2. Os Circuitos Elétricos Residenciais e

Sumário
1. Noções de Eletricidade
1.1 Energia e Energia Elétrica
1.2 Tensão e Corrente Elétrica
1.3 Resistência Elétrica – Lei de Ohm
1.4 Potência e Energia Elétrica
1.5 Aparelhos de Testes
1.6 Aparelhos de Medição
1.7 Corrente Alternada
1.8 Potência em Corrente Alternada (CA)
1.9 O Fator de Potência
2. Os Circuitos Elétricos Residenciais e Diagramas de Ligações
2.1 Tipos de Instalações Elétricas
2.2 Símbolos e Convenções
2.3 Dimensionamento de Carga
2.4 Divisão de Circuitos e Seção Mínima dos Condutores
2.5 Interruptores e Tomadas
2.5.1 Número de Tomadas por Cômodo
2.6 Esquemas de Ligações
2.7 “Three Way” (paralelo) e “Four Way” (intermediário)
2.8 Cálculo de Corrente
2.9 Outros Circuitos
3. Dimensionamento de Condutores
3.1 Tipos de Condutores
3.2 Maneiras de Instalar
3.3 Cálculo dos Condutores
3.3.1 Limite de Condução de Corrente
3.3.2 Limite de Queda de Tensão
3.4 Exemplos de Cálculos de Condutores
4. Proteção dos Circuitos Elétricos
4.1 Elementos Básicos
4.1.1 O Neutro
4.1.2 O Aterramento
4.1.3 Distúrbios nas Instalações Elétricas
4.1.4 Fugas de Corrente – Perdas – Sobrecarga
4.1.5 Curto – Circuito
4.2 Equipamento de Proteção
4.2.1 Dimensionamento da Proteção
4.3 Dispositivo Diferencial Residual
4.3.1 Contato Direto
4.3.2 Contato Indireto
4.3.3 Fuga de Corrente
5. Projeto das Instalações
5.1 Importância do Projeto
5.2 O Traçado do Diagrama – Convenções
5.3 Exemplo de Projeto
5.4 Circuitos Especiais
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6. Execução das Instalações Residenciais
6.1 Instalações em Linhas Aéreas
6.2 Instalações em Eletrodutos
6.3 Algumas Observações Importantes sobre Instalações Elétricas
7. Segurança
7.1 Prevenção
7.2 Tensão de Contato
7.2.1 Choque Elétrico
7.3 Isolação e Classes de Proteção
7.3.1 Condutores de Proteção
7.4 Situações nas quais as Pessoas possam estar Imersas
8. Conservação de Energia Elétrica na Residência
8.1 Medidas de Conservação de Energia Elétrica na Residência
8.2 Iluminação
8.3 Recomendações Úteis para Utilização Adequada das Lâmpadas
8.4 Geladeira ou Freezer
8.5 Aquecimento de Água
8.6 Televisor
8.7 Ferro Elétrico
8.8 Condicionador de Ar
8.9 Máquina de Lavar Louça
8.10 Máquina de Lavar Roupa
8.11 Secadora de Roupa
8.12 Horário de Ponta ou Pico
8.13 Leitura e Controle do Consumo de Eletricidade
8.14 Dicas de Segurança
Bibliografia
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1. Noções de Eletricidade
1.1 Energia e Energia Elétrica
Energia é a capacidade de produzir trabalho e apresenta-se sob várias formas.
Energia Térmica;
Energia Mecânica;
Energia Elétrica;
Energia Química;
Energia Atômica, etc.
Uma das mais importantes características da energia é a possibilidade de sua transformação de uma forma
para outra. Por exemplo, a energia térmica pode ser convertida em energia mecânica (motores de explosão),
energia química em energia elétrica (pilhas) etc. Entretanto na maioria das formas em que a energia se
apresenta, ela não pode ser transportada, ela tem que ser utilizada no mesmo local em que é produzida.
Energia Elétrica
A energia elétrica é uma forma de energia que pode ser transportada com facilidade. Para chegar à sua casa,
às ruas, ao seu trabalho, ela percorre um longo caminho desde a usina. A energia elétrica passa pelas
seguintes fases:
Geração: A energia elétrica é produzida a partir da energia mecânica de rotação de um eixo de uma turbina
que movimenta um gerador. Esta rotação é causada por diferentes fontes primárias, como a força de água
que cai (hidráulica), a força do vapor (térmica) que pode ter origem na queima do carvão, óleo combustível
ou, ainda, na fissão do urânio (nuclear).
A CEMIG valendo-se das características do Estado de Minas-Gerais onde são inúmeras as quedas d’água
tem, na força hidráulica, a sua fonte de energia primária. Portanto, as nossas usinas são hidroelétricas.
Transmissão: As usinas hidroelétricas nem sempre se situam próximas aos centros consumidores. Por isto é
preciso transportar a energia elétrica produzida nas usinas até os locais de consumo: cidades, indústrias e
fazendas. Para realizar este transporte é que são construídas as subestações e as linhas de transmissão.
Distribuição: Nos centros consumidores, são construídas as subestações transformadoras. Sua função é
baixar a tensão do nível de transmissão (muito alto) para o nível de distribuição. A rede de distribuição recebe
a energia em um nível de tensão adequado à sua distribuição por toda a cidade, porém inadequada para sua
utilização imediata. Assim, os transformadores instalados nos postes das cidades fornecem a energia elétrica
diretamente para as residências, para o comércio e outros locais de consumo no nível de tensão adequado a
utilização.
A energia gerada através da força da água nas turbinas é
levada para as subestações e distribuída através de linhas
de transmissão, composta de torres, postes e cabos de
cobre e alumínio até as residências.
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1.2 Tensão e Corrente Elétrica
Chamamos de elétrons as partículas invisíveis existentes nos fios, que estão em constante movimento
desordenado. Para que estes elétrons se movimentem de forma ordenada nos fios é necessário ter uma força
que os empurre. A esta força chamamos de tensão elétrica (U).
Este movimento ordenado de elétrons, provocado pela tensão, forma então uma corrente de elétrons. A esta
corrente de elétrons chamamos de corrente elétrica (I).
Para fazermos idéia do comportamento da corrente elétrica, podemos compará-la com uma instalação
hidráulica. A pressão que a água faz depende da altura da caixa. A quantidade de água que flui pelo cano vai
depender desta pressão, da grossura do cano, e da abertura da torneira.
De maneira semelhante, no caso da energia elétrica, temos: A pressão da energia elétrica é chamada tensão
e sua unidade é o Volt (V): a corrente elétrica que circula pelo circuito e que depende da tensão e da
resistência, tem como unidade o Ampére (A): e a resistência que o circuito oferece à passagem da corrente
é medida em Ohms ( ).
A energia elétrica é transportada sob a forma de uma corrente elétrica e esta se apresenta sob duas formas:
CORRENTE CONTÍNUA – CC
CORRENTE ALTERNADA – CA
A corrente contínua é aquela que mantém sempre a mesma polaridade, fornecendo uma tensão constante,
como é o caso das pilhas e baterias. Temos um pólo positivo e um negativo. A corrente alternada tem a sua
polaridade invertida certo número de vezes por segundo. Ao número de variações que a corrente faz por
segundo dá-se o nome de freqüência e a sua unidade é Hertz (Hz).
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Um Hertz corresponde a um ciclo completo de variação da corrente, daí ser comum falar em “ciclo por
segundo” ao invés de Hz.
Dependendo do tipo de trabalho que temos de executar, podemos necessitar de corrente continua (CC) ou
corrente alternada (CA). A maioria dos equipamentos elétricos funciona em corrente alternada (CA), como os
motores de indução, os eletrodomésticos, iluminação, etc. A corrente continua (CC) é pouco utilizada. Como
exemplo, temos: sistema de segurança, equipamentos que funcionam com pilhas ou baterias, motores de
corrente continua, etc.
Corrente alternada
Corrente contínua
1.3 Resistência Elétrica – Lei de Ohm
Chamamos de resistência elétrica a oposição que o circuito oferece à circulação da corrente elétrica.
Lei de Ohm
Assim chamada devido ao físico que a descobriu, estabelece que: Se aplicarmos a um circuito, uma tensão
de 1V, cuja resistência seja de 1 , a corrente que circulará pelo mesmo será de 1A.
Assim:
U
I=
R
desta relação podemos tirar outras como:
U=RxIeR=
U
I
1.4 Potência e Energia Elétrica
Potência Elétrica (P): é calculada através da multiplicação da tensão pela corrente elétrica de um circuito.
Deste modo, uma lâmpada ao ser percorrida por uma corrente elétrica se acende e se aquece. A luz e o calor
produzido nada mais são do que o resultado da potência elétrica que foi transformada em potência luminosa
(luz) e potência térmica (calor).
Então: P = U x I
U
Como U = R x I e R = , podemos calcular a potência P dos seguintes modos:
I
P = (R x I) x I
I2
P=Rx eP=Ux
U
R
P = U2 / R
Energia Elétrica (E): é a potência vezes o tempo de utilização (em horas, por exemplo).
E = U x I x h ou E = P x h
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Quando se tratar de circuito alimentado por corrente continua ou de circuito composto somente de resistência,
alimentado por corrente alternada, a potência encontrada é medida em Watts (W).
Sendo que 1W equivale a 1V x 1A. Outras unidades de potência, também muito usadas, são o HP (Horse
Power) que equivale a 746W e o cv (Cavalo Vapor) que equivale a 735,5W.
A unidade de energia elétrica é o Wh (Watt – hora). Todas as unidades citadas até o momento, possuem
múltiplos e submúltiplos. Todas as unidades de medidas elétricas possuem múltiplos de submúltiplos, que já
foram estudados em eletricidade I.
1.5 Aparelhos de Testes
Antes de falarmos sobre os aparelhos que medem as grandezas elétricas vejamos alguns instrumentos
simples, que nos ajudam a verificar defeitos em instalações elétricas assim como nos auxiliam a identificar o
fio fase (tais aparelhos não medem os valores das grandezas elétricas, mas simplesmente testam a
existência ou não das mesmas).
Teste da Lâmpada
Para identificarmos os fios fase e neutro de uma instalação elétrica, podemos fazê-lo através de uma
lâmpada incandescente de 220 volts. Um dos seus terminais é posto em contato com um dos fios e o outro
terminal é posto em contato com um condutor devidamente aterrado (uma haste de terra cravada no chão).
Se a lâmpada acender significa que o fio utilizado é o fio fase. Caso contrário, se a lâmpada permanecer
apagada, significa que o fio utilizado é o neutro.
Importante: a lâmpada incandescente utilizada tem que ser para a tensão de 220V, pois pode ser que os
dois fios sejam fase-fase (220V) ou que o transformador que alimenta a instalação elétrica seja de 220V entre
fase e neutro. Daí, se a lâmpada for de 127V, ela poderá estourar no teste, provocando um acidente com o
eletricista.
Lâmpada néon
Trata-se de uma lâmpada que tem a característica de acender quando um dos seus terminais é posto em
contato com um elemento energizado e outro é posto em contato com a terra. Normalmente, é apresentada
sob a forma de uma caneta ou chave de parafusos onde um dos terminais é a ponta da caneta (ou da chave)
e o outro faz terá através do corpo do próprio operador.
Devido a grande resistência interna da lâmpada, a corrente circulante não é suficiente para produzir a
sensação de choque, entretanto seu uso é restrito a circuito de baixa tensão. A grande vantagem deste
instrumento é a sua robustez e o fato de indicar, de maneira simples, a presença de tensão no local
pesquisado.
Um exemplo de sua utilização é a pesquisa de fase em uma instalação, em sistemas de neutro aterrado
(quando se encosta a ponta na fase, a lâmpada acende e o neutro não).
Lâmpada série
É um instrumento de fabricação caseira que serve para verificar a continuidade de um circuito ou
equipamento elétrico, sua construção é a representada na figura, sendo recomendada a utilização de uma
lâmpada de potência bem baixa (no máximo 10 à 15W), a fim de limitar os valores da corrente, evitando
danos ao equipamento sob teste.
Nota: o equipamento a ser testado deverá estar desernegizado quando do uso da lâmpada série.
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1.6 Aparelhos de Medição
Os aparelhos de medição são instrumentos que, através de escalas, gráficos ou outros recursos semelhantes
(por ex.: dígitos), nos fornecem os valores numéricos das grandezas que estão sendo medidas.
As ligações desses medidores são feitas de duas maneiras: em série com a carga, quando se deseja saber a
corrente (A) circulante (amperímetro): e em paralelo com a carga, quando se deseja conhecer a tensão (V)
aplicada (voltímetro).
Obs.: O uso do instrumento de medida deve obedecer todos os procedimentos operacionais a fim de evitar
possíveis danos materiais.
