tipo “T” 75 daN - Concreto armado duplo “T” 100 ou 150 daN - Concreto armada quadrado de 12x12cm 100 daN - Cano de amianto ou PVC de 4” com enchimento de concreto armado 75 daN - Cano de liga de alumínio de 4” 75 daN OBS.: Os postes confeccionados no local devem conter a armadura com 4 ferros de no mínimo 3/16”, espaçados de 6 cm. O engastamento do poste deve ser de acordo com a seguinte fórmula: E = 0,6 m + ALTURA DO POSTE EM METRO / 10 m B) PONTALETE: Deve ter o comprimento máximo de 1,8 m com engastamento mínimo de 0,6 m em coluna de alvenaria ou viga. 14. RAMAL DE ENTRADA: É o conjunto de condutores, com respectivos materiais necessários à fixação e interligação elétrica, do ponto de entrega à medição. Pode ser aéreo ou subterrâneo, sendo que: a) Deverá ser construído pelo interessado; b) Não é permitido a travessia de via pública; c) O comprimento dos condutores deve ser de no máximo de 20 m; d) O eletroduto de decida deverá ficar acima da armação secundária. RAMAL AÉREO: * O eletroduto deverá ser embutido ou firmemente fixado por meio de fitas, braçadeiras ou armação; *A extremidade externa do eletroduto deverá ser protegida com cachimbo ou similar afim de evitar a entrada de água; RAMAL SUBTERRÂNEO: * Deverá derivar, obrigatoriamente, do poste de jardim; * O eletroduto de descida em poste deve ser de aço zincado ou de PVC rígido com proteção mecânica adequada até uma altura mínima de 2,0 m acima do piso e firmemente fixado; * Será permitida a utilização de caixa de passagem (30 x 30 x 50 cm) na base do poste ou uma curva de 90 graus com profundidade mínima de 0,30 m. 15.MEDIÇÃO: a) A medição de energia deve ser em um só ponto;

82

b) Os equipamentos de medição serão instalados e fornecidos pela COELCE; c) As caixas de medição e proteção poderão ser ao tempo ou abrigadas; d) Somente poderá ser utilizado quadro de madeira em casas de taipas ou similares; e) O centro do visor da caixa do medidor deverá ficar a uma altura do solo entre 1,50 a 1,60. 16. LOCALIZAÇÃO DA MEDIÇÃO: * Deverá ser localizada na propriedade do consumidor, em local de fácil acesso, o mais próximo do ponto de entrega e não ficar afastada mais de 15 m do limite do terreno particular com a via pública; * Poderá ser instalada no muro frontal do terreno ou em poste dentro dos limites da propriedade do consumidor; * Não serão aceitos locais com má iluminação e sem condições de segurança; * Quando houver consumidores em prédios de fundos, dentro do mesmo lote, as medições poderão ser agrupadas com identificação da unidade consumidora através de plaquetas metálicas ou acrílicas. 17. PROTEÇÃO GERAL: * Toda instalação deverá ser equipada com um disjuntor termomagnético, instalado na caixa do medidor. No caso de caixa de uso externo é permitido a instalação da proteção geral internamente à propriedade em caixa padronizada a 3 metros da caixa de medição. 18. ATERRAMENTO: * Toda unidade consumidora deverá ter o condutor neutro de suas instalações internas individualmente aterrado; * O ponto de ligação do Neutro ao condutor de aterramento deverá está localizado no quadro de medição; * O condutor de terra será de preferência de cobre crú, sem emendas e o mais curto e retilíneo possível e ser protegido por eletroduto; * Formas de aterramento: - Haste de aço cobreada 9 mm x 1,0 m de comprimento; - Cantoneira em L de aço zincado 20 x 30 x 3 mm com 1,20 m de comprimento. * O ponto de conexão do condutor de terra com o eletrodo de terra deverá ser feito através de conectores apropriados e acessível à inspeção.

83

TABELA I - Dimensionamento da Entrada, Pontalete e Poste Auxiliar Unidades Consumidoras Ligadas em Redes Aéreas de Distribuição.

Tipo de Fornecimento

Carga Instalada (kw)

Ramais de Ligação e Entrada Isolado Concêntrico (*) (mm²)

Monofásico

Bifásico

Trifásico

Até 2,5 2,6 a 5 5,1 a 7,5 7,6 a 10 Até 10 10,1 a 20 Até 20 20,1 a 30 30,1 a 40 41,1 a 50 50,1 a 75

4 4 4 6 4 6 6 10 -

6 6 10 10 6 10 6 10 16 25 35

Eletroduto de PVC Rígido Diâmetro Nominal (Pol.)

(mm)

³ /4

25 25 25 25 32 32 50 50 50 50 50

³ /4 ³ /4 ³ /4

1 1 1.¹/2 1.¹/2 1.¹/2 1.¹/2 1.¹/2

Condutor Mínimo de Aterramento (mm²)

Corrente Máxima do Disjuntor Geral (A)

6 6 10 10 6 10 6 10 16 16 25

15 30 40 50 30 50 35 50 70 90 100

Diâmetro do Pontalete de Aço Zincado (Pol.)

Esforço Mínimo do Poste Auxiliar (daN)

1 1 1 1 1 2 -

75 75 75 75 75 75 75 75 100 150 300

NOTAS: (1) (2)

A seção do condutor neutro deve ser igual a do(s) condutor(es) fase: Os condutores do Ramal de Entrada devem ser isolados com cobertura (1,0 kV) quando o eletroduto de descida for aço zincado: (3) (*) Para seções a partir de 10 mm² é obrigatório o uso de cabos.

84

NOTAS: (1) A seção do condutor neutro deve ser igual a do(s) condutor(es) fase; (2) Os condutores do Ramal de Entrada Subterrâneo devem ser isolados com cobertura (1,0 KV), quando o eletroduto de descida for de aço zincado (3) Para seções à partir de 10 mm2 é obrigatório o uso de cabos. Corrente máxima do Disjuntor Termomagnético (Temperatura compensada) para proteção de cabos Cabo cobre (mm2)

1,5 2,5

4

6

10 16 25

Disjuntor (A) 15 25 30 40 50 70 90 Quanta informação obteve agora, heim? Todas elas tão importantes que devem se tornar inesquecíveis para você. Destaque nos retângulos abaixo, quatro normas que você considera mais importantes dentre as que estudou estabelecidas pela COELCE.

Você sabe o que significa a sigla COELCE? Interprete-a e escreva nas linhas que se seguem.

______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ 85

ILUSTRAÇÃO

DOS DIVERSOS TIPOS DE SITUAÇÃO DAS UNIDADES CONSUMIDORAS

Observe cada uma das ilustrações que se seguem para compreender os diversos tipos de situação das unidades consumidoras.

86

ELEMENTOS COMPONENTES DA ENTRADA

87

RAMAL DE ENTRADA SUBTERRÂNEO

88

RAMAL DE LIGAÇÃO - ALTURAS MÍNIMAS ENTRE CONDUTOR E SOLO ANCORAGEM EM ELETRODUTO COM ISOLADOR ROLDANA.

89

RAMAL DE LIGAÇÃO – DETALHE

90

RAMAL DE LIGAÇÃO - ALTURAS MÍNIMAS ENTRE CONDUTOR E SOLO ANCORAGEM EM ALVENARIA COM ISOLADOR ROLDANA.

91

RAMAL

DE LIGAÇÃO MÍNIMAS ENTRE CONDUTOR ANCORAGEM EM PONTALETE COM ISOLADOR ROLDANA

O QUE APRENDEMOS:

92

E

SOLO

Nas normas técnicas NT 001/2001 COELCE aprendemos:  Determinações principais  Dimensionamento do Ramal de entrada através do uso da Tabela I - dimensionamento de Eletroduto, Pontaletes e Postes de Jardins.  Ilustração dos diversos tipos de situações das unidades consumidoras

93

Lição 12

Dimensionamento de Condutores

Tipos de Condutores Todo metal é condutor de corrente elétrica, entretanto, alguns conduzem melhor que outros, ou seja, alguns oferecem menor resistência à passagem da corrente elétrica. A resistência de um condutor diretamente proporcional ao comprimento do condutor inversamente proporcional a sua seção transversal.

R=Pℓ/s R = Resistência do condutor P = Resistividade (varia com o material empregado) ℓ = Comprimento do condutor s = Seção (área) transversal do condutor

94

Unidade   mm2/m m

é e

Os metais mais usados para condução de energia elétrica são: Prata: Utilizada em pastilhas de contato de contatores e relés. Resistividade: 0,016  mm2 a 20º C.

Cobre: Utilizado na fabricação de fios em geral e equipamentos elétricos (chaves, interruptores, tomadas, etc). Resistividade: cobre duro: 0,0172  mm2 /m.

Bronze: Liga de cobre e estanho, utilizada em equipamentos elétricos e linhas de tração elétrica (bondes, etc). Resistividade: (bronze silício): 0,0246  mm2 /m a 20ºC.

Latão: Liga de cobre e zinco, utilizada em aparelhagem elétrica. Resistividade: aproximadamente a mesma do cobre.