A medição de potência elétrica (W) é feita por um aparelho, o wattímetro, que associa as funções do
voltímetro e do amperímetro (este aparelho tem indicações de qual deve ser o terminal comum que deve ser
ligado ao lado da carga). As figuras abaixo mostram o esquema de ligação:
Os aparelhos de medição, segundo a maneira de indicar os valores, podem ser:
Indicadores
São aparelhos que, através do movimento de um ponteiro em um quadrante com escala (ou de uma tela
digital), nos dão os valores instantâneos das grandezas medidas. Estes instrumentos possuem uma bobina
que, ao ser percorrida por uma corrente, provoca a deflexão de um ponteiro (a deflexão é proporcional a
corrente que passa). Este sistema é adotado tanto para medir corrente, como para medir tensão, sendo que,
para cada caso utilizam-se resistências em série ou em paralelo com a bobina de tal forma que só circula na
mesma, no máximo, a corrente máxima que a (bobina) suporta. O wattímetro é uma aplicação do mesmo
principio somente que neste caso, a deflexão do ponteiro se deve a duas bobinas (uma de tensão e outra de
corrente) ligadas convenientemente.
Um tipo desses instrumentos, largamente utilizado, é o medidor de corrente e tensão, tipo alicate. Ele possui
garras que abraçam o condutor onde passa a corrente elétrica a ser medida. Essas garras funcionam como
núcleo de um transformador em que o primário é o condutor, o qual estamos realizando a medida, e o
secundário é uma bobina enrolada que está ligada ao medidor propriamente dito, conforme indica a figura.
Obs.: O amperímetro deverá abraçar apenas o(s) fio(s) da mesma fase.
No caso de se medir tensão, esse instrumento possui dois terminais nos quais são conectados os fios que
serão colocados em contato com o local a ser medido.
Nota: esse instrumento possui escalas para corrente e tensão. Deverá ser ajustado antes de ser feita a
medição. Geralmente a escala de corrente esta escrita na cor preta e a escala de tensão na cor vermelha. Se
não temos uma idéia do valor da corrente ou da tensão a ser medida, devemos ajustar o aparelho para a
maior escala de corrente ou tensão e se for o caso, ir diminuindo a escala para efetuarmos a medição
corretamente.
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Registradores
Têm o principio de funcionamento idêntico ao dos instrumentos indicadores, tendo sido adaptada à
extremidade do ponteiro uma pena, onde se coloca tinta: sob a pena corre uma tira de papel com graduação
na escala conveniente: a velocidade da tira de papel é constante e dada por um mecanismo de relojoaria.
Deste modo, teremos os valores da grandeza medida a cada instante e durante o tempo que quisermos.
Alguns instrumentos deste tipo utilizam um disco ao invés de tira (rolo) de papel, neste caso o tempo da
medição é limitado a uma volta do disco.
Integradores
São aparelhos que somam os valores instantâneos e dão, a cada instante, os resultados acumulados em um
sistema registrador que pode ser de ponteiros ou de ciclômetro (o medidor tem janelinhas onde aparecem os
números) um exemplo, são os medidores de energia de nossas residências.
O medidor convencional de energia elétrica compõe-se de duas bobinas: uma de tensão, ligada em paralelo
com a carga e uma de corrente, ligada em série com a carga. As duas bobinas são enroladas sobre o mesmo
núcleo de ferro.
Um disco colocado junto ao núcleo, por força dos campos magnéticos formados (de tensão e de corrente)
quando a carga esta ligada, passa a girar com velocidade proporcional a energia consumida. Através de um
sistema de engrenagens, a rotação do disco é transportada a um mecanismo integrador.
Nesses medidores o valor relativo a certo período de tempo corresponde à diferença entre as duas leituras
realizadas, uma no final e outra no inicio do respectivo período. A leitura destes medidores é feita seguindo a
seqüência natural dos algarismos, ou seja, se forem quatro ponteiros, ou quatro janelas, o primeiro a
esquerda indica os milhares, o segundo as centenas e assim por diante. Deve-se tomar cuidado, entretanto,
no caso dos medidores de ponteiro: uma vez que cada ponteiro gira quase sempre em sentido inverso ao de
seus vizinhos.
Nota: o número que se deve considerar é aquele pelo qual o ponteiro acabou de passar, isto é, quando o
ponteiro esta entre dois números, considera-se o de menor valor.
Obs.: Quase todos os medidores existentes se baseiam em um dos tipos citados com adaptações no seu
sistema de ligações. Por exemplo, o ohmímetro (medidor de resistência), nada mais é do que um medidor de
corrente ligado em série com uma pilha. Observe a figura abaixo:
Como temos a tensão constante, a corrente vai variar de acordo com a resistência que ligarmos ao circuito.
Assim, para cada valor de resistência, circulará certa corrente no circuito (I = U/R) de tal forma que basta
construir a escala convenientemente e, quando ligarmos uma resistência ao circuito, teremos o seu valor em
ohm ( ) na escala. O ohmímetro também é frequentemente usado para se verificar a continuidade de um
circuito, podendo neste caso, ser substituído pela “lâmpada série” uma vez que os circuitos internos são
semelhantes e na verificação de continuidade não nos interessam valores de corrente.
1.7 Corrente Alternada (CA)
Até agora os raciocínios foram feitos considerando-se somente a corrente continua, entretanto, a forma mais
comum em que a corrente elétrica se apresenta é a corrente alternada. Os circuitos de corrente alternada
são, nas instalações residenciais, de modo geral, monofásicos e circuitos de duas fases e neutros,
impropriamente chamados de bifásicos.
Circuitos Monofásicos
Se tivermos um gerador com uma só bobina que ao funcionar gera uma tensão entre seus terminais,
chamamos a este gerador de “gerador monofásico”.
Nos geradores de corrente alternada monofásicos convencionou-se chamar um dos terminais deste gerador
de neutro (N), e o outro de fase (F). Se ligarmos este gerador a um circuito, teremos um circuito monofásico.
Portanto, um circuito monofásico é aquele que tem uma fase e um neutro (F e N) e a tensão no circuito é
igual à tensão entre fase e neutro, também chamada de tensão de fase (VFN ou VF).
Circuitos Trifásicos
Quando temos um gerador com três bobinas, ligadas conforme a figura, ele é um gerador trifásico e da
origem a um circuito trifásico.
Podemos ter os circuitos trifásicos a três fios (F1, F2 e F3) e a quatro fios (F1, F2, F3 e N).
No circuito trifásico aparecem, com relação às tensões, a tensão entre fase e neutro, ou tensão de fase (VFN
ou VF) e a tensão entre fases ou tensão de linha (VFF ou VL).
Demonstra-se que:
VL = 3 × VF ou VF =
VL
sendo que 3 = 1,732
3
Os circuitos trifásicos são mais usados em indústrias e grandes instalações.
Obs.: Usa-se chamar os geradores de corrente alternada de “alternadores”.
1.8 Potência em Corrente Alternada
Quando fazemos passar por uma bobina uma CC, verificamos que praticamente não há queda de tensão, a
não ser a queda devido à resistência do fio com que foi construída a bobina ( U = RI. Entretanto, quando
circula pela bobina o mesmo valor de CA verifica-se uma queda de tensão. Se substituirmos a bobina por um
condensador ou capacitor, verificaremos que não haverá nenhuma circulação de CC: entretanto, quando
ligamos a CA aparecerá uma corrente circulando por ele (pode-se demonstrar que, quanto maior a
capacidade, maior a corrente alternada circulante). Verifica-se, então, que as bobinas e capacitores se
comportam de maneira diferente em relação à CA.
A esta oposição à passagem da corrente dá-se o nome de reatância indutiva, quando se tratar de bobinas, e
reatância capacitiva, quando se tratar de capacitor. A soma vetorial das reatâncias com a resistência, dá-se o
nome de “impedância” (Z).
Assim temos:
R
Resistência
Reatância Indutiva (bobinas)
XL
Reatância Capacitiva (capacitores)
XC
Impedância (soma vetorial)
Z
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A reatância capacitiva opõe-se à indutiva. Assim a reatância total do circuito (X) é dada pela diferença entre
XL e XC (o maior destes dois valores determina se o circuito é indutivo ou capacitivo).
X = XL - XC
XL > XC
XC > XL
Circuito Indutivo
Circuito Capacitivo
Os valores da resistência, das retas e da impedância podem ser representados graficamente através de um
triangulo retângulo, como abaixo:
Onde:
Z: impedância do circuito
R: resistência do circuito
X: reatância total do circuito (que é igual à XL - XC ou XC - XL)
Z
X
R
Uma carga ligada a um circuito de corrente alternada é, quase sempre, constituída de resistência e reatância,
ou seja, temos sempre uma impedância. Assim, a expressão de potência W = U x I, em geral não é válida
para circuitos de corrente alternada, devendo ser acrescida à expressão um outro fator, conforme veremos.
Pela Lei de Ohm, temos que a potência desenvolvida em um circuito é:
R x I2 = W (Watts)
Por outro lado se substituirmos na expressão acima a resistência pela reatância total, termos:
X x I2 = VA
Expressão da potência reativa desenvolvida no circuito e que depende das reatâncias existentes.
Ao produto V x I (ou Z x I2) = VA chamamos de potência aparente, que é a soma vetorial das duas potências
ativa e reativa.
Assim temos:
W = R x I2
Var = X x I2
VA = Z x I2 = U x I
Onde:
W = potência ativa (ou kW, que corresponde a 1000W)
VAr = potência reativa (ou kVAr, que corresponde a 1000Var)
VA = potência aparente (ou kVA, que corresponde a 1000VA)
Assim como no caso anterior, podemos tomar as três acima e construir um triangulo com seus valores, ou
seja:
Este triângulo é chamado, normalmente de “triângulo das
potências”, o ângulo Ø é o ângulo do fator de potência (cos Ø = FP).
Partindo do triângulo das potências, podem-se obter as seguintes
expressões matemáticas:
kVA
kVAr
90°
Ø
kW
kVA2 = kW2 + kVAr2
kVA =
kW2 + kVAr2
cos Ø = kW / kVA
kW = kVA x cos Ø
tg Ø = kVAr / kW
kVAr = kVA x sen Ø
13
Obs.: 1 – os valores de cos, sen e tg podem ser obtidos através de uma tabela de funções trigonométricas.
2 – anexo uma tabela com formas utilizadas para calculo das grandezas elétricas mais comuns.
1.9 O Fator de Potência
A potência ativa (kW) é a que efetivamente produz trabalho. A potência reativa (kVAr), ou magnetizante, é
utilizada para produzir o fluxo magnético necessário ao funcionamento dos motores e transformadores.
Para termos uma idéia do que vem a ser as duas formas de energia, vamos fazer uma analogia com um copo
de cerveja.
Num copo de cerveja temos uma parte ocupada só pelo liquido e outra ocupada só pela espuma. Se
quisermos aumentar a quantidade de liquido teremos que diminuir a espuma. Assim, de maneira semelhante
ao copo de cerveja, a potência elétrica solicitada, por exemplo, por um motor elétrico comum, é composta de
potência ativa (kW) que corresponde ao liquido, e potência reativa (kVAr) que corresponde a espuma. A soma
vetorial (em ângulo de 90°), das potências ativa e reativa á a potência aparente (kVA) que corresponde ao
volume do copo (liquido mais espuma).
Assim como o voluma do copo é limitado, também a capacidade em kVA, de um circuito elétrico (fiação,
transformadores, etc.) é limitada de tal forma que, se quisermos aumentar a potência ativa em um circuito,
temos que reduzir a potência reativa.
O fator de potência é o quociente da potência ativa (kW), pela potência aparente (kVA), que é igual ao coseno
do ângulo Ø do triângulo do item 1.8.
FP = cos Ø
FP = kW / kVA
Para ilustrarmos a importância do fator de potência (FP), vejamos o seguinte exemplo:
Qual a potência do transformador, necessária para se ligar um motor de 10kW com FP = 0.50 e qual a
corrente que circula pelo circuito para a tensão igual a 220V? (Calcular também para FP = 1.00)
1º Caso:
2º Caso:
Para FP = 0.50
Para FP = 1.00
PkVA = PkW / cos Ø
PkVA = PkW / cos Ø
PkVA = 10 / 0.50
PkVA = 10 / 1.00
PkVA = 20kVA
PkVA = 10kVA
I = PVA / V
I = PVA / V
I = 20.000 / 220
I = 10.000 / 220
I = 90A
I = 45A
Resposta:
Resposta:
Transformador de 20 kVA
Transformador de 10kVA
Corrente de 90A
Corrente de 45A
Pelo exemplo, verifica-se que quanto menor o FP mais problemas trará o circuito transformadores maiores,
fiação mais grossa, etc. Logo, é interessante corrigirmos o fator de potência de uma instalação para os
valores mais próximos possíveis da unidade (as companhias de energia elétrica cobram um ajuste sobre o
FP, quando o mesmo é inferior a 0.92, de acordo com a legislação do FP).
As causas mais comuns do baixo FP são:
Nível de tensão elevado acima do valor nominal.
Motores que, devido a operações incorretas, trabalham a vazio desnecessariamente durante grande parte
do seu tempo de funcionamento.
Motores super dimensionados para as respectivas máquinas.
Grandes transformadores de força sendo usados para alimentar, durante longos períodos, somente
pequenas cargas.
Transformadores desnecessariamente ligados a vazio por períodos longos.
Lâmpadas de descarga fluorescentes, vapor de mercúrio, etc.: sem a necessária correção individual do
FP.
14
Exercícios:
1. Qual a potência do transformador necessária para se ligar um motor de 7,5cv com FP = 0.6, e qual a
corrente que circula pelo circuito para tensão igual a 220V?
2. Um transformador de 15kVA trabalhava a plena carga (100%), alimentando uma carga de 7,5kW.
Qual o fator de potência do sistema?
2. Os Circuitos Elétricos Residenciais e Diagramas de Ligações
2.1 Tipos de Instalações Elétricas
As instalações elétricas de baixa tensão são regulamentadas pela Norma Brasileira NBR – 5410/90
“Instalações Elétricas de Baixa Tensão” da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.
As concessionárias de energia elétrica, por sua vez, classificam os consumidores de acordo com a carga
instalada, de conformidade com a legislação sobre “Condições Gerais de Fornecimento” (Portaria DNAEE –
Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica), que estabelecem os seguintes limites para
atendimento:
Tensão secundaria de distribuição: quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior
a 50kW:
Tensão primaria de distribuição: quando a carga instalada na unidade for superior a 50kW e a demanda
contratada ou estimada pelo concessionário para o fornecimento for igual ou inferior a 2500kW:
Tensão de transmissão: quando a demanda contratada ou estimada pelo concessionário para o
fornecimento for superior a 2500kW.
Obs.:
1. O atendimento poderá ser feito fora dos limites requeridos, desde que atenda a conveniências especificas
do concessionário e/ou do consumidor e que seja obtida autorização do DNAEE.
2. Para efeito da classificação acima, são considerados os seguintes limites:
Tensão secundaria de distribuição:
Tensão primaria de distribuição:
Tensão de transmissão:
V < 600V
2300V V < 34.000V
V 34.000V
As unidades consumidoras ligadas em baixa tensão podem ser atendidas das seguintes maneiras:
A dois fios (uma fase e um neutro)
A três fios (duas fases e um neutro)
A quatro fios (três fases e um neutro).
Fornecimento a dois fios
- uma fase e um neutro
- tensão de 127V
Fornecimento a três fios
- duas fases e um neutro
- tensões de 127 e 220V
- tensões de 127 e 254V
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Fornecimento a quatro fios
- três fases e um neutro
- tensões de 127 e 220V
A norma da CEMIG ND – 5.1 – “Fornecimento de Tensão Secundaria – Rede de Distribuição Aérea” –
ND/90 classifica os consumidores em 6 tipos de acordo com a tabela a seguir:
Especificações
Ligação
Tipo
Carga
Não Pode Constar
Fases Fios
Motores monofásicos com potência superior a 2cv.
Até
A
Máquina de solda a transformador com potência superior a
1
2
10kW
2kVA.
Aparelhos vedados a consumidores tipo A, se alimentados
em tensão fase-neutro (127V)
Entre
Motores monofásicos, alimentados em 220V ou 254V, com
B
10kW e
2
3
potência superior a 5cv.
15kW
Máquina de solda a transformador, alimentadas a 220V ou
254V com potência superior a 9kVA
Aparelhos vedados ao fornecimento tipo A, se alimentados
Entre
em 127V.
C
10kW e
2
3
Motores monofásicos com potência superior a 5cv,
20kW
alimentados a 254V.
Aparelhos vedados ao fornecimento tipo A, se alimentados
em 127V.
Motores monofásicos com potência superior a 5cv, e
alimentados em 220V.
Motores de indução trifásicos com potência superior a 15cv.
Máquina de solda tipo motor-gerador, com potência superior
Até
D
3
4
a 30kVA.
75kW
Máquina de solda a transformador com potência superior a
15kVA, alimentada em 220V – 2 fases ou 2220V – 3 fases
em ligação V - v invertida.
Máquina de solda a transformador com potência superior a
30kVA e com retificação em ponte trifásica alimentada em
220V – 3 fases.
Aparelhos vedados ao fornecimento tipo A, se alimentados
Até
em 127V.
E
37.5kW
2
3
Motores monofásicos com potência superior a 12.5cv, e
(rural)
alimentados em 254V.
Até
Motores de indução trifásicos com potência superior a 50cv.
F
3
4
75kW
Motores monofásicos com potência superior a 10cv,
(rural)
alimentados em 220V.
Uma vez pronto o padrão de entrada estando ligados o medidor e o ramal de serviço, a energia elétrica
entregue pela concessionária estará disponível para ser utilizada. Essa entrada de energia fornecida pela
concessionária e denominada de ENTREGA DE ENERGIA.
16
2.2 Símbolos e Convenções
A tabela a seguir mostra a simbologia utilizada nas instalações prediais:
2.3 Dimensionamento de Carga
A carga pode ser considerada a potência elétrica de cada aparelho elétrico. Para determinar a carga de uma
instalação elétrica residencial, deve-se somar a carga prevista para as tomadas de corrente, a potência das
lâmpadas e dos equipamentos elétricos. As tomadas de corrente deverão ser consideradas como sendo de
100VA cada, com exceção das tomadas ligadas a um circuito especial que deverá atender: cozinha, copa,
área de serviço, lavanderia (com carga de 600VA por tomada, até 3 tomadas, e 100VA por tomada para as
excedentes). Para as tomadas de uso especifico deve-se considerar a potência nominal do aparelho a ser
alimentado. A carga de iluminação deve ser calculada de acordo com a NBR-5413/92 – Iluminação de
Interiores. Entretanto, a titulo de referencia, poderão ser utilizados os valores da tabela a seguir:
17
Local
Salas
Quartos
Escritórios
Copa
Cozinha
Banheiro
Dependências
Carga Mínima de Iluminação (W/m2)
Incandescente
Fluorescente
25
20
25
4
20
4
20
4
10
3
10
3
Exemplo:
Qual a potência mínima de iluminação incandescente a ser instalada num quarto de 3m de largura e 4m de
comprimento?
Área do quarto: 3m x 4m = 12m2
Iluminação mínima: 20W/m2 (tabela acima)
Potência total de iluminação: 20 x 12 = 240W
2.4 Divisão de Circuitos e Seção Mínima dos Condutores
A norma NBR 5410/90 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão, determina que os circuitos elétricos de
tomada, iluminação e equipamentos de corrente nominal superior a 10A (1270W em 127V) como chuveiros
elétricos, fornos, etc. devem ter seus circuitos elétricos independentes.
Divide-se uma instalação elétrica em circuitos parciais para facilitar a manutenção, para que a proteção possa
melhor dimensionada e para reduzir as quedas de tensão.
Sabe-se que o disjuntor (ou fusível) é calculado para toda a carga dói circuito. Ora, se temos um só circuito,
teremos um disjuntor de grande capacidade e um pequeno curto-circuito não será percebido por ele.
Entretanto, se tivermos vários circuitos, com vários disjuntores de capacidades menores, aquele curto poderá
ser percebido por um desses disjuntores que desligará somente o circuito parcial onde estiver ocorrendo um
curto-circuito (ver item 4.3).
A seção mínima dos condutores deverá ser especificada de acordo com as referencias abaixo:
Iluminação
Tomadas de correntes em quartos, salas e similares
Aquecedor de água (boiler)
Chuveiro elétrico
Aparelhos de ar condicionado
Fogões elétricos
1,5mm2
2,5mm2
2,5mm2
4,0mm2
2,5mm2
6,0mm2
Nos cordões flexíveis para ligação de aparelhos eletrodomésticos, abajures, lustres e aparelhos semelhantes,
pode ser usado um condutor de 0,75mm2.
Nos circuitos de controle e sinalização (campainha) a bitola do condutor pode ser reduzida até 0,5mm2. Os
circuitos deverão partir de um quadro de distribuição, onde serão instalados os dispositivos de proteção
(independentes para cada circuito).
Quadro de distribuição de circuitos (QDC) é
o centro de distribuição de toda a instalação
elétrica de uma residência.
18
Modelos de QDC
Seccionador geral Quant. máx. módulos
nenhum
18
Modelo QDC-18
Bipolar
16
Tripolar
15
Interruptor DR
15
Seccionador geral Quant. máx. módulos
nenhum
24
Modelo QDC-24
Bipolar
22
Tripolar
21
Interruptor DR
21
Seccionador geral Quant. máx. módulos
nenhum
32
Modelo QDC-32
Bipolar
30
Tripolar
29
Interruptor DR
29
Deverá haver um condutor neutro para cada circuito, não podendo ser o neutro seccionado para instalação de
proteção ou para qualquer outro fim. O desenho abaixo mostra um circuito elétrico de uma residência com
seus pontos de carga.
19
2.5 Interruptores e Tomadas
Como foi explicado anteriormente, todo produto deve estar em conformidade com as normas da ABNT. Para
exemplificar, iremos relacionar alguns testes que o interruptor tem que se submeter para comprovar que esta
dentro das normas da ABNT e receber a marca de conformidade do Instituto Nacional de Metrologia e
Qualidade Industrial – INMETRO.
1) Os organizadores vão reconhecer a fábrica, analisam as máquinas, laboratórios e a equipe técnica.
Após aprovarem tudo, iniciam as provas nos produtos.
2) Isolamento e rigidez elétrica: o interruptor tem que resistir a 2000V, sem deixar passar corrente,
com resistência superior a mínima aceitável, que é de 5megaohms – NBR nº 6271.
3) Elevação de Temperatura: ligam um condutor apertando um pouco o parafuso do borne do
interruptor, durante 1h, passando 35% da corrente nominal e o interruptor não pode aquecer mais de
45°C – NBR nº 6278.
4) Sobrecorrente e durabilidade: primeiro o interruptor tem que resistir a 200 mudanças de posição,
ou seja, 100 liga-deslida com tensão 10% e corrente 25% superior a nominal, alem de um fator de
potência extramente desfavorável (0.3): segundo, interruptor passa por mais de 40.000 mudanças de
posição, com corrente e tensão e tensão nominal, ou seja, 220V e 10A – NBR nº 6269.
5) Resistência mecânica: recebe o impacto de um martelo de 150g a uma altura de 10cm, e o produto
não pode apresentar rachadura por onde pudesse ter acesso as partes energizadas do produto –
NBR nº 6275.
6) Resistência ao calor: o produto em uma estufa a 100°C, sem umidade, durante uma hora e não
pode apresentar deformações – NBR nº 6266.
7) Prova de resistência ao calor anormal ou fogo: em fio incandescente a 850°C, que provoca que
provoca fogo é colocado sobre o produto e embaixo deste é colocado um papel de seda a uma altura
de 20cm. Retira-se o fio em menos de 30s e o papel de seda são deve inflamar com o gotejamento –
NBR nº 6272.
Como podemos observar, o interruptor tem que resistir a 40.000 mudanças de posição (manobras), com
tensão e corrente nominal, bornes enclausurados, evitando contatos acidentais e a resistência a impactos.
Tomadas – 10.000 mudanças de posição (inserção e retirada do plugue), bornes enclausurados, evitando
contatos acidentais, resistência a impactos.
Plugues monoblocos – 10.000 mudanças de posição (inserção e retirada da tomada) prensa cabo que não
permite que o cabo solte quando puxado.
Disjuntor – 20.000 mudanças de posição (manobras), sendo 12.000 com corrente e tensão nominal 8.000
em vazio (sem carga), atuação imediata contra curto-circuito.
2.5.1 Numero de Tomadas por Cômodo
Cada cômodo de uma residência deverá ter tantas tomadas quantos forem os aparelhos a serem instalados
dentro do mesmo. Uma sala de estar, por exemplo, deve ter tomadas para: televisor, aparelho de som, vídeo,
abajures, enceradeira, etc.
A norma NBR 5410/90 determina as seguintes quantidades mínimas para instalação de tomadas:
1 tomada por cômodo para área igual, ou menor que 6m2.
1 tomada para cada 5m, ou fração de perímetro, para áreas maiores que 6m2.
1 tomada para cada 3,5m, ou fração de perímetro, para copas, cozinhas, sendo que acima de cada
bancada de 30cm, ou maior, deve ser prevista uma tomada.
1 tomada em subsolos, sótãos, garagens e varandas.
1 tomada junto ao lavatório, em banheiros.
20
Nota: o perímetro de um cômodo, e calculado somando o comprimento de cada lado deste cômodo.
2.6 Esquemas de Ligações
As ilustrações a seguir mostram alguns exemplos de instalações elétricas:
Ligação de duas lâmpadas incandescentes
Ligação de duas lâmpadas incandescentes e uma tomada bipolar
O fio neutro deve estar sempre ligado à boquilha da lâmpada, e o fio fase ao interruptor. Esta medida evita
que você tome choque quando for tocar a lâmpada, mesmo que o interruptor esteja ligado.
T – Terra
F – Fase
N – Neutro
Consideremos um cômodo tem o interruptor ao lado da porta com uma tomada abaixo dele (a 30cm do piso)
e uma tomada adicional. O fio fase nunca deve ser ligado à lâmpada e sim ao interruptor. Isto se faz em
obediência à norma (NBR5410) que diz que o neutro nunca deve ser seccionado. Com defeito, se uma
instalação em eletrodutos metálicos aterrada houver um curto circuito, ao energizarmos o circuito, a lâmpada
permanecerá acesa, mesmo com o interruptor desligado. Este curto circuito pode ocorrer quando ao enfiar os
fios na tubulação, o fio raspa na entrada do tubo danificando o isolamento e fazendo o contato e o condutor e
o eletroduto.