Alumínio: Utilizado na fabricação de condutores para linhas e redes, por ser mais leve e de custo mais baixo. Os fios e cabos de alumínio podem se apresentar de duas maneiras: CA – alumínio puro CAA – alumínio enrolado sobre um fio ou cabo de aço (alma de aço) Resistividade: 0,028  mm2/m.

Os fios e cabos utilizados em instalações elétricas podem ser de alumínio ou cobre, com isolação normalmente feita por materiais plásticos ou equivalentes.

De acordo com o tipo de isolante utilizado os condutores podem ser:

95

Tipo de condutor

Isolação

Características

PVC/A

Cloreto de polivinila

Vo / V 0,6/1

PVC/B

Cloreto de polivinila

12/20

70

PE

Polietileno termoplástico

12/20

70

EPR

Borracha

27/35

90

27/35

90

Etileno]

T ºC 70

Propileno XLPE

Polietileno

reticulado

quimicamente

Onde:

Vo = tensão entre o condutor e a terra (kV) V = tensão entre condutores (kV) T = temperatura máxima de operação contínua (ºC)

Construtivamente os condutores podem ser formados por um único fio sólido, nas seções menores (até 16 mm2), ou por um encordoamento de fios, formando um cabo. Sobre o condutor assim formado é aplicado uma camada de isolação, seja por termoplásticos como PVC e o PE seja por termofixos (vulcanização) como o EPR e o XLPE.

Essa camada de isolação pode ser simples (isolamento) ou dupla (isolamento + cobertura).

96

É conveniente aqui estabelecer-se a diferença entre os termos isolação e isolamento. “Isolação” é um termo quantitativo referindose ao produto que envolve o condutor e “Isolamento” quantitativo, referindo-se à tensão para a qual o condutor foi projetado.

Os condutores isolados podem ser de dois tipos: a) b)

Para instalação embutidas; À prova de tempo para serem usados somente em instalações aéreas, uma vez que a sua isolação não tem a resistência mecânica necessária para a utilização em dutos.

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.

Normalmente são fabricados condutores de 0,5 mm2 à 500 mm2.

As normas brasileiras só admitem, nas instalações residenciais, o uso de condutores de cobre, salvo para os casos de condutores de aterramento e proteção que têm especificações próprias. Cálculo dos Condutores Para a determinação da seção dos condutores, dois critérios básicos devem ser observados:

97

- limite de condução de corrente; - limite de queda de tensão. Após a análise, observados os dois critérios separadamente, deverá ser adotado o resultado que levou ao condutor de maior seção. A bitola mínima dos condutores deverá ser especificada de acordo com as referências abaixo:  Iluminação .................................................................

1,5 mm2

 Tomadas de correntes em quartos, salas e similares ... 1,5 mm2  Tomadas de corrente em cozinhas, áreas de serviço, garagem e similares ...................................................... 2,5 mm2  Aquecedor de água em geral ........................................ 2,5 mm2  Máquina de lavar roupa ................................................. 4,0 mm2  Aparelhos de ar condicionado ....................................... 2,5 mm2  Fogões elétricos ............................................................ 6,0 mm2 A seção dos condutores só poderá ser inferior a 1,5 mm2 nos seguintes casos: a) Nos cordões flexíveis para a ligação dos aparelhos domésticos e aparelhos de iluminação (nas ligações internas dos lustres), a seção dos condutores poderá ser reduzida, de acordo com a potência exigida, até 0,75 mm2; b) Nos circuitos de sinalização e controle (campainhas, etc) onde poderão ser utilizado condutores de 0,5 mm2. Nos casos de redução de seção, os dispositivos de proteção deverão estar dimensionados de forma a operar (abrir o circuito) antes de causar danos aos condutores. Limite de Condução de Corrente

Quando há circulação de corrente em um condutor este se aquece e o calor gerado é transferido ao ambiente em redor. 98

Se o condutor está instalado ao ar livre a dissipação é maior, ou seja, o condutor tenderia a se resfriar mais depressa quando a corrente deixasse de circular pelo mesmo. Se o condutor está instalado em um eletroduto a dissipação é menor.

Quando existem vários condutores no mesmo eletroduto as quantidades de calor geradas em cada um deles se somam, aumentando ainda mais a temperatura. Os condutores são fabricados para operar dentro de certos limites de temperatura a partir dos quais começa a haver um alteração nas características do isolamento o qual deixa de cumprir a sua finalidade. A NBR – 5410 define que os condutores com isolamento termoplásticos, para instalações residenciais, sejam especificados para uma temperatura de trabalho de 70ºC (PVC/70ºC) e as tabelas de capacidade de condução de corrente são calculadas tomando como base este valor e a temperatura ambiente de 30ºC. A tabela seguinte dá a capacidade de condução de corrente para condutores instalados em eletrodutos, condutos, calhas, etc., e/ou ao ar livre ou em instalações expostas.

99

Capacidade de corrente para condutores isolados (temperatura ambiente de 30ºC – condutores de cobre) Seção Nominal (mm2) 1,0

Eletrodutos 2 cond. 3 cond. Carreg. Carreg. 13,5 A 12 A

Ar Livre 2 cond. 3 cond. Carreg. Carreg. 15 A 13,5 A

1,5

17,5 A

15,5 A

19,5 A

17,5

2,5

2A

21 A

26 A

24 A

4

32 A

28 A

3A

32 A

6

41 A

36 A

46 A

41 A

10

57 A

50 A

63 A

57 A

16

76 A

68 A

85 A

76 A

25

101 A

89 A

112 A

101 A

35

125 A

111 A

138 A

125 A

50

151 A

134 A

168 A

151 A

70

192 A

171 A

213 A

192 A

95

232 A

207 A

258 A

232 A

120

269 A

239 A

299 A

269 A

Quando o número de condutores instalados no mesmo eletroduto for superior a 3 e/ou a temperatura for superior a 30ºC os valores da tabela de limites de condução de corrente (coluna “condutores carregados”) deverão ser multiplicados pelos seguintes fatores de redução: Temperatura Ambiente 0ºC 35 40 45 50

Fator de redução 0,93 0,87 0,79 0,71

Nº de condutores no mesmo conduto 4 6 8 10 12

Fator de redução

100

0,80 0,69 0,62 0,59 0,55

Recomendações 1. O condutor neutro que transporta apenas a corrente de desequilíbrio proveniente de outros condutores, como no caso de circuitos normalmente equilibrados de três ou mais condutores, não deverá ser computado para a determinação do fator de redução. 2. Serão aplicados simultaneamente os dois fatores (temperatura e número de condutores) quando as duas condições se verificarem ao mesmo tempo. Exemplo: Determinar o condutor para suportar, com segurança, uma corrente de 35 A, nos três casos indicados a seguir: a) Dados: 35 A – 2 condutores no eletrodutos – 30ºC: Consultando a tabela nº 1 na coluna ELETRODUTOS, a primeira “2 condutores carregados”, verifica-se que o fio de 6 mm2 é suficiente. b) Dados: 35 A – 6 condutores no eletroduto – 30ºC: Neste caso deve ser aplicado o fator de redução correspondente ao número de condutores, dividindo-se, então, a corrente pelo fator de redução considerado. 6 condutores fator de redução = 0,69 I = 35 A / 0,69 = 50,72 A Consultando-se a tabela nº 1, verifica-se que é necessário a utilização do fio de 10 mm2. c) dados: 35 A – 6 condutores no eletroduto – 45ºC: Neste caso, devem ser aplicados os dois fatores de correção: 6 condutores: fator de redução = 0,69 45º C: fator de redução = 0,79 I = 35 A / 0,69 x 0,79 = 35 A / 0,545 = 64,21 A Consultando-se a Tabela nº 1, ainda na mesma coluna, verifica-se que o condutor apropriado é o de 16 mm2.

101

Na tabela abaixo informa o nº de condutores em eletrodutos, onde já foram considerados os fatores de redução relacionados ao número de condutores. Número de condutores Instalados em Eletrodutos Eletroduto -  nominal

Condutor mm2

16

20

25

31

41

47

59

75

88

100 113

1

10

18

30

50

87

115 190 310 437 573 742

1,5

7

12

21

34

60

80

132 215 303 398 515

2,5

4

8

14

22

40

52

86

141 199 262 338

4

2

6

10

17

31

40

67

110 155 203 263

6

2

5

8

14

24

32

53

87

123 162 210

10

1

2

5

8

14

19

31

52

73

96

124

16

1

2

2

6

10

13

22

37

52

69

89

25

1

1

2

3

6

9

14

24

34

45

58

35

-

1

1

2

4

6

10

17

24

32

42

50

-

1

1

2

2

5

8

13

18

24

32

70

-

-

1

1

2

3

6

10

15

19

25

95

-

-

1

1

2

2

4

7

10

14

18

12

-

-

-

1

1

2

3

6

8

11

15

 Diâmetro Interno em mm 16 mm equivale a 1/2" 20 mm equivale a 3/4" 25 mm equivale a 1” 31 mm equivale a 1 1/4" 41 mm equivale a 1 1/2" 47 mm equivale a 2” 59 mm equivale a 2 1/2" 75 mm equivale a 3” 88 mm equivale a 3 1/2" 100 mm equivale a 4”

102

Capacidade de Corrente para Condutores Instalados em Eletrodutos e Isolados em PVC / 70º C (cobre – t = 30º C) Condutores Carregados

Seção mm2

2

3

4

6

8

10

12

1

13,5

12,0

10,8

9,3

8,4

8,0

7,4

1,5

17,5

15,5

14,0

12,1

10,9

10,3

9,6

2,5

24,0

21,0

19,2

16,6

14,9

14,2

13,2

4

32,0

28,0

25,6

22,1

19,8

18,9

17,6

6

41,0

36,0

32,8

28,3

25,4

24,2

22,6

10

57,0

50,0

45,6

39,3

35,3

33,6

31,4

16

76,0

68,0

60,8

52,4

47,1

44,8

41,8

25

101,0

89,0

80,8

69,7

62,6

59,6

55,6

35

125,0

111,0

100,0

86,3

77,5

73,8

68,8

50

151,0

134,0

120,8

104,2

93,6

89,1

83,1

70

192,0

171,0

153,6

132,5

1189,0

113,9

105,6

95

232,0

207,0

185,6

160,1

143,8

136,9

127,6

120

269,0

239,0

215,2

185,6

166,8

158,7

148,0

* Referência: NBR – 5410 – Anexo J (tabela 50 e 56)

C

APACIDEDE DE CORRENTE

Corrente nominal do cabo da Tabela “Capacidade de corrente para condutores isolados.

Q

UEDA DE TENSÃO

Ao escolher um fio ou cabo para determinadas condições de instalação e de carga ligada, não se deve tomar em consideração somente a seção do fio ou cabo compatível com a corrente a transportar, mas também a queda de tensão. Assim, depois de se ter determinado qual a seção do fio ou cabo apropriado à corrente a transportar, deve-se verificar se a queda de tensão está dentro dos limites permitidos e se for superior, escolher o cabo de seção maior.

103

DETERMINA A NBR – 03 DA ABNT: 1º - A queda de tensão de uma instalação deverá ser calculada considerando-se a carga instalada e os fatores de demanda explicitamente previstos nesta norma, sob o valor nominal da tensão de serviço e até o ultimo ponto de utilização da energia. Em circuitos parciais, a queda de tensão será considerada de maneira análoga, entre os pontos inicial e final do circuito.1º - A queda de 2º - Os valores admissíveis da queda de tensão são os indicados no quadro abaixo: FINALIDADE

Iluminação Força Motriz Aqueciment o

MÁXIMO ADMISSÍVEL

4% 5% 5%

CIRCUITO DE DISTRIBUIÇÃO

2%

Nas tabelas de fios e cabos instalados em eletrodutos em sistemas monofásicos e trifásicos estão indicados os valores de ampères x metro, com os quais são obtidos os diferentes valores de queda de tensão. A fim de demostrar a utilização das tabelas, damos a seguir dois exemplos ilustrativos. 1º Exemplo: Deseja-se ligar um motor elétrico trifásico de 15 CV, 380 v, de uma prensa que será instalada a uma distancia de 97 metros do medidor de força. Pergunta-se qual devera ser a bitola do condutor para que a queda de tensão fique dentro de limite de 5%. Instalação em eletroduto.

1- A Corrente em plena carga do motor de 15 CV, 380 v é de 23 A. Então Im (Corrente Motor) = 1,25 x 23  Im = 28,75 A; da Tabela “Capacidade de corrente para condutores isolado” a Seção do condutor será de 6 mm². 2- A carga máxima admissível para seção do fio de 4 mm² é de 28 A. 3- Determinar o produto ampère x metro 23 x 97 = 2231 4- Procurar na tabela “queda de tensão sistema trifásico” em fios e cabos instalados em eletrodutos, na coluna de 380 V, para bitola de 4 mm² um valor igual ou superior a 2231. Verificamos que o valor mais próximo é 2274, que corresponde a uma queda de tensão de 4,6%.

104

C

ONCLUSÃO:

Cabo adotado  = 6,0 mm².

2º Exemplo: Numa chácara, o prédio de residência fica a uma distancia de 78 metros da entrada, onde está instalado o medidor de luz. A carga de luz e aparelhos a serem ligados é de 6.000 W. O sistema é monofásico 220 V. Qual deve ser a bitola do condutor para que a queda de tensão no medidor, até o quadro de distribuição da residência, não exceda 1%? Instalação em eletroduto enterrado no solo (Maneira de instalar 2). 1- Corrente em ampère = 6.000 W / 220 V = 27,3 A. Da tabela “Capacidade de corrente para condutores isolados” a Seção do condutor será de 4 mm². 2- Determinar o 27,3 x 78 = 2457

produto

ampère

x

metro.

3- Procurando na tabela “queda de tenção em sistema monofásico” na coluna de 220 V, com queda de 1% um valor igual ou superior a 2457. 4- Verifica-se que o valor superior mais próximo é 2156, que corresponde ao cabo de 35 mm².

C

ONCLUSÃO:

Cabo adotado  = 35 mm². TABELAS

CORRENTES NOMINAIS DE MOTORES TRIFÁSICOS 60 Hz. 1800 rpm 3600 rpm Potência nominal CV

220 v (A)

380 v (A)

220 v (A)

380 v (A)

0,33 0,50 0,75 1,00 1,50 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,50 10,000 12,500 15,000 20,000

1,5 2,2 3,0 4,2 5,2 6,8 9,5 12 15 17 21 28 34 40 52

0,9 1,2 1,7 2,5 3,0 4,0 5,5 7 8,5 10 12 16 19 23 30

1,5 2,0 3,0 3,6 5,0 6,4 9,0 11 15 21 28 40 52

0,85 1,2 1,7 2,0 2,8 3,6 5,2 6,3 8,5 12 16 23 30

105

Escolha do condutor em função dos Ampère x Metro – Sistema Monofásico Dimensionamento dos condutores pela máxima queda de tensão 110 V Tensão 220 V Nominal Condutor de PVC/70 Série Métrica (mm²) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120

1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 0,5% 1% 1,5% 2% 2,5% 3% 3,5% Ampère x Metro Condutores Singelos de Cobre – Maneira de Instalar 1 a 7 46 92 139 185 231 277 323 77 154 231 308 385 462 539 123 246 370 493 616 739 862 185 370 554 740 924 1109 1294 308 616 924 1232 1540 1848 2156 493 986 1478 1971 2464 2957 3450 770 1540 2310 3080 3850 4620 5390 1078 2156 3234 4312 5390 6468 7546 1540 3080 4620 6160 7700 9240 10780 2156 4312 6468 8624 10780 12936 15092 2926 5852 8778 11704 14630 17556 20482 3696 7292 11088 14784 18480 22176 25872

8% 4%

367 616 986 1478 2464 3942 6160 8624 12320 17248 23408 29568

Escolha do condutor em função dos Ampère x Metro – Sistema Trifásico Dimensionamento dos condutores pela máxima queda de tensão Tensão 220 V Nominal Entre linhas 380 V Condutor de PVC/70 Série Métrica (mm²) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

0,57% 1,15% 1,73% 2,3% 2,9% 3,4% 4,0% Ampère x Metro Condutores Singelos de Cobre – Maneira de Instalar 1 a 7 106 213 320 426 533 639 746 178 355 533 711 888 1066 1244 284 568 853 1137 1421 1705 1990 426 853 1279 1705 2132 2558 2985 711 1421 2132 2842 3553 4264 4974 1137 2274 3411 4548 5685 6822 7959 1776 3553 5329 7106 8882 10659 12435 2487 4974 7461 9948 12435 14923 17410 3553 7106 10659 14212 17765 21318 24871 4974 9948 14923 19891 24871 29845 34819 6751 13501 20252 27003 33753 40504 47255 8527 17054 25582 34109 42636 51163 59690

106

8% 4,6%

853 1421 2274 3411 5685 9096 14212 19897 28424 39794 54006 68218

M

ANEIRA DE INSTALAR

107

O QUE APRENDEMOS: 

Tipos de condutores;



Metais usados na condução de energia elétrica;



Tipos de condutores;



Cálculos dos condutores;



Limite de condução de corrente.

108

Lição 13

Tipos de Instalação Elétrica

Vejamos o que podemos aprender:

A norma brasileira para instalações elétricas de baixa tensão, NBR – 5410- capítulo 529, prevê a execução das instalações elétricas de várias maneiras diferentes, em função dos materiais e equipamentos disponíveis no mercado, tais como, eletrodutos, calhas, canaletas, condutores especiais, etc.

Dentro do escopo deste módulo, serão analisados, apenas as instalações residenciais.