2.7 “Three Way” (paralelo) e “For Way” (intermediário)
Às vezes tem-se a necessidade de controlar uma ou varias lâmpadas de mais de um ponto. Por exemplo,
numa escada é bom que haja um interruptor em cada extremidade, ligados à mesma lâmpada, para que
possamos acendê-la quando chegarmos e apaga-la quando atingirmos a outra extremidade da escada.
Nestes casos utiliza-se um conjunto de interruptores “Three Way” (paralelo) ou em conjunto “Four Way”
(intermediário).
21
“Three Way” (paralelo)
Esquema de instalação de um sistema “Three Way” para acionamento de uma lâmpada incandescente
“Four Way” (intermediário)
É usado quando se deseja usar uma lâmpada, ou conjunto de lâmpadas de mais de dois pontos. Funciona
invertendo as ligações entre dois interruptores no sistema “Three Way” que ficam nas extremidades.
Os esquemas representam as ligações de lâmpadas incandescentes
2.8 Cálculo da Corrente total do circuito em função da potência das cargas
Como sabemos, a corrente de um aparelho é determinada pela fórmula:
I = VA / U
Para determinarmos a corrente de um circuito, somamos toda a carga ligada ao mesmo (lembre-se que, num
circuito comum, cada tomada corresponde a uma carga de 100VA) e dividirmos pela tensão.
Exemplo de calculo de corrente:
Alimentação da rede elétrica: 127V
- Lâmpadas: 100 + 60 + 100 + 60 + 60 = 380VA
Corrente 11 = 380VA / 127V = 3,0A
- Tomadas: 4 x 100 = 400VA
Corrente 12 = 400VA / 127V = 3,2A
22
2.9 Outros Circuitos
Em uma instalação residencial podem existir outros circuitos tais como telefone, fax, TV a cabo, interligação
de computadores, antenas para televisão, etc. Para execução desses circuitos, deverão ser consultadas as
normas e instruções dos concessionários dos serviços, ou dos fabricantes dos aparelhos. Esses circuitos
deverão ser instalados com fiação / tubulação diferente dos demais circuitos elétricos.
Exercício:
Dimensionar a carga de iluminação de uma sala de 4,5m de largura por 6,0m de comprimento. Calcular a
corrente dessa carga.
3. Dimensionamento de Condutores
3.1 Tipos de Condutores
Todo metal é condutor de corrente de corrente elétrica. Entretanto, alguns conduzem melhor que outros, ou
seja, alguns oferecem menor resistência à passagem de corrente elétrica.
A resistência de um condutor depende de 4 fatores: material, comprimento, área de seção e temperatura.
Onde:
Unidade
R = Resistência
r = Resistividade (varia com o material empregado)
mm2/m
m
L = Comprimento do condutor
S = Seção (área) transversal do condutor
mm2
Nos metais, a resistividade aumenta com a temperatura, sendo essa variação expressa pela formula:
p2 = p1 [1 + α 2 – 1)]
sendo p2 a resistividade à temperatura 2 . p1 a resistividade à temperatura 1 e α1 o coeficiente de
temperatura relativo a 1. normalmente a resistividade é referida a 20°C.
A condutividade σ é definida como o inverso da resistividade, sendo medida em siemens por metro (s/m).
1
σ = ( s / m)
P
Os metais mais usados para condução de energia elétrica são:
Prata - utilizada em pastilhas de contato de contatores e reles;
Resistividade – 0,016 mm2/m a 20°C
Cobre – utilizado na fabricação de fios em geral e equipamentos elétricos (chaves, interruptores, tomadas,
etc.);
Resistividade – cobre duro 0,0179 mm2/m a 20°C
cobre recozido 0,0172 mm2/m a 20°C
Bronze – liga de cobre e estanho, utilizada em equipamentos elétricos e linhas de tração elétrica;
Resistividade – bronze silício 0,0246 mm2/m a 20°C
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 ser de:
CA – alumínio puro
CAA – alumínio enrolado sobre um fio ou cabo de aço (alma de aço)
Resistividade – 0,028 mm2/m a 20°C
23
Os fios e cabos utilizados em instalações elétricas podem ser de alumínio ou cobre, com isolação
normalmente feita por compostos orgânicos.
De acordo com o tipo de isolante utilizado os condutores podem ser:
Características
Tipo de Condutor
Isolação
Vo / V
t
PVC / A
Cloreto de polivinila
0,6 / 1
70
PVC / B
Cloreto de polivinila
12 / 20
70
PE
Polietileno Termoplástico
12 / 20
70
Borracha Etileno27 / 35
90
EPR
Propileno
Polietileno reticulado
XLPE
27 / 35
90
quimicamente
Onde:
Vo = tensão entre o condutor e a terra (kV)
V = tensão entre condutores (kV)
t = temperatura máxima de operação continua (°C)
de acordo com a construção, os condutores podem ser formados por um único fio sólido, nas seções
menores (até 16mm2), ou por um encordoamento de fios sólidos, formando um cabo. Sobre o condutor assim
formado é aplicada uma camada de isolação, seja por termoplásticos como o PVC e o PE, seja por termofixos
(vulcanização) como o EPR e o XLPE.
È conveniente aqui estabelecer a diferença entre os termos isolação e isolamento.
“Isolação” é um termo qualitativo referindo-se ao produto que cobre o condutor “isolamento” é quantitativo,
referindo-se à tensão para a qual o condutor foi projetado.
Os condutores são construídos em dois tipos: “à prova de tempo” e para instalações embutidas. Os
primeiros só podem ser utilizados em instalações aéreas, uma vez que a sua isolação não tem a resistência
mecânica necessária para a sua instalação em dutos. Os outros podem ser usados em qualquer situação. A
escala de fabricação dos condutores adotada no Brasil é a “serie métrica” onde os condutores são
representados pela sua seção transversal (área) em mm2. Normalmente são fabricados condutores de
0,5mm2 a 500mm2 (para transporte de energia).
As normas brasileiras só admitem, nas instalações residenciais, o uso de condutores de cobre, salvo para o
caso de condutores de aterramento e proteção, que tem especificações próprias.
A NBR – 5410/90 prevê em instalações de baixa tensão o uso de condutores isolados, cabos unipolares,
cabos multipolares, cabos multiplexados e cabos nus. Um condutor isolado é constituído por um fio ou
cabo recoberto apenas por isolação.
- Condutores isolados (fios)
Cabo isolado por borracha
- Condutores isolados (cabos)
Cabo múltiplo blindado com trança metálica
Cabo múltiplo blindado com fita de alumínio
24
- Condutores isolados (cabos flexíveis)
Um unipolar é constituído, em sua forma mais simples, por um condutor isolado recoberto por uma
cobertura (também de material isolante, usada para proteger a isolação. Um cabo multipolar é constituído,
em sua forma mais simples, por dois ou mais condutores isolados envolvidos por uma capa interna (de
material isolante, que da a forma redonda a seção do cabo) e com uma cobertura, conforme mostramos na
ilustrações anteriores.
Cabos uni e multipolares (0,6 / 1kV)
3.2 Maneiras de Instalar
A NBR 5410/90 estabelece as maneiras de instalar, permitidas nas instalações elétricas de baixa
tensão, como mostra a tabela abaixo:
Ref.
Descrição
Condutor isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto em parede termicamente isolante.
1
A 2
Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em parede isolante
Condutores isolados, cabos unipolares ou multipolar em eletroduto contido em canaleta fechada.
3
Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente
1
Condutores isolados ou cabos unipolares em calha
2
Condutores isolados ou cabos unipolares em moldura
3
B
4 Condutor isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto contido em canaleta aberta ou ventilada.
Condutores isolados, cabos unipolares ou cabo multipolar em eletroduto embutido em alvenaria.
5
Cabos unipolares ou multipolar contido(s) em blocos alveolados
6
Cabos unipolares ou cabo multipolar diretamente fixados em parede ou teto
1
Cabos unipolares ou cabo multipolar embutido(s) diretamente em alvenaria
2
C 3
Cabos unipolares ou multipolar em canaleta aberta ou ventilada
Cabo multipolar ou eletroduto aparente
4
Cabo multipolar em calha
5
Cabos multipolares ou cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo
1
D 2
Cabos unipolares ou cabo multipolar enterrado(s) diretamente no solo
Cabos unipolares ou cabo multipolar em canaleta fechada
3
Cabo multipolar ao ar livre
E
Condutores isolados e cabos unipolares agrupados ao ar livre
F
Condutores isolados e cabos unipolares agrupados ao ar livre
G
Cabos multipolares em bandejas não perfuradas ou em prateleiras
H
Cabos multipolares em bandejas
J
Cabos multipolares em bandejas verticais perfuradas
K
Cabos multipolares em escadas para cabos ou em suportes
L
Cabos unipolares em bandejas ou prateleiras
M Cabos unipolares em bandejas perfuradas
N
Cabos unipolares em bandejas verticais perfuradas
P
Cabos unipolares em escadas para cabos ou em suportes
Q
25
A seguir apresentamos as definições e comentários relativos aos componentes das chamadas “linhas
elétricas”.
Conduto (elétrico) – canalização destinada a conter condutores elétricos.
A NBR 5410/90 prevê, nas instalações elétricas de baixa tensão, o uso de vários tipos de condutos, a saber,
(eletrodutos, calhas, molduras, blocos alveolados, canaletas, bandejas, escadas para cabos, poços e
galerias).
Linha elétrica – conjunto constituído por um ou mais condutores, com os elementos de sua fixação e
suporte e, se for o caso, de proteção mecânica, destinado a transportar energia elétrica ou a transmitir
sinais elétricos.
As linhas elétricas podem ser constituídas apenas por condutores com os respectivos elementos de fixação
e/ou de suporte, como é o caso de condutores fixados em paredes ou tetos e de condutores fixados sobre
isoladores (em postes ou mesmo em paredes ou tetos). Podem também ser constituídos por condutores
contidos em condutos.
Eletroduto – elemento de linha elétrica fechada, de seção circular ou não, destinado a conter produtos
elétricos, permitindo tanto a enfiação, como a retirada destes por puxamento.
Na pratica o termo se refere tanto ao elemento (tubo), como ao conduto formado por diversos tubos. Os
eletrodutos podem ser metálicos (aço, alumínio) ou de material isolante (PVC, polietileno, fibra-cimento, ferro,
etc.), são usados em linhas elétricas embutidas ou aparentes. Deve ser evitado o uso do termo conduite.
Os eletrodutos podem ser rígidos, curváveis, transversalmente elásticos ou flexíveis, como definimos a seguir.
Eletroduto rígido – eletroduto que não pode ser curvado, a não ser com ajuda mecânica.
Eletroduto curvável – eletroduto que pode ser curvado com a mão, usando uma força razoável, mas
sem qualquer outra ajuda.
Eletroduto transversalmente elástico – eletroduto curvável que, deformado sob ação de uma força
transversal aplicada durante um curto intervalo de tempo, retoma sua forma original logo após a cessação
da força.
Eletroduto flexível – eletroduto curvável que pode ser dobrado com a mão, com uma força
razoavelmente reduzida, mas sem a ajuda de um outro meio e que é destinado a ser frequentemente
dobrado em serviço.
Numa linha elétrica constituída por condutores contidos em eletrodutos encontra-se alem das curvas (de 45°
e 90°), usadas como eletrodutos rígidos, caixas de derivação (também usadas em linhas com calhas e
molduras), conduletes, luvas, buchas, arruelas e boxes, como definimos a seguir.
Caixa de derivação – caixa (metálica ou isolante) utilizada para passagem e/ou ligação de condutores
entre si e/ou com dispositivos nela instalados, tais como interruptores e tomadas de corrente.
Condulete – caixa de derivação usada em linha aparente e dotada de tampa própria.
Luva – peça cilíndrica rosqueada internamente, usada em eletrodutos rígidos destinada a unir dois tubos
ou um tubo e uma curva.
Bucha – peça de arremate das extremidades dos eletrodutos rígidos, instalada na parte interna da caixa
de derivação, destina-se a evitar danos à isolação dos condutores por eventuais rebarbas, durante o
puxamento.
Arruela – peça rosqueada internamente (porca), colocada na parte externa da caixa de derivação,
complementando a fixação do eletroduto a caixa.
Box – peça destinada a fixar um eletroduto flexível a uma caixa de derivação ou a um eletroduto rígido.
Duto – eletroduto utilizado em linhas subterrâneas.
Calha – conduto fechado utilizado em linhas aparentes, com tampas desmontáveis em toda a sua
extensão, para permitir a instalação e a remoção de condutores.
26
As calhas podem ser metálicas (aço, alumínio) ou isolantes (plásticos) suas paredes podem ser maciças ou
perfuradas e a tampa pode ser simplesmente encaixada ou fixada com auxilio de ferramenta.
Canaleta – conduto com tampas, ao nível do solo, removíveis e instaladas em toda sua extensão,
podendo ser maciças e/ou ventiladas.