Existem, entretanto, algumas recomendações que devem ser observadas criteriosamente e que se relacionam, principalmente, com a segurança da instalação durante e após sua montagem. a)

Os cabos devem ser instalados de tal maneira que (os mesmos) não sofram qualquer dano em função de bordas cortantes ou superfícies abrasivas; para tanto, deve-se usar nas entradas de condutos em caixas de derivação ou equipamentos um embuchamento ou adaptador para proteção dos cabos;

b)

Durante a instalação dos cabos, as forças de tração não devem ser superiores aos valores apropriados ao tipo de cabo e devem, de preferência, ser aplicadas somente aos condutores e não à isolação ou proteção.

c) Os condutores dispostos verticalmente dentro de condutos devem ser suportados no topo (ou tão próximo do topo possível) do

109

trecho vertical e a intervalos predeterminados. Para trechos de 7,5 m e condutores de cobre com seção igual ou inferior a 6 mm2, os intervalos são de 3 m. d) Os condutos, caixas de derivação, conexões etc., devem ser constituídos de materiais não suscetíveis à corrosão ou protegidos contra ela. e) Toda curva de cabo deve ser feita de forma a evitar qualquer dano ao cabo. f) Todos os condutores vivos, inclusive o neutro (se existir), de um mesmo circuito devem ser agrupados no mesmo conduto.

Instalações em Eletrodutos As instalações em eletrodutos podem ser embutidas (como as residenciais) e expostas, estas utilizadas, normalmente, em áreas industriais. Os eletrodutos utilizados em instalações elétricas podem ser rígifos de aço carbono (NBR – 5598, NBR – 5624), de PVC (NBR – 6150) e metálicos flexíveis.

A norma não faz qualquer referência a eletrodutos plásticos flexíveis.

Os eletrodutos são normalizados e especificados pelo seu diâmetro externo e pela espessura das paredes e são classificados como “extras”, “pesados” e “leves” (I, II e III). O diâmetro externo mínimo admitido pela norma é o de 16 mm. Os eletrodutos são fabricados, normalmente, em varas de 3 mm e a conexão entre duas peças deve ser feita através de luvas.

110

Os trechos retilíneos e contínuos de tubulação não poderão ultrapassar a 15 m. Nos trechos com curvas, este espaçamento deve ser reduzido de 3 m para curva de 90º. Em cada trecho da tubulação, entre duas caixas, podem ser previstas, no máximo, 3 curvas de 90º ou o seu equivalente até, no máximo, 270º. Em nenhum caso podem ser previstas curvas com deflexão maior do que 90º. Devem ser empregadas caixas de derivação: 

Em todos os pontos de entrada e saída de condutores da tubulação, exceto nos pontos de transição ou passagem de linhas abertas para linhas em eletrodutos, os quais, nestes casos, devem ser arrematados com buchas.



Em todos os pontos de emendas ou derivação de condutores.



Para dividir a tubulação em trechos não maiores que os especificados.

111

Podem ser utilizados eletrodutos metálicos flexíveis para a ligação de motores ou aparelhos sujeitos a vibração e em máquinas que necessitam ser deslocada para o uso. Entretanto, estes eletrodutos não devem ser embutidos, nem utilizados nas partes externas das edificações ou expostos ao tempo. Dentro dos eletrodutos só podem ser instalados condutores isolados, não sendo permitida a utilização de condutores do tipo “à prova de tempo” ou cordões flexíveis. Os condutores devem ser contínuos de caixa a caixa e as emendas e conexões devem ser feitas dentro das caixas; os condutores só deverão ser enfiados depois que a rede de eletrodutos estiver concluída, assim como todo o serviço de construção que os possa danificar. A quantidade de condutores que podem ser enfiados em um eletroduto depende do tipo de condutor (diâmetro externo) e do diâmetro interno do eletroduto a única restrição imposta pela norma é relativa a parcela de área interna do eletroduto que pode ser ocupada (no máximo 55% - para um só condutor); este procedimento é adotado com a finalidade de facilitar a enfiação ou reenfiação nos casos de modificações dos condutores nos eletrodutos. A taxa mínima de ocupação (relativas à área) dos eletrodutos por cabos isolados é dada pelas tabelas a seguir: ELETRODUTOS Referência

Diâmet. Int. (mm)

Área Disp (mm2)

Área Ocup (40%)

1/2"

16,4

211,24

84,5

3/4"

21,3

356,33

142,53

1”

27,5

593,96

237,6

1 1/4"

36,1

1.023,54

409,42

1 1/2"

41,4

1.346,14

538,46

2”

52,0

2.190,0

876,0

2 1/2"

67,1

3.536,2

1.414,5

3”

79,6

4.976,4

1.990,56

4”

103,1

8.348,05

3.340,0

112

2

Bitola cabo (mm ) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 93 120

CABOS SINTENAX Diâmetro Ext (mm) 5,3 5,7 6,8 7,4 8,10 9,10 11,0 12,0 14,0 15,5 18,0 19,5

Área Ocupada (mm2) 22,05 25,5 36,3 42,99 51,50 65,0 94,98 113,4 153,86 188,60 234,34 298,50

Exemplo: Dimensione o eletroduto para que possamos passar três (03) cabos de 1,5 mm2 de três (03) de 4 mm2, sintenax.

Resposta: 3 cabos sintenax 1,5 mm2 – área ocupada: 3 x 22,05 mm2 = 66,15 mm2 3 cabos sintenax x 4 mm2 – área ocupada: 3 x 36,3 mm2 = 108,90 mm2 área total ocupada: 175,05 mm2 = 175,05 mm2 Escolhemos o eletroduto de 1” (área ocupada: 237,6 mm2)

113

O QUE APRENDEMOS: 

Tipos de instalações elétricas;



Norma brasileira – NBR – 5410 no capítulo 529;



Instalações em eletrodutos;



Condutores: Tipos; Quantidade.



Tabela nº 01 – Eletrodutos; nº 02 – Cabos Sintenax.

114

Lição 14

Divisão de Circuitos e Determinação do Número de Tomadas

Preste bastante atenção ao que vai ler:

Definição de Circuito Um circuito compreende todos os elementos (tomadas, lâmpadas, etc) ligados ao mesmo par de condutores e aos mesmos dispositivos de proteção (fusíveis ou disjuntores). Divide-se uma instalação elétrica em circuitos parciais com os seguintes objetivos: facilitar a manutenção, dimensionar a proteção da forma adequada, reduzir as quedas de tensão. Capacidade Nominal de um Circuito A corrente consumida por um aparelho elétrico é determinada pela fórmula: I = Potencial total (carga) Tensão de alimentação Para determinarmos a corrente de um circuito somamos as cargas ligadas aos mesmos e dividimos o total obtido pela tensão.

115

Exemplo de cálculo de corrente: No circuito, acima, temos uma tensão de alimentação de 120 V. Lâmpada: 100 + 60 + 100 + 60 + 60 = 380 W Tomadas: 4 x 100 W = 400 W Total = 780 W Corrente = I = 780 W / 120 V = 6,5 A Critérios para a Divisão de Circuitos A norma brasileira não prevê o limite de potência que deve ser instalado em um circuito, entretanto, recomenda a utilização de um circuito independente para cada aparelho com potência igual ou superior a 1500 W. As tomadas de corrente de cozinha, copas e áreas de serviço deverão constituir um ou mais circuitos independentes que não poderão conter pontos de iluminação. Em projeto residenciais os circuitos devem ter cargas nominal de, aproximadamente, 1500 W, embora algumas vezes esta potência seja ultrapassada. Em instalações industriais e comerciais este critério não é, normalmente, obedecido. Tomadas Cada cômodo de uma residência deverá ter tantas tomadas quantas forem os aparelhos a serem instalados dentro do mesmo. Uma sala de estar, por exemplo, deve ter tomadas para: televisor, eletrola, abajures, enceradeiras, etc. Devem ser considerados tomadas de uso específico para circuitos de ar condicionado (um circuito para cada aparelho), para os chuveiros elétricos (nos banheiros), para cozinha e para a área de serviço, para ligação de geladeira, “freezer”, tomada para o ferro de engomar e para a máquina de lavar roupa. As demais tomadas podem ser de uso gerais (100 VA) obedecidas às regras citadas anteriormente.

116

O QUE APRENDEMOS: 

Em divisão de circuitos e determinação do número de tomadas;



Definição de circuito;



Capacidade nominal de um circuito;



Critérios para divisão de circuitos;



Tomadas.

117

Lição 15

Levantamento de Casa

Agora preste atenção no que vem a seguir no seu curso.

Para determinar a carga de uma instalação elétrica residencial, deve-se somar a carga prevista para as tomadas de corrente e a potência das lâmpadas. As tomadas de corrente deverão ser consideradas como sendo de 1000 W, cada. Para as tomadas ligadas a um circuito especial que deverá atender à cozinha, copa, área de serviço, lavanderia, devemos considerar:

600 W por tomada, até 3 tomadas de 100 W por tomada para os excedentes. A carga de iluminação deve ser calculada de acordo com a NBR – 5413 – Iluminação de Interiores, entretanto, a título de referência, poderão ser utilizados valores da tabela a seguir: Local Residências Salas Quartos Escritórios Copa Cozinha Banheiro Dependências

Carga mínima de Iluminação W/m2 25 20 25 20 20 10 10 30 30

Lojas Escritórios

118

Lição 16

DISTÚRBIOS EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

Os principais distúrbios de natureza elétrica que podem ocorrer em uma instalação são:  

Fuga de corrente, perdas e sobrecargas; Curto-circuito.