Bandeja – suporte de cabos constituído por uma base continua com rebordos e sem cobertura, podendo
ou não ser perfurada; é considerada perfurada se a superfície retirada da base for superior a 30% do
total.
Escada para cabos – suporte constituído por uma base descontinua, formada por travessas ligadas a
duas longarinas longitudinais, sem cobertura. As travessas devem ocupar menos de 10% da área total da
base.
As bandejas, bem como as escadas para cabos, são em geral metálicas (aço, alumínio).
Os termos “leito de (para) cabos” e “eletrocalha”, ambos não constantes da terminologia oficial, e usado
muitas vezes para designar bandejas ou escadas para cabos, devem ser retirados.
Poço – conduto vertical formado na estrutura do prédio.
3.3 calculo dos condutores
A Norma NBR 5410/90 define, para a determinação da seção dos condutores, dois critérios básicos a serem
observados:
Limite de condução de corrente;
Limite de queda de tensão.
Após a analise, observados os dois critérios separadamente, deverá ser adotado o resultado que levou ao
condutor de maior seção.
Observe que a seção mínima admissível, para instalações prediais, é aquela definida no item 2.4, portanto,
caso chegue a um condutor mais fino do que aquele, deverá ser adotado o fio ali indicado.
A seção dos condutores só poderá ser inferior a 1,5mm2 nos seguintes casos:
Nos cordões flexíveis para a ligação de aparelhos domésticos e aparelhos de iluminação (nas ligações
internas dos lustres), a seção dos condutores poderá ser reduzida, de acordo com a potência exigida, ate
0,75mm2;
Nos circuitos de sinalização e controle (campainhas, etc.) onde poderão ser utilizados condutores de
0,5mm2.
Nos casos de redução da seção, os dispositivos de proteção deverão estar dimensionados de forma a operar
(abrir o circuito), no caso de um defeito, antes de causar danos aos condutores.
3.3.1 Limite de Condução de Corrente
Quando a circulação de corrente em um condutor, o mesmo se aquece, e o calor gerado é transferido ao
ambiente ao redor, dissipando-se. 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 uma alteração nas características do isolamento, que deixa de cumprir a sua finalidade.
27
A NBR 5410/90 define que os condutores com isolamento termoplástico, para instalações residenciais, sejam
especificados para uma temperatura de trabalho de 70°C (PVC/70°C) e as tabelas de capacidade de
condução de corrente são calculadas tomando como base este valor e a temperatura ambiente de 30°C.
A tabela seguinte dá a capacidade de condução de corrente para condutores instalados em eletrodutos,
condutos, calhas, etc. e ao ar livre ou em instalações expostas.
Limites de Condução de Corrente
Eletrodutos aparentes embutidos em
Ao ar livre
alvenaria, pisos, lajes, paredes
Seção Nominal
mm2
2 condutores
3 condutores
2 condutores
3 condutores
carregados
carregados
carregados
carregados
1,0
13,5
12,0
15,0
13,5
1,5
17,5
15,5
22,0
18,5
2,5
24,0
21,0
30,0
25,0
4,0
32,0
28,0
40,0
34,0
6,0
41,0
36,0
51,0
43,0
10,0
57,0
50,0
70,0
60,0
16,0
76,0
68,0
94,0
80,0
25,0
101,0
89,0
115,0
101,0
35,0
125,0
111,0
148,0
126,0
50,0
151,0
134,0
181,0
153,0
70,0
192,0
171,0
232,0
196,0
95,0
232,0
207,0
282,0
238,0
120,0
269,0
239,0
328,0
276,0
Condutores de cobre com isolamento de PVC, temperatura 70°C no condutor
Quando o número de condutores instalados no mesmo eletroduto for superior a 3 e/ou a temperatura
ambiente for superior a 30°C os valores da tabela de limites de condução de corrente (coluna “2 condutores
carregados”) deverão ser multiplicados pelos seguintes fatores de redução indicados:
Temperatura Ambiente (°C)
35
40
45
50
55
60
Fator de Redução
0,94
0,87
0,79
0,71
0,61
0,50
Nº de condutores no mesmo conduto
4
6
8
10
12
14
≥16
Fator de Redução
0,65
0,55
0,50
0,50
0,45
0,45
0,40
28
O número de condutores a considerar num circuito é o dos condutores efetivamente percorridos por
correntes. Assim temos:
Circuito trifásico sem neutro = 3 condutores carregados
Circuito trifásico com neutro = 4 condutores carregados
Circuito monofásico a 2 condutores = 2 condutores carregados
Circuito monofásico a 3 condutores = 3 condutores carregados
Circuito bifásico a 2 condutores = 2 condutores carregados
Circuito bifásico a 3 condutores = 3 condutores carregados
Notas:
1. Quando num circuito trifásico com neutro as correntes são consideradas equilibradas, o condutor neutro
não deve ser computado, considerando-se, portanto, 3 condutores carregados.
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 capaz de transportar, com segurança, uma corrente de 35 A nos três casos indicados
a seguir:
a - dois condutores instalados em eletroduto e temperatura ambiente de 30º C;
b - seis condutores instalados em eletroduto e temperatura ambiente de 30º C;
c – seis condutores instalados em eletroduto e temperatura ambiente de 45°C.
a – 35A – 2 condutores no eletroduto – 30°C
Trata-se de aplicação direta da tabela da pagina 39, assim, consultando a primeira coluna “2 condutores
carregados”, verifica-se que o fio de 6mm2 é suficiente.
b – 35A – 6 condutores no eletrodo a 30°C;
neste caso deve ser aplicado o fator de redução correspondente ao número de condutores, o que se faz
dividindo a corrente a ser transportada pelo fator de redução considerado:
6 condutores
I=
35A
0,55
fat. red. = 0,55
= 63,6A
Consultando agora a mesma tabela, verifica-se que é necessária a utilização do fio de 16mm2 (poderia ser
feita também a multiplicação do fator de redução pelos valores tabelados, ate se obter um número compatível
com a corrente a ser transportada, entretanto, este método é mais trabalhoso);
c – 35A – 6 condutores no eletroduto – 45°C:
6 condutores
45°C
fat. red. = 0,55
fat. red. = 0,79
I=
35A
0,55 x 0,79
=
35A
0,435
= 80,5A
Consultando agora a tabela, ainda na mesma coluna verifica-se que o condutor apropriado é o de 25mm2.
Ao final deste volume encontra-se uma tabela para condutores em eletrodutos, na qual já foram considerados
os fatores de redução relacionados ao número de condutores.
29
3.3.2 Limite de Queda de Tensão
Como vimos no inicio deste capitulo, todo condutor tem certa resistência e quando circula corrente por uma
resistência há uma dissipação de potência em forma de calor e, consequentemente, uma queda de tensão no
condutor. Se em um circuito alimentado por uma tensão V tiver um trecho (A-B), onde o condutor for mais
fino que o traçado total, haverá uma queda de tensão neste trecho. Observe a ilustração
A
B
V (tensão)
Segundo a lei de Ohm, a queda de tensão no trecho A – B é dada por:
UAB = U = RI
A potencia dissipada (perda de potencia) no trecho A – B é:
WAB = UI = (RI)I
WAB = W = RI2
Onde a tensão aplicada à carga será igual a U = U. como a potência é determinada pelo produto de corrente
pela tensão aplicada, teremos na carga:
W = (U - U)I
Ou seja, um valor menor que a potencia obtida, se não houvesse a queda de tensão U.
Exemplo numérico: Consideraremos o mesmo circuito anterior, com dois aspectos:
O primeiro com o fio mais fino (resistência R = 1Ohm); o segundo com todos os condutores de seção grossa
(sem resistência). A tensão aplicada é U = 100V e a corrente I = 10A.
1 - com condutor fino:
2 – com condutor grosso:
U = RI
Como o condutor grosso praticamente não tem resistência,
U = 1 x 10
não há queda de tensão ( U) e, portanto, perda de potência
U = 10V
( W). A potência na carga será então:
2
W = RI
W = UI
W = 1 x (10)2
W = 100 x 10
W = 100W
W = 1000W
W = (U - U)I
W = (100 – 10)10
W = 90 x 10
W = 900W
A resistência dos condutores depende de uma serie de fatores, tais como, qualidade do material, espessura
do fio, temperatura de trabalho, freqüência da rede, etc.
Na tabela, anexa, de características dos condutores, encontra-se os valores de resistência dos tipos mais
comuns de condutores utilizados em instalações prediais.
Queda de Tensão Percentual
A queda de tensão é, normalmente, expressa em percentagem (%) e seu valor é calculado da seguinte
maneira:
U (%) =
U de entrada – U na carga x 100%
U de entrada
30
No exemplo anterior tinha-se:
U de entrada = 100V
U na carga = 10V
U na carga = 1000 – 10 = 90V
A queda de tensão:
U (%) =
100 – 90 x 100
= 10%
100
A NBR 5410/90 determina que a queda de tensão entre a origem de uma instalação e qualquer ponto de
utilização não deve ser maior que 4% para as instalações alimentadas diretamente por um ramal de baixa
tensão a partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão.
Esses 4% de queda de tensão admissíveis serão assim distribuídos:
Ate o medidor de energia: 1%
Do medidor ate o quadro de distribuição dos circuitos (QDC): 1,0%
A partir do QDC: 2,0%
O calculo da queda de tensão através dos dados do circuito é relativamente complexo, envolvendo fatores
que nem sempre estão definidos no mesmo.
Para maior facilidade foram organizadas tabelas que, para uma dada tensão aplicada ao circuito (U de
entrada) e considerando-se a queda de tensão admissível (%), dão os valores do momento elétrico para cada
condutor.
Momento elétrico (Me) é igual ao produto da corrente (A) que passa pelo condutor, pela distancia, (m) desde
o ponto de entrada de energia ate o final do circuito:
Me = A.m
As tabelas a seguir foram calculadas para condutores com isolamento em PVC/70°C. para instalações
elétricas e em eletrodutos.
Condutor
(mm2)
1
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
Momento elétrico (A.m) – Condutores em instalações aéreas
127V – monofásico
220V – monofásico
220V – trifásico
1%
2%
4%
1%
2%
4%
1%
2%
4%
37
74
149
65
130
259
75
150
299
55
110
221
96
192
383
111
222
443
91
182
363
157
314
628
179
358
715
141
282
564
244
488
977
282
564
1127
218
436
871
357
714
1427
412
824
1648
332
664
1327
574
1148
2297
666
1332
2664
498
996
1992
863
1726
3451
995
1990
3981
726
1452
2903
1257
2514
5028
1457
2914
5828
941
1882
3763
1630
3260
6519
1880
3760
7521
1176
2352
4704
2037
4074
8148
2340
4680
9361
1494
2988
5976
2588
5176
10353
3014
6028
12055
1841
3682
7363
3188
6376
12753
3667
7334
14667
31
Condutor
(mm2)
1
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
Momento elétrico (A.m) – Condutores em eletrodutos
127V – monofásico
220V – monofásico
220V – trifásico
1%
2%
4%
1%
2%
4%
1%
2%
4%
37
74
149
65
130
259
76
152
304
55
110
221
96
192
383
110
220
440
91
182
363
157
314
628
183
366
733
146
292
584
253
506
1012
293
586
1173
219
438
876
379
758
1517
431
862
1725
363
726
1451
395
790
1581
733
1466
2933
552
1104
2208
957
1914
3867
1128
2256
4513
847
1694
3386
1467
2934
5867
1732
3464
6929
1146
2292
4586
2000
4000
8000
2316
4632
9263
1530
3060
6121
2651
5302
10603
3056
6112
12223
2082
4164
8328
3607
7214
14427
4151
8302
16604
2702
5404
10809
4681
9362
18724
5366
10732
21464
Exemplo de utilização das tabelas de momentos elétricos:
A – determinar a bitola dos condutores aéreos a serem ligados a uma carga trifásica situada a 130m de
distancia e cuja corrente é de 20A, sabendo-se que a tensão do circuito é de 220V e a queda de tensão não
pode ultrapassar a 4%.
Solução:
O momento elétrico neste caso é:
20A x 130m = 2600A.m
Consultando a tabela de “condutores em instalações aéreas” na coluna referente a circuitos trifásicos,
220V e 4% de queda de tensão, verifica-se:
Fio de 6mm2 – momento elétrico = 1648A.m
Fio de 10mm2 – momento elétrico = 2664A.m
O valor calculado (2600A.m) esta situado entre estes dois, o que nos obriga a escolher o condutor mais
grosso, ou seja, o fio de 10mm2.
B – determinar a queda de tensão percentual que realmente ocorre no caso acima.
Solução:
Como o momento elétrico calculado (2600A.m) é menor que o do circuito utilizado (2664A.m) a queda de
tensão será menor e, para determinar o seu valor, basta realizar uma regra de três:
Me do cond.
2664A.m
V% = 4%
Me calculado
2600A.m
V% = ?
V% =
2600 x 4
2664
= 3,90%
32
3.4 Exemplos de Cálculos de Condutores
Como foi explicado no irem 3.2, “deverá sempre ser adotado o resultado que levar o condutor de maior
seção”. Assim, para o dimensionamento de condutores de um circuito, deve ser determinada a corrente (A)
que circulara pelo mesmo, e o seu momento elétrico (A.m). Consultando as tabelas de “limites de condução
de corrente” e “momentos elétricos”, escolhem-se os condutores que deverão ser utilizados.