Fugas de Corrente Em uma instalação elétrica quando uma fase mal isolada e fizer contato com a terra (a tubulação, por exemplo), por este ponto fluirá uma corrente de fuga que poderá causar problemas à instalação, além da perda de energia decorrente.

I Carga Fuga

Prot.

I Fuga

Carga

Se, por exemplo, numa instalação tivermos uma fuga de corrente entre o dispositivo de proteção e a carga, a corrente de fuga se somará à corrente de carga e poderá fazer com que a proteção atue, desligando o circuito. Para constatar a existência de fugas de correntes em uma instalação é necessário desligar todos os equipamentos elétricos ligados ao circuito e verificar se circula, ainda, alguma corrente (isto pode ser feito através do próprio medidor de energia).

119

Procedendo desta maneira e desligando os circuitos parciais gradualmente, conseguiremos determinar em qual circuito e em que ponto está acontecendo à fuga. Uma das causas mais comuns das fugas são as emendas, por isso não se deve passar em uma tubulação fios emendados. As emendas deverão ser feitas nas caixas próprias e deverão se bem isoladas. Também, deverão ser verificados os bornes de ligação dos aparelhos e equipamentos, para evitar a possibilidade de contato com as partes metálicas.

Perdas A corrente que circula em um condutor provoca o seu aquecimento. O calor dispendido por ele será a perda, que é igual a RI2 ( R = resistência do condutor). Quando a queda de tensão (RI) for superior ao limite admissível, deve-se redimensionar o condutor para evitar que a perda, assim provocada, tenha valor significativo. Quando os terminais de um aparelho não estiverem firmemente ligados aos circuitos poderá haver um faiscamento, com conseqüente produção de calor e, portanto, perda de energia.

Sobrecarga Se ligarmos a um circuito cargas acima do limite para o qual o mesmo foi dimensionado, a sobre corrente que circulará produzirá perdas e danificará os equipamentos (interruptores, tomadas, etc) existentes. Se a proteção não estiver bem dimensionada surgirão problemas tais como: perdas de energia, queda de tensão e mau funcionamento dos aparelhos ligados ao circuito. Soluções cabíveis: retirar as cargas em excesso ou redimensionar o circuito. 120

Curto-Circuito

O curto-circuito é como o próprio nome indica, um caminho mais curto ( ou mais fácil) para a corrente elétrica.

Na figura 2 a corrente que circulava pela carga, passa a circular pelo ponto onde houve o curto-circuito; na figura 2b a corrente que circulava pelas duas lâmpadas, colocadas em série, passa a circular somente pela segunda lâmpada, como indicam as setas pontilhadas. Em ambos os casos, a corrente passou a fluir pelo caminho de menor resistência.

121

Corrente de Curto-Circuito A corrente em um circuito é determinada pela expressão I = V / R, portanto, a corrente de curto-circuito tem o seu valor limitado pela resistência do circuito por onde ela passa (resistência dos condutores, resistência dos contatos e das conexões, etc).

No circuito anterior, se a instalação fosse feita com o fio de 0,5 mm2, cuja resistência é igual a 27,8 /Km, ter-se-ia: Icc = V / R R do fio 27,8  /Km; comprimento total do circuito 2 x 500 m = 1.000 m Resistência total do circuito: R = 27,8 / Km x 1 Km = 27,8 . Corrente de curto-circuito: Icc = 127 / 27,8 = 4,6 A

Deve-se observar que os efeitos elétricos de um curto-circuito só atingem a região entre o local do curto e a fonte de energia. Assim, um curto-circuito na rede de distribuição da rua, não atinge a instalação elétrica do consumidor.

Para se evitar a possibilidade de curto-circuito, é preciso manter a instalação sempre em bom estado, evitando-se emendas mal feita, ligações frouxas, etc. O dispositivo de proteção deverá estar bem dimensionado para, quando ocorrer o curto-circuito, ser desligada a instalação, evitando a propagação do dano.

122

O QUE APRENDEMOS: Na lição 15  Como determinar uma instalação elétrica;

Na Lição 16 Distúrbios em instalações elétricas;  Fugas de correntes; 

Perdas;



Sobrecarga;



Curto-Circuito;



Corrente de curto circuito.

123

Lição 17

Proteção dos Conjuntores

Os equipamentos de proteção normalmente utilizados em instalações elétricas domiciliares são os secionados, os fusíveis e os disjuntores.

Seccionadores (chaves de Faca) São dispositivos utilizados para abrir mecanicamente o circuito. Devem ser operados sempre que for necessária a manipulação do circuito para se evitar o contato com elementos energizados e o conseqüente “choque”. Os seccionadores não são construídos para a brirem um circuito “em carga” (salvo em caso de pequenas cargas). Assim, ao abrirmos um circuito “em carga” haverá formação do arco elétrico. Com porta-fusíveis cartucho 30 A – 250 V Trifásica Monofásica

Fusíveis

São elementos de proteção contra curto-circuito. O fusível é construído de um material com resistividade adequada para quando ocorrer o curto-circuito a corrente circulante provocar o seu aquecimento e, conseqüentemente, a fusão, interrompendo o circuito.

124

Fusíveis de rolha, cartuchos e faca, de diferentes amperagens. Os fusíveis são classificados segundo a quantidade de corrente diante da qual irá se romper. Se lançarmos em um gráfico o tempo que o fusível gasta para abrir um circuito para determinados valores de corrente, teremos a curva “Tempo x Corrente” do mesmo. Os fabricantes de fusíveis fornecem estas curvas de seus produtos, de tal maneira que podemos especificar a proteção de um circuito através das mesmas. Disjuntores São dispositivos “termomagnéticos” que fazem a proteção de uma instalação curto-circuito e contra sobrecorrentes.

Dispositivo Térmico Consiste em uma lâmina bimetálica (dois metais de coeficiente de dilatação diferente) que ao ser percorrido por uma corrente elevada aquece-se e entorta-se, destravando a alavanca do contato móvel, que é puxado pela mola, desligando o circuito.

Dispositivo Magnético É formado por uma bobina que ao ser percorrida por uma alta corrente, atrai a trava, liberando a alavanca do contato móvel. A combinação dos dois dispositivos protege o circuito contra corrente de alta intensidade e de curta duração, que são as correntes de curto-circuito (dispositivo magnético) e contra as correntes de sobrecargas (dispositivo térmico). Uma das vantagens evidentes do disjuntor sobre o fusível é a durabilidade (quando o mesmo opera, desligando o circuito, basta 125

rearma-lo novamente). Em contrapartida o seu preço é muito mais elevado que o do fusível. As curvas “tempo x corrente” dos disjuntores são semelhantes às do fusíveis e também são fornecidas pelos fabricantes. A curva da figura é de um disjuntor de 15 A, tipo “quickalag”.

126

O QUE APRENDEMOS: 

Em proteção dos condutores estudamos:



Seccionadores Chaves de faca;



Fusíveis;



Disjuntores;



Dispositivo térmico;



Dispositivo magnético.

127

Lição 18

Motores Monofásicos O que é motor monofásico? Os motores monofásicos, conforme o próprio nome indica, operam em linha de tensão monofásica. Esse tipo de motor é de grande emprego em aplicações domésticas e comerciais que necessitam de pequenas potências. Como esse motor n ão poderá arrancar sozinho, porque lhe faltaria o campo magnético rotativo de partida, é necessário fazer o arranque por algum meio auxiliar exterior e, então, a reação do rotor provoca o nascimento de um campo magnético rotativo. Para a partida usa-se introduzir no estator um enrolamento auxiliar independente, ligado em paralelo ao bobinamento principal. Os motores monofásicos podem ser de diversos tipos: a)

Motor de fase dividida usado em máquinas ou aparelhos de pequenas pot~encias como: lavadoras, bombas d’água, esmeris, etc;

b)

Motor universal usado em eletrodomésticos de pequeno porte como liquidificadores e bateriais;

c)

Motores de pólos amortecedores usados em ventiladores. Motor de Fase Auxiliar ou Fase Dividida

Este motor é dotado de um enrolamento principal e um auxiliar (de partilha) com uma defasagem obtisda com o uso de um capacitor, de uma indutância ou de uma resistência, em série com um interruptor (automático) e o enrolamento auxiliar. Este último opera somente durante a partida, simulando uma segunda fase. O campo magnético produzido pelo enrolamento auxiliar, combinado com o campo principal, cria um campo girante produzindo o binário necessário para o motor girar.

128

Os dois campos só são necessários para o arranque, bastando somente um para a marcha. Quando o motor se aproxima da velocidade nominal, um interruptor automático desliga o enrolamento auxiliar ou de partida. A Fig 1 mostra o esquema básico de funcionamento de um motor monofásico.

O rotor é formado de um conjunto de chapas de ferro-silício, isoladas eletricamente. Montadas em um eixo, elas formam um bloco cilíndrico, em cuja superfície são colocadas barras condutoras.

O estator, também, é construído com chapas de ferro-silício isoladas e prensadas.

129

Chave Bóia É um dispositivo de controle usado no acionamento de bomba de água ou de outro líquido qualquer. Nas instalações usuais para fornecimento de água à edifícios, dispomos de dois reservatórios; o inferior (cisterna) e o superior (caixas d’água). A chave-bóia possibilita a ligação do motor da bomba de água, quando o reservatório superior está vazio e o reservatório inferior, cheio. Em qualquer outra alternativa o motor permanece desligado. A figura mostra a ligação de uma bomba d’água com chave-bóia.