Os exemplos que se seguem, explica de maneira mais clara o processo de calculo:
Exemplo 1:
Uma residência, com carga a seguir, deverá ser alimentada através de uma rede monofásica de 127V.
Dimensionar e escolher os condutores para o ramal aéreo de 5m.
Carga da residência:
1 chuveiro:
10 lâmpadas de 60W
1 ferro elétrico:
1 TV:
Outros:
Total:
RAMAL
4400W
600W
1000W
100W
600W
6700W
5m
Calculo da corrente:
I=
W
I=
U
6700
127
= 52.8A
Calculo do momento elétrico:
M=Axm
M = 52.8 x 5 = 264 Ampéres x metros
Consultando a tabela de momentos elétricos (127V – 1%), verifica-se que o fio indicado é o de 10mm2.
Consultando a tabela de limites de condução de corrente, verifica-se que a corrente máxima admissível para
o fio de 10mnm2, em instalação ao ar livre (2 condutores carregados) é de 70A, portanto, superior a 52.8A,
que é a corrente que a instalação irá apresentar, calculada acima. Desta forma, o fio 10mm2 satisfaz
perfeitamente.
Resposta: 10m de fio de 10mm2, com isolamento a prova de tempo.
Exemplo 2:
Uma instalação de carga trifásica, de 14kW, 220V, deve ser ligada a partir do QDC, por um alimentador
situado a 10m de distancia, devendo a fiação ser instalada em um eletroduto. Dimensionar os condutores.
U = 2%
Carga: 14kW = 14000W
c
10m
Calculo da corrente:
I=
W
3xU
I=
14000
3 x 200
= 36.8A
33
Calculo do momento elétrico:
M=Axm
M = 36.8 x 10 = 368 Ampéres x metros
Consultando a tabela “condutores em eletrodutos” do momento elétrico, verificamos que o fio indicado é o de
4,0mm2. Entretanto, pela tabela de limites de condução de corrente, a corrente máxima admissível para o fio
de 4,0mm2 instalado em eletroduto é de 28A. Para a corrente calculada (36.8A) deveremos utilizar o fio de
10mm2, cuja corrente máxima admissível é de 50A.
Resposta: 30m de fio de 10mm2.
Exercícios
1 – Determinar o condutor capaz de transportar ema corrente de 50A nos 3 casos a seguir:
a) dois condutores instalados em eletroduto e temperatura ambiente 30°C;
b) oito condutores instalados em eletroduto e temperatura ambiente 30°C;
c) oito condutores instalados em eletroduto e temperatura ambiente 40°C.
2 – Determinar a bitola dos condutores aéreos a serem ligados a uma carga trifásica localizada a 80m de
distancia e cuja corrente é de 15A. Sabe-se que a tensão é de 220V e a queda de tensão não pode
ultrapassar 4%.
a) determinar a queda de tensão que realmente ocorre no caso acima.
3 – Dimensionar os condutores que deverão atender uma instalação com uma carga trifásica de 20kW, 220V.
A carga deverá ser ligada a um alimentador situado a 18m de distancia devendo a fiação ser instalada em
eletroduto. Queda de tensão máxima de 1%.
ALIM.
C
18m
4. Proteção dos Circuitos Elétricos
Uma instalação elétrica esta sujeita a acidentes de toda natureza e, para tanto, é necessária a existência de
um sistema de proteção, a fim de danos maiores.
A Norma NBR 5410/90 estabelece os critérios básicos para proceder na determinação da proteção a ser
utilizada em uma instalação, proteção esta que pode ser do circuito (sobrecargas, curto – circuitos) ou de
terceiros (incêndios, choques elétricos).
4.1 Elementos Básicos
Para um funcionamento eficiente dos dispositivos de proteção, dois elementos básicos da instalação devem
ser bem dimensionados e distribuídos:
O neutro;
O aterramento.
34
4.1.1 O Neutro
O condutor neutro é o elemento do circuito que estabelece o equilíbrio de todo o sistema, assim, o mesmo
não poderá ser seccionado por chaves, fusíveis ou de qualquer outra forma.
A figura acima mostra a conexão correta do neutro e da fase em interruptores
O neutro, como sabemos, é aterrado. Se a tubulação for metálica e aterrada, haverá um ponto comum
entre a tubulação e o condutor neutro. Se houver uma passagem de corrente (fio desencapado) entre o
condutor e a tubulação, conforme o indicado em A, quando desligarmos a lâmpada, o circuito se fará
entre os pontos A, B e C, mantendo-a acesa.
Devera haver um condutor neutro para cada circuito parcial, partindo do quadro de distribuição.
4.1.2 O Aterramento
Denomina-se aterramento a ligação intencional com a terra, isto é, com a massa condutora da Terra.
Todo equipamento elétrico devera, por razões de segurança, ter o seu corpo aterrado. Também as
instalações (eletrodutos metálicos, caixas, quadros de derivação, etc.) deverão ser bem aterradas.
Isto é necessário porque poderá haver circulação de corrente entre a parte elétrica e a parte mecânica do
aparelho (o caso mais comum é o do fio desencapado encostado na estrutura). Estando o aparelho aterrado
esta corrente será desviada para a terra e poderá operar o dispositivo de proteção do circuito, mas se o
aparelho não estiver aterrado, o caminho mais fácil para esta corrente poderá ser o corpo do próprio
operador, causando danos às vezes irreparáveis.
Dois são os tipos de aterramento a considerar:
O aterramento do sistema ou aterramento por questões funcionais;
O aterramento do equipamento ou aterramento por questão de proteção.
Um sistema aterrado possui o neutro ou outro condutor intencionalmente ligado a terra, diretamente ou
através de uma impedância (resistência ou reatância).
O aterramento de um equipamento de uma instalação elétrica consiste na ligação a terra, através dos
condutores de proteção, de todas as massas (condutos metálicos, armações de cabos, carcaças de motores,
caixas metálicas de equipamentos, etc.) e dos elementos condutores estranhos a instalação.
Algumas maquinas elétricas portáteis vem com uma tomada de 3 pinos (um para aterramento), sendo comum
colocar um adaptador que elimina o pino de aterramento. Isto não deve ser feito porque o aterramento, como
foi dito anteriormente, evita que o operador venha a se acidentar quando utilizar o aparelho.
Os aterramentos são efetuados com eletrodos de aterramento que podem ser: hastes, perfis, barras, cabos
nus, fitas, etc. O termo eletrodo refere-se sempre ao condutor ou ao conjunto de condutores em contato com
a terra e, portanto, abrange desde uma simples haste isolada até uma completa “malha de aterramento”,
constituída pela associação de hastes com cabos.
35
O “padrão” devera ser aterrado através de haste de terra de comprimento não inferior a 2,4m observadas as
instruções da Norma ND – 5.1 – “Fornecimento em Tensão Secundária – Rede de Distribuição Aérea”.
4.2 Distúrbios nas Instalações Elétricas
Os principais distúrbios de natureza elétrica que podem ocorrer em uma instalação são:
Fugas de corrente, perdas e sobrecargas;
Curto – circuito
4.2.1 Fugas de corrente – Perdas – Sobrecarga
A seta indica um ponto do circuito onde existe um mau isolamento.
Ponto de baixa isolação
Proteção
Carga
Fugas de corrente:
Se numa instalação uma fase estiver mal isolada e fizer contato com a terra (a tubulação, por exemplo), por
esse ponto fluirá uma corrente de fuga que poderá causar problemas a instalação.
Se, por exemplo, numa instalação tivermos uma fuga de corrente entre a proteção e a carga, a corrente de
fuga se somara a corrente de carga e poderá fazer com que a proteção atue, desligando o circuito.
Para verificarmos se existem fugas de corrente em uma instalação devemos 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). Verifique se o disco do medidor continua girando. Se estiver, é porque existe fuga de
corrente na instalação elétrica.
Procedendo desta maneira e desligando os circuitos parciais gradualmente, conseguimos determinar em qual
circuito e em que ponto esta acontecendo a fuga.
Uma das causas mais comuns de 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 ser isoladas. Também deverão ser
verificados os bornes de ligação dos aparelhos e equipamentos, para evitar a possibilidade de contato com
partes metálicas.
Perdas:
As perdas de energia se caracterizam por só surgirem quando há carga ligada ao circuito, ou seja, quando há
circulação de corrente. Assim, quando circula por um condutor uma corrente, o mesmo aquece e o calor
despendido por ele será a perda, que é igual a R x I2 (R = resistência ao condutor). Quando a queda de
tensão R x I 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 ao circuito, 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 sobrecorrente que
circulara, produzira perdas e danificara os equipamentos (interruptores, tomadas, etc.) existentes e, se a
proteção não estiver bem dimensionada poderá criar problemas como perdas de energia, queda de tensão,
mal funcionamento dos aparelhos ligados ao circuito. A solução, neste caso, seria: ou retirar as cargas em
excesso ou redimensionar o circuito.
36
4.2.2 Curto – Circuito
O curto – circuito é como o próprio nome indica um caminho mais curto (ou mais fácil) para a corrente elétrica.
V
Carga
Na primeira figura a corrente que circulava pela carga, passa a circular pelo ponto onde houve o curto –
circuito; na segunda figura, a corrente que circulava pelas duas lâmpadas colocadas em serie, passa somente
a circular somente pela segunda lâmpada, como indicam as setas. Em ambos os casos, a corrente passou a
circular pelo caminho de menor resistência.
Corrente curto – circuito
A corrente de um circuito é determinada pela expressão I = U / R, assim a corrente de curto – circuito tem o
seu valor limitado pela resistência do circuito por onde ela passa (resistência dos condutores, resistências dos
contatos e das conexões, etc.).
No circuito da figura anterior, se a instalação fosse feita com fio de 0,5mm2, cuja resistência é igual a
27,8 /km, tem-se:
Icc = U / R
R do fio: 27,8 /km
Comprimento do circuito: 2 x 5m = 10m
Resistência total do circuito: 27,8 /km x 10m / 1000 = 0,278
Corrente de curto – circuito: Icc = 127V / 0,278
= 457A
Esse valor de curto – circuito para o cabo de 0,5mm2 implica na sua fusão com os riscos de incêndio.
Deve-se observar que os efeitos elétricos de um curto – circuito só atinge 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 deve-se manter a instalação sempre em bom estado,
evitando-se emendas malfeitas, ligações frouxas, etc. Também, o dispositivo de proteção deverá estar bem
dimensionado, a fim de, quando ocorrer o curto – circuito, ser desligada a energia elétrica.
4.3 Equipamento de Proteção
Os equipamentos de proteção normalmente utilizados em instalações elétricas residenciais são
seccionadores (chave faca) com fusíveis e disjuntores, pois, quando utilizados corretamente protegem a
instalação contra curto – circuito e sobrecorrente. Quando acontece um curto – circuito, os fusíveis acoplados
a uma chave faca “queimam” necessitando serem substituídos. No caso de ser um disjuntor, acontece
apenas o desarme e para religá-lo basta acionar a alavanca.
Assim, a utilização dos disjuntores é muito mais eficiente. No padrão de entrada a CEMIG só permite a
utilização de disjuntores.
37
- Fusíveis
São elementos de proteção contra curto – circuitos. O elemento fusível é constituído de um material mais
fraco do que o circuito onde o mesmo esta ligado e quando ocorre o curto – circuito a corrente circulante
provoca o aquecimento e consequentemente, a fusão do elemento fusível interrompendo o circuito. 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,
em catálogos 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 contra um curto – circuito e
contra sobrecargas.
Componentes de um disjuntor de proteção
-
Contato fixo
Contato móvel
Corpo ou encapsulamento isolante
Mola
Trava
Acionador
O disjuntor pode ser dividido em duas partes:
a) disparador térmico – consiste em uma lâmpada bimetálica (dois metais de coeficientes de dilatação
diferentes), que ao ser percorrida por uma corrente elevada aquece e entorta, destravando a alavanca do
contato móvel, que é puxado pela mola, desligando o circuito.
b) disparador magnético – é formado por uma bobina intercalada ao circuito, que ao ser percorrida por uma
corrente, atrai a trava, liberando a alavanca do contato móvel.
A combinação dos disparadores protege o circuito contra correntes de alta intensidade e de curta duração,
que são as correntes de curto – circuito (disparador magnético) e contra as correntes de sobrecarga
(disparador térmico).
Uma das vantagens evidentes do disjuntor sobre o fusível é a durabilidade (quando o mesmo opera,
desligando o circuito, basta liga-lo novamente). Em contrapartida o seu preço é mais elevado que o do fusível.
As curvas “tempo x corrente” dos disjuntores são semelhantes as dos fusíveis e também são fornecidas pelo
fabricante. Características de atuação com partida a frio a uma temperatura ambiente de a = 20°C.
Disjuntores de 10 a 60A.
Características de atuação com partida a frio a uma temperatura ambiente de a = 40°C. Disjuntores de 70 a
100A.