130

O QUE APRENDEMOS: 

Motor monofásico e seus tipos:



Fase;



Universal;



De pólos;



Motor de fase auxiliar ou fase dividida;



Chave-bóia e sua utilidade.

131

LIÇÃO 19

ESQUEMAS FUNDAMENTAIS DE LIGAÇÕES Vamos estudar os esquemas 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 de uma lâmpada e a tomada, nunca ao interruptor. O condutor-fase alimenta o interruptor e a tomada. O condutor de retorno liga o interruptor ao receptáculo da lâmpada. CORES DA FIAÇÃO: NEUTRO – Azul TERRA – Verde ou Amarela RETORNO – Vermelho ou Branco FASE – Preto ou demais cores, exceto as anteriores. Ponto de luz e interruptor simples, isto é, de uma seção. Ao interruptor, vai o fio fase F e volta à caixa de centro de luz; o fio retorno R.

PONTO DE LUZ E INTERRUPTOR DE UMA SEÇÃO. PONTO DE LUZ, INTERRUPTOR DE UMA SEÇÃO E TOMADA. ÀS TOMADAS VÃO A OS FIOS F E N, MAS AO INTERRUPTOR, APENAS O FIO F.

132

PONTO DE LUZ, INTERRUPTOR DE UMA SEÇÃO E TOMADA DE 300 W À 30 CM DO PISO. CIRCUITO 2

PONTO

DE LUZ NO TETO, ARANDELA E INTERRUPTOR DE DUAS SEÇÕES. CIRCUITO 3

133

DOIS

PONTOS DE LUZ COMANDADOS POR UM INTERRUPTOR SIMPLES.

DOIS

PONTOS DE LUZ COMANDADOS POR UM INTERRUPTOR DUAS SEÇÕES

134

DE

DOIS

PONTOS DE LUZ COMANDADOS POR INTERRUPTOR DE DUAS SEÇÕES E TOMADAS DE 300 W.

LÂMPADA

ACESA POR INTERRUPTOR DE UMA SEÇÃO, PELO QUAL CHEGA A ALIMENTAÇÃO.

135

DUAS LÂMPADAS ACESAS POR UM INTERRUPTOR DE DUAS SEÇÕES, PELO QUAL CHEGA A ALIMENTAÇÃO.

DUAS

LÂMPADAS COMANDADAS INDEPENDENTES DE UMA SEÇÃO.

136

POR

INTERRUPTORES

NESTA SITUAÇÃO A LÂMPADA SE ACHA APAGADA, POIS O CIRCUITO NÃO SE FECHA.

THREE-WAY (INTERRUPTOR PARALELO)

137

LÂMPADA ACESA, POIS O CIRCUITO SE COMPLETA.

DOIS INTERRUPTORES “THREE-WAY” E UM “FOUR-WAY”.

138

LÂMPADA ACIONADA POR DOIS INTERRUPTORES “THREE-WAY” (PARALELO) E UM INTERRUPTOR “FOUR-WAY” (INTERMEDIÁRIO).

INSTALAÇÕES ELÉTRICA PREDIAL 1. Lâmpada Comandado pôr Interruptor Simples 2. Duas Lâmpadas comutada pôr interruptor de duas seções 3. Três Lâmpadas comutada pôr interruptor de três seções 4. Lâmpada Comandado pôr Interruptor Simples e Tomada 5. Duas Lâmpadas comutada pôr interruptor de duas seções e Tomada 1. Lâmpada Comandado pôr Interruptor Simples

2: Duas Lâmpadas comutada pôr interruptor de duas seções

139

3: Três Lâmpadas comutada pôr interruptor de três seções

4: Lâmpada Comandado pôr Interruptor Simples e Tomada

5. Duas Lâmpadas comutada pôr interruptor de duas seções e Tomada

Fluorescente com reator convencional com pôr interruptor simples; Fluorescente convencional com pôr interruptor simples e Tomada; Fluorescente com reator Partida Rápida, com pôr interruptor simples; Fluorescente com reator Partida Rápida Duplo, com pôr interruptor simples; 10.Duas Fluorescente com reator convencional comandada pôr interruptor simples; 6. 7. 8. 9.

6. Fluorescente com reator convencional com pôr interruptor simples

140

7. Fluorescente convencional comutada pôr interruptor simples e Tomada

8. Fluorescente com reator Partida Rápida, comutada pôr interruptor simples

9. Fluorescente com reator Partida Rápida Duplo, comutada pôr interruptor simples

10. Duas Fluorescente com reator convencional comandada pôr interruptor simples

141

11. Duas Fluorescente com reator convencional comandada pôr interruptor Duplo; 12.Campainha Simples; 13.Campainha simples com interruptor simples de desligamento; 14.Campainha com opção de sinalização visual e interrupção; 15.Célula Fotovoltáica para iluminação Incandescente;

11. Duas Fluorescente com reator convencional comandada pôr interruptor Duplo

12. Campainha Simples

13. Campainha simples com interruptor simples de desligamento

14. Campainha com opção de sinalização visual e interrupção

142

15. Célula Fotovoltáica para iluminação Incandescente

16. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 4(quatro) fios comutada pôr interruptor simples; 17. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 2(dois) fios comutada pôr interruptor simples; 18. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 4(quatro) fios comutada pôr célula Fotoelétrica; 19. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 2(dois) fios comutada pôr célula Fotovoltáica; 20.Interruptor Three-Way Comandando um Lâmpada Incandescente; 16. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 4(quatro) fios comutada pôr interruptor simples

17. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 2(dois) fios comutada pôr interruptor simples

18. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 4(quatro) fios comutada pôr célula Fotoelétrica

143

19. Reator VM (Vapor de Mercúrio) ou VS (Vapor de Sódio) com reator de 2(dois) fios comutada pôr célula Fotovoltáica

20. Interruptor Three-Way Comandando um Lâmpada Incandescente

21. Interruptor Three-Way Comandando Duas Lâmpada Incandescente; 22. Interruptor Three-Way e Four-Way Comandando um Lâmpada; 23. Reator partida Rápida Dupla para lâmpada Fluorescente comandado por interruptor Three-Way; 24. Interruptor Three-Way Comandando um Lâmpada Incandescente mais Tomadas; 25. Interruptor Three-Way e Four-Way Comandando três Lâmpada em uma estada. Desenho em Prumada e esquema multifilar; 21. Interruptor Three-Way Comandando Duas Lâmpada Incandescente

22. Interruptor Three-Way e Four-Way Comandando um Lâmpada

144

23. Reator partida Rápida Dupla para lâmpada Fluorescente comandado por interruptor Three-Way;

24. Interruptor Three-Way Comandando um Lâmpada Incandescente mais Tomadas

25. Interruptor Three-Way e Four-Way Comandando três Lâmpada em uma estada. Desenho em Prumada e esquema multifilar;

145

26. Instalação Motor Monofásico comandado por 2 Bóia (Com restrição); 27. Instalação de Motor Monofásico comandado pôr 3 Bóias (recomendada); 28. Instalação de Ventilador de Teto; 29. Instalação de Ventilador de Teto com Reversão, Ajuste de Velocidade e Iluminação; 30. Circuito Típico em uma Instalação elétrica Residencial; 26. Instalação Motor Monofásico comandado por 2 Bóia (Com restrição);

MOTOR MONOFÁSICO

146

27: Instalação de Motor Monofásico comandado pôr 3 Bóias (recomendada)

MOTOR MONOFÁSICO

28: Instalação de Ventilador de Teto

147

29: Instalação de Ventilador de Teto com Reversão, Ajuste de Velocidade e Iluminação.

30: Circuito Típico em uma Instalação elétrica Residencial

148

PLACA DE IDENTIFICAÇÃO Fabricante

MOTOR MONOFÁSICO

MOD - modelo Hz - freqüência CV - potência RPM - Rotação por minuto A - ampères F.S. - fator de serviço

Isol - Isolamento Ip/In - Corrente de partida sobre a corrente nominal Reg - Regime de funcionamento Cat - Categoria Ip - Grau de proteção

149

BANCADA PARA PRÁTICA DE INSTALAÇÕES

LEGENDA:

1. Quadro de medição e proteção (monofásico) 2. Maderite 2,20 x 1,00 - Espessura: 10 mm 3. Caixa de Passagem 4” x 2” 4. Caixa de Passagem octogonal 5. Eletroduto de PVC rígido de ¾” 6. Eletroduto de PVC rígido de ½”

150

LIÇÃO 20

SIMBOLOGIA E CONVENÇÕES

SIMBOLOGIA: você sabe o que é isto? Para que serve? Como saber utilizar no seu trabalho?