I = corrente efetiva
IN = corrente nominal do disjuntor
38
Observações:
Os fusíveis e disjuntores deverão ser instalados em painéis, de tal forma que se possa identificar
rapidamente qual o equipamento desligado;
Os fusíveis queimados deverão ser substituídos por outros iguais e nunca “consertados”. Isso porque se o
fusível for substituído por outro de capacidade maior, poderá causar danos ao circuito que ele esta
protegendo;
Nos dispositivos porta – fusíveis só poderão ser colocados os fusíveis de capacidade recomendada e
nunca de capacidade superior.
4.3.1 Dimensionamento da Proteção
Numa instalação, os dispositivos de proteção (disjuntores, fusíveis, etc.) têm por finalidade principal proteger
os condutores dos respectivos circuitos contra sobrecargas (correntes de sobrecarga e correntes de curto –
circuito) e, por extensão, os equipamentos de utilização ligados ao circuito. Nessas condições, tais
dispositivos devem ser dimensionados de acordo com os dispositivos e condutores a proteger. A proteção de
uma instalação deverá ser coordenada de tal forma que atuem em primeiro lugar as proteções mais próximas
às cargas e as demais seguindo a seqüência. Caso contrário um problema em um ponto da instalação poderá
ocasionar uma interrupção no fornecimento geral de energia. Assim, não poderemos ter no quadro de
distribuição de um circuito de uma residência disjuntores de 50A, se o disjuntor geral instalado no “padrão” for
de 40A. Nas instalações residenciais são usados em geral disjuntores em caixa moldada, calibrados a 20 ou
40°C, instalados em quadro de distribuição. Neles a temperatura ambiente (interna) é geralmente superior a
do local onde estão instalados os condutores; como regra básica admiti-se uma diferença de 10°C. Assim, se
os condutores forem considerados a 30°C, o quadro será considerado a 40°C. A tabela a seguir da as
correntes nominais dos disjuntores que atendem à NBR 5361 em função de temperatura ambiente. A tabela
abaixo nos informa, por exemplo, que um disjuntor unipolar de 30A, que é calibrado a 20°C, se instalado num
quadro a 40°C atuará a partir de 27A. Por outro lado, um disjuntor tripolar de 70A, que é calibrado a 40°C, se
instalado num quadro de 30°C, atuará a partir de 72,8A e se instalado num quadro a 50°C, a partir de 67,9A.
Correntes Nominais em Função da Temperatura Ambiente
Temperatura
Ambiente (°C)
20
30
40
50
Unipolar Multipolar Unipolar Multipolar Unipolar Multipolar Unipolar Multipolar
10
9,5
9,6
9,0
9,2
8,5
8,8
15
14,3
14,4
13,5
13,8
12,8
13,2
20
19,0
19,2
18,0
18,4
17,0
17,6
25
23,8
24,0
22,5
23,0
21,3
22,0
Correntes
30
28,5
28,8
27,0
27,6
25,5
26,4
Nominais, In
35
33,3
33,6
31,5
32,2
29,8
30,8
(A)
40
38,0
38,4
36,0
36,8
34,0
35,2
50
47,5
48,0
45,0
46,0
42,5
44,0
60
57,0
57,6
54,0
55,2
51,0
52,8
77
74,9
73,5
72,8
70
67,2
67,9
96,3
93,6
90
87,3
107
104,0
100
97,0
Observações: os disjuntores de 10 a 60A são referidos a temperatura de 20°C e os de 70 a 100A são
referidos a 40°C.
39
4.4 Dispositivo Diferencial Residual
Ao fazermos uma instalação elétrica interna, esta deverá esta de acordo com as normas da ABNT, além do
profissional estar ciente das suas responsabilidades. Eletricidade não se vê, apenas sentimos e isto é o que a
torna perigosa, se não obedecermos a essas normas.
A qualidade da instalação é fundamental, proporcionando segurança e conforto para o usuário. Abordaremos
alguns conceitos para facilitar o entendimento das definições apresentadas neste capitulo.
4.4.1 Contato Direto
Entende-se por contato direto o contato acidental, seja por falha do isolamento, por ruptura ou remoção
indevida de partes isolantes, ou por atitude imprudente de uma pessoa com uma parte elétrica normalmente
energizada (parte viva).
Exemplo: uma pessoa em contato com um fio energizado e desencapado.
4.4.2 Contato Indireto
É o contato entre uma pessoa e uma parte metálica de uma instalação ou de um componente normalmente
sem tensão, mas que pode ficar energizada por falha de isolamento ou por uma falha interna (curto). É
perigoso, em particular, porque o usuário não suspeita de energização acidental e não esta em condições de
evitar um acidente.
Exemplo: encostar-se à carcaça de uma maquina de lavar.
4.4.3 Fuga de Corrente
Vamos imaginar a parte hidráulica de uma residência, que é composta por encanamentos, joelhos,
derivações, torneiras, etc. Em condições normais a água circulará pelos canos ate a torneira, mas se ocorrer
um vazamento, um pouco de água se perderá pelo caminho, ou seja, ocorrerá uma fuga de água do
encanamento. Podemos fazer uma analogia com o circuito elétrico e concluir que a fuga de corrente é uma
perda de energia devido a uma falha no isolamento da instalação ou por uma falha interna nos equipamentos.
Esta fuga de corrente é prejudicial porque pode causar curto – circuitos, perda desnecessária de energia,
choque elétrico e incêndios. O efeito do choque elétrico nas pessoas e animais pode causar conseqüências
graves e irreversíveis, como parada cardíaca e respiratória. Causa o efeito tetanização, onde os músculos se
contraem e as pessoas ou animais ficam “agarrados” não conseguindo se soltar. Podemos verificar que se
uma pessoa for vitima de um choque de 50mA em 2s, estará sujeita a efeitos fisiológicos irreversíveis, como
fibrilação cardíaca e parada respiratória (Conforme Zona 4). Na NBR 5410/90 foi destacada e ampliada e
proteção contra choques elétricos, com o objetivo de tornar cada vez mais seguras e confiáveis às
instalações elétricas de baixa tensão.
A proteção contra choques elétricos poderá ser feita através de DISPOSITIVOS DIFERENCIAIS RESIDUAIS
– DR.
Mas, afinal, o que é um DR?
Dispositivos Diferenciais Residuais são equipamentos que garantem a qualidade da instalação, pois tais
dispositivos não admitem correntes de fugas excessivas, o que por outro lado, contribui pela redução das
perdas, para a conservação da energia das instalações.
Os DR’s podem ser de acordo com as funções:
Disjuntores Diferenciais Residuais e
Interruptores Diferenciais Residuais
É importante saber que ambos exercem também a função de comando e de proteção.
40
DISJUNTORES RESIDUAIS DIFERENCIAIS (DDR)
São dispositivos que protegem contra sobrecargas, curtos – circuitos, fugas de corrente, choque elétrico e
incêndios de origem elétrica, salvando vidas. Esses equipamentos possuem disjuntores acoplados ao
Diferencial, portanto fazem também a proteção das instalações.
INTERRUPTORES DIFERENCIAIS RESIDUAIS (IDR)
São destinados somente á proteção contra fugas de corrente, choques elétricos e incêndio de origem elétrica,
salvando vidas. Não possuem Disjuntores acoplados. Ao utilizá-lo é necessária a instalação de disjuntores em
serie. Para verificar se o dispositivo esta instalado e em perfeito funcionamento, acione o botão “teste”. Os
DR’s e IDR’s podem ser instalados conforme configurações abaixo:
Proteção de aparelhos: O neutro passa por dentro dos DR’s se o condutor de proteção (PE) não passa pelo
equipamento. O condutor PE não é seccionado. Devemos estar atentos para algumas observações na
instalação para o correto funcionamento.
Atenção: em nenhum caso interligar o terra ao neutro após o DR.
Torneiras elétricas ou chuveiros com carcaça metálica e resistência nua, apresentam geralmente fugas
de corrente elevadas que não permitem que o DISPOSITIVO DIFERENCIAL RESIDUAL fique ligado.
Isto significa que estes equipamentos de resistência nua, representem um risco a segurança do usuário e
devem ser substituídos por um com carcaça plástica ou com resistência blindada, ou seja, utilizar o DR
apenas com chuveiros de carcaça de plástico ou resistência blindada.
Banheiras de hidromassagem – devem utilizar os DR’s nos aquecedores com resistência blindada.
Nas instalações já existentes podemos instalar já nos quadros de distribuição tanto o DDR quanto o IDR,
ligado aos disjuntores conforme configuração da tabela passada.
É bom lembrar que o quadro de distribuição normalmente está com sua capacidade física quase no limite,
não sobrando espaço físico. Portanto, o IDR, por ter uma dimensão menor, é o mais viável. Os DR’s ocupam
normalmente no quadro de distribuição um espaço de três disjuntores, ou de um disjuntor tripolar (DR com
sensibilidade de 30mA). Existem disjuntores diferenciais residuais que ocupam um espaço de 5 disjuntores.
Ele deve ser instalado no quadro de distribuição de circuitos, no lugar da chave geral ou em serie com a
mesma.
Nesta situação, se houver qualquer problema de fuga de corrente, o DDR ou IDR atuam, desligando todo o
circuito, não há seletividade.
Para obter seletividade, deve-se colocar um DDR ou IDR para cada circuito.
Nas instalações a projetar (não executadas), pode-se fazer uma seletividade nos circuitos mais críticos, como
por exemplos: circuitos do chuveiro, da área de serviço, cozinha, e banheiras de hidromassagem, etc.
Projeta-se um quadro maior e instala-se um DR para cada circuito escolhido.
Obs.: o mais utilizado é um DR para todos os circuitos.
Para a instalação dos DR’s é necessário que exista um aterramento na instalação e o fio terra não passe pelo
equipamento (ao contrario do neutro), conforme a configuração dada no item anterior.
As sensibilidades dos DR’s são de 30mA, 300mA e 500mA.
Os de 30mA são chamados de alta sensibilidade e protegem as pessoas e animais contra choques elétricos,
além de proteger contra incêndios de origem elétrica, trazendo segurança e economia para o usuário.
Já as sensibilidades de 300mA e 500mA, protegem as instalações contra fugas de correntes excessivas e
incêndios de origem elétrica trazendo economia para o usuário, estes DR’s ocupam um espaço de 8
disjuntores no quadro de distribuição.
Para calcular qual o DDR a ser utilizado, é só verificar a corrente total do circuito.
41
Por exemplo:
1) quadro geral (somatório das correntes de todos os circuitos) com 60A = DDR de 60A
2) chuveiro 35A = DDR de 35A
3) se tivermos uma corrente de 50A, pois o IDR protege apenas contra fugas de corrente. A proteção
contra sobrecargas e curto – circuitos, fica por conta do disjuntor.
Enfim, o DDR e o IDR são equipamentos de suma importância que devem estar sempre presentes na
instalação elétrica, conforme a NBR 5410/90, para garantir a qualidade e segurança, controlando o
isolamento da instalação, impedindo o desperdício de energia por fuga excessiva de corrente e salvando
vidas.
Exercícios:
1) Calcular a corrente do circuito que deverá alimentar 3 tomadas especiais de 600VA e 1 tomada de 100VA
em uma cozinha. Dimensionar a proteção a ser utilizada sabendo-se que a tensão é de 127V.
2) Dimensionar a proteção necessária para proteger um circuito elétrico dos seguintes elementos:
Quarto
Sala de TV
Corredor
A tensão é de 127V
2
1
2
1
1
1
tomadas de 100VA
ponto de luz de 150VA
tomadas de 100VA
ponto de luz de 180VA
tomada de 100VA
ponto de luz de 60VA
5. Projeto de Instalações elétricas prediais e residenciais
5.1 Importância do Projeto
Quando executamos um trabalho qualquer é necessário que antes tenhamos verificado o que fazer e como
fazer, a fim de que no momento da execução não venhamos a ter duvidas. Assim, antes de executar uma
instalação elétrica, devemos fazer um projeto detalhado da mesma, onde conste: a localização dos
equipamentos (proteção, interruptores, tomadas, etc.); os condutores e eletrodutos a serem usados,
devidamente dimensionados; os circuitos especiais como antenas para TV, instalação de telefones: enfim,
todos os detalhes para que, uma vez pronta a instalação, ela venha a funcionar perfeitamente, atendendo a
todas as necessidades para as quais foi especificada.
Projetar uma instalação elétrica de uma edificação predial ou industrial consiste em:
· Quantificar e determinar os tipos e localizar os pontos de utilização de energia elétrica;
· Dimensionar, definir o tipo e o caminhamento dos condutores e condutos;
· Dimensionar, definir o tipo e a localização dos dispositivos de proteção, de comando, de medição de
energia elétrica e demais acessórios.
42
Partes componentes de um projeto elétrico: O projeto é a representação escrita da instalação e deve conter
no mínimo:
·
·
·
·
·
·
Plantas;
Esquemas (unifilares e outros que se façam necessários);
Detalhes de montagem, quando necessários;
Memorial descritivo;
Memória de cálculo (dimensionamento de condutores, condutos e proteções);
ART. Atestado de Responsabilidade técnica
5.2 O Traçado do Diagrama – Convenções
Para facilitar o entendimento do projeto, é necessário traçar-se um diagrama com a disposição física dos
elementos da instalação. Neste diagrama deverão ser anotados todos os detalhes necessários a perfeita
execução do mesmo, utilizando-se as convenções definidas pela NBR 5410.