Símbolos usados em instalações elétricas SÍMBOLOS

DESCRIÇÃO Ponto de Luz Incandescente no Teto Ponto de Luz Incandescente na Parede Ponto de Luz Fluorescente no Teto Ponto de Luz Incandescente Embutido no Teto Ponto de Luz Fluorescente Embutido no Teto

SÍMBOLOS

DESCRIÇÃO Eletroduto Embutido no Teto ou Parede Eletroduto Embutido no Piso Fiação Aparente (Sobre cleate) Tubulação para Telefone Condutor de Fase no Interior do Eletroduto Condutor Retorno no Interior do Eletroduto

Circuito Que Sobe Circuito que desce

Condutor Neutro no interior do Eletroduto

Circuito que desce

Condutor Terra no Interior do Eletroduto

Tomada de Luz na Parede, Baixa (0,30 m do Piso Acabado) Tomada Meio Alta (1,30 m do Piso Acabado) Tomada Alta (2,0 m do Piso Acabado)

Disjuntor Terra Botão Desliga (NF)

S

Interruptor de Uma Seção

Botão Desliga (NF)

S2

Interruptor de duas Seções

Botão Desliga (NF)

S3w

Interruptor Paralelo ou “ThreeWay”

S4w

Contato Normalmente Aberto (NA)

Interruptor Intermediário ou “Four-Way”

Bobina Contactor

Caixa de Enfiação

Relé Bimetálico

Quadro Parcial de luz ou força não Embutido Quadro Geral de luz ou Força não Embutido

Bóia Inferior Bóia Superior

Quadro Geral de luz ou Força não Embutido

Ch de Três Posições

Campainha

Botão de Campainha

151

Observe diagrama, o quadro a legenda e a planta baixa de uma casa. Desenhe a instalação elétrica que você faria aplicando os conhecimentos adquiridas nesse curso.

152

153

154



Desenhe o diagrama Unifilar abaixo: Diagrama Unifilar



Preencha o Quadro de Cargas: QUADRO DE CARGAS CIRC.

LÂMPADAS(W) 40

60

100

TOMADAS(W) 100

600

1200

ALIM.



Desenhe e Descreva a Legenda abaixa: LEGENDA

155

CABO mm²

Elatroduto Pol.

Disjuntor A

TATAL W

REFERÊNCIAS TÍPICAS DE ALGUNS EQUIPAMENTOS Aquecedor de água central (Boiler) - 50 a 100 l 400 l

Potência nominal típica de entrada 1.000 W 2.500 W

Aquecedor de água de passagem Congelador (freezer) (tipo residencial) Fogão (tipo residencial) - por boca Forno (tipo residencial) Forno de microondas (tipo residencial) Geladeira (tipo residencial) Grelha Lavadora de pratos (tipo residencial) Exaustor de ar para cozinha Ferro de passar roupa Lâmpada Cialítica

2.000 W 350 a 500 VA 2.500 W 4.500 W 1.200 VA 150 a 500 VA 1.200 W 1.200 a 2.800 VA 300 a 500 VA 800 a 1.650 W 1.000 W

Equipamentos e Máquinas

Condicionador tipo janela 7.100 BTU/h 8.500 BTU/h 10.000 BTU/h 12.000 BTU/h 14.000 BTU/h 18.000 BTU/h 21.000 BTU/h 30.000 BTU/h

900 W 1.300 W 1.400 W 1.600 W 1.900 W 2.600 W 2.800 W 3.600 W 1.500 a 3.500 VA 200 W 2.000 W 150 VA 250 W 1.200 W 500 a 1.200 W 2.500 a 6.000 W 75 a 300 W 500 a 1.200 W 300 W 60 a 100 W 300 W 800 a 1.500 W

Copiadora tipo xerox Distribuidor de ar (fan coil) Ebulizador Máquina de escrever Projetor de slides Retroprojetor Secadora de cabelos (doméstica) Secadora de roupa (tipo residencial) Televisor Torradeira (tipo residencial) Triturador de lixo (tipo pia) Ventilador (circulador de ar) - portátil Ventilador ( circulador de ar) de pé Cortador de grama

156

APRENDEMOS 

Simbologia e alguns equipamentos de Preojeto Eletricas.

157

LIÇÃO 21 INFORMAÇÕES PARA OPERACIONALIZAÇÃO

FUNDAMENTAIS DE LIGAÇÕES ALICATE UNIVERSAL Possui mandíbulas de corte e pode ter o cabo isolado. Serve para apertar, dobrar e cortar condutores. São encontrados nos comprimentos de 6”, 7” e 8”.

ALICATE DE CORTE DIAGONAL Serve para cortar condutores. São encontrados nos comprimentos de 5” e 6”.

ALICATE DE BICO REDONDO

158

Alicate para fazer olhal em condutores com diâmetro diferentes de acordo com os parafusos de fixação (fig. 3a). São encontrados nos comprimentos de 5” e 6”.

Fig. 4 - Alicate decapador

159

SERRA MANUAL E TRAVA ALTERNADA E TRAVA ONDULADA

 Organize sua maleta de atendimento  Que instrumentos você colocará nela?  Relacione-os nas linhas abaixo:

160

SITUAÇÕES DE ROTINA DO ELETRICISTA PREDIAL

OPERAÇÃO: EMENDAR CONDUTORES EM DERIVAÇÃO

Esta operação consiste em unir o extremo de um condutor (ramal) numa região intermediária do outro (rede) (fig. 1), para tomar uma alimentação elétrica. Emprega-se em todos os tipos de instalações, com condutores de até ao 4 mm2.

PROCESSO DE EXECUÇÃO

1º Passo - Desencape os condutores a) Desencape o extremo do condutor derivado, num comprimento aproximado de 50 vezes seu diâmetro. b) Desencape o outro condutor, na região onde se efetuará, num comprimento aproximadamente de 10 vezes o seu diâmetro (fig. 2)

161

Observação: O canivete não deve atingir o condutor.

PRECAUÇÃO Cuidado para não se ferir com o canivete.

2º Passo - Limpe os condutores nas regiões desencapadas, usando as costas do canivete e depois lixe-as.

162

Observação: Preste bastante atenção a seguir. Quando o condutor for estanhado não deve ser raspado e nem lixado. 3º Passo - Enrole o extremo do condutor derivado sobre o principal. a) Cruze o condutor a 90º, com o principal e segure-os com o alicate universal.

b) Enrole à mão o condutor derivado sobre o principal (fig. 5) mantendo as espiras uma ao lado da outra, e no mínimo de 6 espiras (fig. 6)

163

c) Aperte com outro alicate as espiras e arremate a última (fig. 7).

Observações: As espiras não devem ficar sobre o isolante do condutor.

OPERAÇÃO: EMENDAR CONDUTORES EM PROLONGAMENTO Esta operação consiste em unir fios condutores, para prolongar linhas (fig. 1) podendo ser utilizadas em todos os tipos de instalações de linha aberta.

É executada com condutores de até 4,0 mm2.

164

PROCESSO DE EXECUÇÃO CASO I - EMENDA EM LINHA ABERTA

1º Passo - Desencape os condutores. a) Marque com um canivete, sobre o extremo a emendar, uma distância aproximadamente de 50 vezes o seu diâmetro (d) desse condutor (fig. 2). b) Desencape as pontas a partir das marcas até retirar toda a capa isolante (fig. 3).

165

Observação: Use o canivete de forma inclinada para não danificar o condutor. Precaução: Utilize corretamente o canivete para não se ferir. 2º Passo - Lixe o condutor até que o metal fique brilhante (fig. 4)

Observação: Quando o condutor for estanhado não deve ser lixado. 3º passo - Efetuar a emenda. a) Cruze as pontas (fig. 5)

166

b) Inicie o enrolamento das primeiras espiras com os dedos (fig. 6) e prossiga com o alicate (fig. 7)

c) Dê o aperto final com dois alicates (fig. 8)

167

CASO II - EMENDAR CONDUTORES EM PROLONGAMENTO DENTRO DE CAIXAS DE LIGAÇÃO

1º Passo - Desencape os condutores a) Marque em cada um dos condutores, a partir das extremidades, uma distância aproximadamente de 50 vezes o diâmetro do condutor. b) Desencape as pontas a partir das marcas até retirar toda a capa isolante 2º Passo - Lixe os condutores até que o metal fique brilhante. Observação: Quando o condutor for estanhado não deve ser lixado. 3º Passo - Disponha os fios (fig. 9)

4º Passo - Efetue a emenda. a) Inicie a emenda torcendo os condutores com os dedos (fig. 10)

168

b) Dê o aperto com o alicate (fig. 11)

c) Faça o travamento de emenda (fig. 12)

Nota: Este tipo de emenda é denominado de “Rabo de Rato”.

169

INFORMAÇÕES TECNOLÓGICAS ELETRODUTOS E ACESSÓRIOS Eletrodutos são tubos de metal ou plásticos, rígido ou flexível, utilizados com a finalidade de proteger os condutores contra a umidade, ácidos, gases ou choques mecânicos.

TIPOS Os eletrodutos para classificados em: Metálicos rígidos Plásticos rígidos Metálicos Plásticos Plásticos flexíveis Metálicos rígidos

instalações

elétricas

podem

ser

São tubos de aço, com ou sem costura longitudinal, a pintados interna e externamente de cor preta ou são galvanizados. Fabricam-se com diferente diâmetros e espessuras de parede.

Os de parede grosso denominam-se “Eletrodutos pesados” e os de parede fina “Eletrodutos leves”. Comercialmente são adquiridos em varas de 3 metros, cujos extremos vem roscados e providos de uma luva. (Fig. 1)

170

Os eletrodutos metálicos rígidos são especificados de acordo com sua bitola, variando de ½” até 6” de acordo com a seguinte tabela: BITOLA DE ELETRODUTOS RÍGIDOS Bitola ½” ¾” 1” 1 ¼’ 1 ½” 2” 2 ½” 3” 3 ½” 4” 5” 6”

Diâmetro (interno mm) 15 21 27 35 41 53 62 78 90 102 128 154

APLICAÇÃO:  Empregam-se em instalações elétricas embutidas. (Fig. 2)

 E em instalações elétricas expostas (Fig. 3)

171

Chama-se instalações em linha aberta com clites aos tipos de instalações em que os condutores ficam à vista e são suportados individualmente por isoladores, prensa-fios denominados clites (fig. 1 e 2).

Fig. 1 - Clites para 3 fios e Fig. 2 - Clites para 2 fios Nas instalações em linha aberta com clites devem-se observar as seguintes recomendações segundo a NB - 3. Altura mínima 3 metros do piso, excetuando-se os casos em que a linha é fixada diretamente ao forro do compartimento com pé direito, de no mínimo 2,5 metros. Nas instalações sobre paredes ou qualquer outras superfície os condutores devem manter permanentemente os seguintes espaçamentos mínimos:

172

Condutores entre Entre condutor e superfícies ou si (mm) objetos estanhados (mm) Até 300 V 60 12 De 300 a 100 25 600 V

A maior distância permitida entre clites é de 1,50 m (fig. 3).

ELETRICISTA INSTALADOR OPERAÇÃO: ESTICAR E FIXAR CONDUTORES COM CLITES Esta operação consiste em esticar e fixar condutores por meio de isoladores denominados clites. Realiza-se quando há necessidade de executar uma instalação elétrica em linha aberta constituída por condutores de bitola entre 1,5 à 6 mm2 (fig. 1)

173

PROCESSO DE EXECUÇÃO

1º Passo - Coloque os condutores nos sulcos dos clites a) Introduza um condutor dentro de cada sulco de um dos clites extremos (figs. 2a, b e c).

174

Lição 22

CONSIDERAÇÕES FINAIS E QUESTIONÁRIO

Parabéns, você agora poderá prestar serviços à comunidade como Eletricista Predial.

Desejamos que aplique no seu dia-a-dia todos os conhecimentos trabalhados durante o curso. Conversarmos muito sobre eletricidade e afinal você sabe como é produzida toda essa energia elétrica que ilumina cidades, bairros, ruas e casas?

Observe e leia com atenção a explicação:

A água represada em gigantesco reservatórios nas barragens de uma usina hidrelétrica desce por tubulações e vai movimentar as hélices ou palhetas das turbinas. O eixo dessas palhetas move um dínamo. Assim a energia cinética da água é transformada em energia elétrica. Para mover o dínamo, fazendo a rotação do ímã em relação à bobina, podem ser usados vários recursos: a queima de derivados do petróleo, como a gasolina ou o óleo diesel, e a queima do carvão (usinas termelétricas), comuns na Europa, a força das águas (usinas hidrelétricas), muito usadas no Brasil e a energia atômica (usinas nucelares).

175

Resolva

1.

Um fio com resistência de 6 ohms é ligado aos pólos de uma bateria de 12 volts. Qual a corrente do fio? a) b) c) d)

2.

A resistência de um ferro elétrico é de 40 ohms, e a corrente através dele é de 3 ampéres. Qual a diferença de potencial entre os extremos da resistência? a) b) c) d)

3.

18 ampéres 24 ampéres 9 ampéres 2 ampéres

10,3 volts; 120 volts; 210 volts; 40 volts.

Um fio de resistência igual a 2 ohms é ligado aos terminais de uma bateria de 10 volts. Qual a intensidade da corrente que percorre o fio? a) b) c) d)

5 améres; 20 ampéres 2 ampéres 10 amperes

4. Qual a resistência do filamento de uma lâmpada instalada num sistema de 120 volts, que é percorrido por uma corrente de intensidade igual a 2 ampéres? a) b) c) d)

100 ohms; 240 ohms; 12.000 ohms; 60 ohms.

176

5. Qual a diferença de potencial nos terminais de um gerador que alimenta uma resistência de 2 ohms quando percorrido por uma corrente elétrica de 50 ampéres? a) 50 volts; b) 100 volts; c) 20 volts; d) 10 volts. 6. São bons condutores de eletricidade: a) b) c) d)

a madeira e o vidro; a borracha e a cortiça; o isopor e o papel o cobre e o alumínio.

7. Com relação ao sentido da corrente elétrica, podemos dizer que: a) os elétrons vão sempre do pólo negativo para o pólo positivo; b) os elétrons vãos sempre do pólo positivo para o pólo negativo; c) enquanto alguns elétrons vão do pólo positivo para o pólo negativo, outros fazem exatamente o contrário; d) os elétrons não têm capacidade de se deslocar de um pólo para o outro, os prótons, sim. 8. Durante um temporal, um raio pode ir: a) b) c) d)

de uma nuvem para outra; de uma nuvem para o solo; do solo para uma nuvem; todas as possibilidades acima estão corretas.

9. O átomo é eletricamente neutro quando: a) b) c) d)

os seus prótons são positivos; os seus elétrons são negativos; o número de seus elétrons é igual ao número de seus prótons. O número de seus neutros é igual ao número de seus prótons.

10. É mais correto dizer que um corpo se eletriza quando seus átomos: a) b) c) d)

ganham elétrons; perdem elétrons; ganham prótons; ganham ou perdem elétrons.

177

11. Um corpo se eletriza negativamente quando seus átomos: a) b) c) d)

ganham elétrons; perdem elétrons; ganham prótons; ganham nêutrons.

12. Um eletroscópio de folha está carregado positivamente. Aproximando-se do coletor uma barra, suas folhas se repelem mais ainda. Isso acontece porque: a) b) c) d)

a barra não está eletrizada; a barra adquiriu cargas negativas; a barra está eletrizada positivamente; a barra está eletrizada negativamente.

Responda nos quadrinhos

1. A corrente fornecida por uma pilha é chamada:

2. A corrente elétrica utilizada nas residências é do tipo:

3. Como se chamam os aparelhos que transformam uma corrente alternada em corrente contínua?

178

4. A quantidade de eletricidade de um corpo é o que chamamos o seu:

5. A diferença de potencial entre dois pontos é conhecida pelos nomes:

6. A unidade de medida da diferença de potencial ou voltagem é o:

7. Quando a corrente elétrica (corrida de elétrons) passa pelo condutor, deve fazê-lo com maior ou menor intensidade. A unidade de intensidade elétrica é o:

8. A ampère corresponde a uma certa quantidade de eletricidade (de elétrons em movimento) que passa por um condutor (fio) durante um segundo. Essa quantidade de elétrons (sem considerar o tempo que leva para passar) representa outra unidade chamada:

179

9. Portanto, um ampère corresponde à intensidade de uma corrente que deixa passar quantos coulombs por segundo?

10. Todo condutor sempre oferece uma certa dificuldade à passagem dos elétrons através dele. Que nome se dá a esse fenômeno?

11. Qual é o nome da unidade de resistência?

12. Complete o enunciado da Lei de Ohm com as palavras que faltam: A intensidade da corrente que passa por um condutor elétrico é proporcional à diferença de potencial entre as extremidades do condutor e ___________________________________proporcional à resistência do condutor.

13. A resistência depende de certas qualidades do condutor, que são:

180

14. Quanto mais longo o condutor, ____________________é a resistência. 15. Quanto mais _____________ .

grosso

o

fio,

_________________é

a

16. Nos chuveiros elétricos são usadas resistências feitas com uma liga de níquel com cromo que constituem o chamado:

Responda às questões.

1. O que são geradores?

2. Quais são os tipos de geradores que você conhece?

3. Que tipo de corrente fornece uma pilha elétrica?

4. Que tipo de corrente fornece um dínamo?

181

5. Quem inventou a pilha elétrica?

6. Como se chama a pilha que utilizamos atualmente?

7. Em que fenômeno é baseado o funcionamento dos dínamos?

8. Quais são os tipos de usinas geradoras de eletricidade que você conhece?

182

Bibliografia Consultada

Carlos, Kazuhito; Fuke – “Os alicerces da Física”: Eletricidade. Ed. Saraiva - 1994 COTRIM; Ademaro, A. M. B – “Instalações elétricas”, 3º Edição 1992 CREDER; Hélio – “Instalações elétricas”, Editora Aplicada, 12ª edição - 1991 Demétrio Gowdak, Neide S. de Mattos – “Aprendendo ciências” – Editora: FTD, 1992 Soares, José Luiz – “Química e Física, Editora: Moderna, 1989. Van Valkenburgh, Nooger e Neville – “Eletrônica Básica”, vol. 01, Livraria Freitas Bastos – 1963. Revisada; 2006 por Francisco Ponte de Holanda – Eng. Eletricista.

183