5.3 Exemplo de Projeto
Para que possamos visualizar melhor, vamos projetar a instalação da residência com os seguintes cômodos e
respectivas dimensões:
Nome do cômodo
Sala
Cozinha
Quartos
Banheiro social
Banheiro suite
Depósito
Garagem
Área de serviço
Quantidade
01
01
03
01
01
01
01
01
Exercício: Esboçar a planta baixa da residência de acordo com a divisão apresentada, utilizando as medidas
na escala 1:1
A partir da planta baixa de uma residência, devemos adotar os seguintes procedimentos:
calcular o perímetro e a área de cada cômodo;
a partir do perímetro, calcular o número de tomadas de cada cômodo;
a partir da área, calcular a carga de iluminação.
somar as cargas de cada cômodo. Isto permitira elaborar a divisão dos circuitos.
Em seguida estão representados estes cálculos para cada cômodo.
Total (VA)
Varanda
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
5,5m x 1,5m = 8,25m2
-----8,25m2 x 10W/m2 = 82,5W:
pelo menos uma tomada:
100VA
1 x 100VA
200
43
Garagem
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
3,3m x 6,0m = 19,8m2
2 x 3,3m + 2 x 6,0m = 18,6m
19,8m2 x 3W/m2 = 59,4W
(mais 3 x 6,5W do reator)
pelo menos uma tomada
3 x 20VA
20VA
1 x 100VA
180
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
4,3m x 5,4m = 23,2m2
2 x 4,3m + 2 x 5,4m = 19,4m
23,2m2 x 25W/m2 = 580W
19,4 / 5 = 3,88
600VA
4 x 100VA
1000
4,0m x 1,5m = 6,0m2
2 x 4,0m + 2 x 1,5m = 11,0m
6,0m2 x 10W/m2 = 60W
(mais uma arandela de 60W)
pelo menos uma tomada:
60VA
60VA
1 x 100VA
220
3,4m x 3,0m = 10,2m2
2 x 3,4m + 2 x 3,0m = 12,8m
10,2m2 x 20W/m2 = 204W
12,8 / 5 = 2,56
200VA
3 x 100VA
500
Sala
Banho social
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
Quarto 1
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
Total (VA)
Quarto 2
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
3,4m x 3,0m = 10,2m2
2 x 3,4m + 2 x 3,0m = 12,8m
10,2m2 x 20W/m2 = 204W
12,8 / 5 = 2,56
200VA
3 x 100VA
500
3,9m x 2,9m = 11,3m2
2 x 3,9m + 2,9m = 13,6m
11,3m2 x 20W/m2 = 226W
13,6 / 5 = 2,72
220VA
3 x 100VA
520
Quarto 3
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
44
Banho suíte
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
1,5m x 2,9m = 4,3m2
2 x 1,5m + 2 x 2,9m = 8,8m
4,3m2 x 10W/m2 = 43W
(mais uma arandela de 60W)
pelo menos uma tomada
60VA
60VA
1 x 100 VA
200
2,5m x 2,9m = 7,25m2
2 x 2,5m + 2 x 2,9m = 10,8m
7,25m2 x 3W/m2 = 21,75W
(mais um reator de 6,5W)
pelo menos uma tomada
20VA
6,5VA
1 x 100VA
127
Deposito
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
Área de serviço
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
3,3m x 4,0m = 13,2m2
2 x 3,3m + 2 x 4,0m = 14,6m
13,2m2 x 3W/m2 = 39,6W
(mais dois reatores de 6,5W)
14,6/5 = 2,92
2 x 20VA
13VA
1 x 600VA + 2 x 100VA
853
2,7m x 4,0m = 10,8m2
2 x 2,7m + 2 x 4,0m = 13,4m
10,8m2 x 4W/m2 = 43,2W
(mais dois reatores de 6,2W)
13,4/3,5 = 3,83
2 x 20VA
13VA
2 x 600VA + 2 x 100VA
1453
Cozinha
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
Total (VA)
Corredor
Área
Perímetro
Iluminação
Tomadas
1m x 7,5m = 7,5m2
7,5m2 x 10W/m2 = 75W
pelo menos uma tomada
100VA
1 x 100VA
200
Alem destas cargas deverá ser considerada, ainda, a carga de dois chuveiros elétricos, de aproximadamente
4400W para cada um.
45
Com base no item 2.4, a instalação deverá ser dividida em dois circuitos de iluminação, dois circuitos para
tomadas comuns, um circuito para tomadas especiais da cozinha e área de serviço e dois circuitos para
chuveiro elétrico, somando 7 circuitos, assim distribuídos:
Totais
Circuito 1 (iluminação)
Varanda
Garagem
Sala
Banho social
Cozinha
Área de serviço
Deposito
100VA
80VA
600VA
120VA
53VA
53VA
27VA
1033VA
200VA
200VA
220VA
120VA
100VA
840VA
100VA
100VA
300VA
100VA
200VA
200VA
100VA
100VA
1200VA
300VA
300VA
300VA
100VA
100VA
1100VA
1200VA
600VA
1800VA
4400VA
4400VA
Circuito 2 (iluminação)
Quarto 1
Quarto 2
Quarto 3
Banho suíte
Corredor
Circuito 3 (tomadas simples)
Varanda
Garagem
Sala
Banho social
Cozinha
Área de serviço
Deposito
Corredor
Circuito 4 (tomadas simples)
Quarto 1
Quarto 2
Quarto 3
Banho suíte
Sala
Circuito 5 (tomadas especiais)
Cozinha
Área de serviço
Circuito 6 (chuveiro elétrico)
Banho social
46
Circuito 7 (chuveiro elétrico)
Banho suítes
4400VA
Total Geral:
4400VA
14.773VA
Em seguida vamos dimensionar os pontos de iluminação e tomada de cada cômodo:
O próximo passo é interligar os elementos de cada circuito através de eletrodutos, a partir do quadro de
distribuição de circuitos (QDC), procurando respeitar algumas regras básicas:
o traçado do circuito deverá, sempre que possível, seguir o caminho mais curto, evitando-se o retorno
dos condutores no sentido do QDC;
a interligação entre os diversos trechos dos circuitos, sempre deverá ser feita através das caixas para
luminárias, situadas no teto (lembrando-se que estas caixas são feitas, normalmente, com oito furos, de
duas dimensões diferentes);
o cruzamento entre os eletrodutos deve ser evitado, para não comprometer a rigidez estrutural da lage;
a distancia máxima entre duas caixas consecutivas não deverá ultrapassar 15m nos trechos retos. Esta
distancia deverá ser reduzida para 3m para cada curva de 90° intercalada no trecho
Nesta ocasião deverão ser lançados também os interruptores e demais elementos necessários, tais como as
campainhas e os condutores que passarão em cada trecho do circuito. Caso passem pelo mesmo eletroduto
condutores de dois ou mais circuitos diferentes, os mesmos deverão ser identificados.
Exercício: Executar o traçado de cada circuito a fim de fazer a conexão com o distribuidor geral
Calculo dos Condutores
Para a determinação de seção dos condutores a serem usados, deve-se calcular a corrente circulante em
cada trecho do circuito e medir o comprimento dos mesmos e, depois, pelos dois processos já vistos
(momento elétrico e máxima corrente admissíveis), verificar qual o fio indicado. Devem ser considerados
ainda os condutores mínimos especificados por norma para cada tipo de instalação (ver item 2.4). O calculo
das correntes é feito a partindo-se do ponto mais distante do quadro de distribuição e somando-se os valores,
à medida que se aproxima do mesmo. Assim, no primeiro trecho do circuito, ou seja, entre o QDC e a primeira
luminária, deverá ser considerada a corrente de todas as cargas do circuito. É conveniente, antes de começar
os cálculos, fazer uma tabela com os valores das correntes das cargas de trecho do circuito para evitar que, a
todo o momento, seja necessário calcular novamente valor já existente. Assim tem-se:
POTENCIA (VA)
20
26,5
40
57
60
100
200
220
300
600
1800
POTENCIA (VA)
4400
CORRENTE (A) (127V)
0,16
0,21
0,31
0,45
0,47
0,79
1,57
1,73
2,36
4,72
14,17
CORRENTE (A) (127V)
20
47
Deve-se lembrar que, nos circuitos residenciais monofásicos, todos os condutores instalados em um
eletroduto devem ser considerados como condutores carregados. Ao tomar as medidas de comprimento dos
circuitos, não pode ser esquecido o trecho do fio que é vertical e, portanto, na aparece no desenho. Por
exemplo, na ligação de uma tomada baixa ( ≅ 30cm), para o “pé direito” igual a 3m devem ser acrescidos
mais 2,70m (3,00 – 0,30) de fiação. Para facilitar o entendimento e o calculo, usa-se desenhar o diagrama por
partes, cada circuito separadamente. Neste desenho, colocam-se somente as cargas do circuito, deixando de
fora toda a parte de comando (interruptores) e o circuito da campainha, que deve ser feito com fio de 0,5mm2.
Exercício: Desenhar um único traçado, com todos os cômodos e as respectivas correntes e potências de
consumo:
Para acompanhar o processo de calculo, tome como exemplo o trecho que vai desde o QDC até a luminária
da varanda. No primeiro trecho, que vai da luminária da sala até a luminária da varanda, a corrente circulante
é de 0,79 A, sendo a distancia entre as luminárias, igual a 3,5m: o momento elétrico resultante será de
2,77ª.m (0,79A x 3,5m). O condutor mínimo admissível por norma para esta situação é o de 1,5mm2 que, para
o caso de 2 condutores no eletroduto, admite uma corrente máxima de 17,5 A, superior aquela calculada. O
momento elétrico deste condutor, para uma queda de tensão de 2% em que 127V é de 110 A.m, também
superior ao valor calculado. Assim sendo, deve ser adotado para esse trecho, condutor de 1,5mm2 de seção
(normalmente indica-se #1,5 ou deixa-se sem qualquer indicação por se tratar do condutor mínimo
admissível). Quando considerado o ultimo trecho, a corrente circulante será a soma de todas as correntes
que chegam a luminária mais a corrente da própria luminária (8,13A): a distância considerada será a do QDC
ao teto (1,5m) mais a distância até a luminária (2,5m). Fazendo os cálculos e considerando 8 condutores
carregados (corrente máxima admissível = 8,75 A), verifica-se que o condutor é de seção 1,5mm2.
Como já citado anteriormente, a queda de tensão máxima admissível a partir do QDC é de 2%. Para se fazer
a verificação é necessário calcular essa queda de tensão total em todos os ramos do circuito (a partir do
QDC). Entretanto, a pratica recomenda fazer esse calculo somente para os maiores trechos, ou seja, trechos
de maior carga. Se não forem ultrapassados os limites, entende-se por analogia, que os limites nos outros
ramais também não serão ultrapassados. Para o calculo dos condutores, deve-se começar pelo ponto mais
distante em relação ao QDC para que se possa levantar a corrente total do circuito, que percorre o seu
tronco. Assim, podemos avaliar as quedas de tensão.
Para o circuito 1 o momento elétrico total será:
MEt = 6.37 + 16,32 + 20,88 + 32,52
ME do condutor: (1,5mm2 – 127V – 2,0%) = 110A.m
Através de uma regra de três simples, obtém-se as quedas de tensão:
110A.m
2%
6,37A.m
x1 = 0,12%
16,32A.m
x2 = 0,30%
20,88A.m
x3 = 0,38%
32,52A.m
x4 = 0,59%
Total:
1,39%
MEt = 76,09A.m
Exemplos de cálculos:
110A.m
6,37A.m
2%
x1%
x1% x 110A.m = 6.37A.m x 2%
x1% = 6,37 A.m x 2% / 110A.m
x1% = 0,12%
48
Os cálculos dos outros circuitos são feitos usando a mesma metodologia do circuito 1, de acordo com as
tabelas a seguir:.
Para o circuito 2:
MEt = 1,17 + 8,81 + 12,75 + 23,13 = 48,77A.m
ME do condutor: (#1,5 – 127V – 2,0%) = 110A.m
110A.m
2,0%
1,17A.m
x1 = 0,02%
2,9A.M
x2 = 0,05%
8,81A.m
x3 = 0,16%
12,75A.m
x4 = 0,23%
23,13A.m
x5 = 0,42%
Total:
0,88%
Para o circuito 3:
MEt = 5,49 + 9,44 + 9,44 + 9,85 + 18,88 = 53,10A.m
ME do condutor: (#2,5 – 127V – 2,0%) = 182A.m
182Am.
2,0%
5,49A.m
x1 = 0,06%
9,44A.m
x2 = 0,10%
9,44A.m
x3 = 0,10%
9,85A.m
x4 = 0,11%
18,88A.m
x5 = 0,21%
Total:
0,58%
Para o circuito 4:
MEt = 3,16 + 11,09 + 17,94 + 19,28 + 25,98 = 77,45A.m
ME do condutor: (#2,5 – 127V – 2,0%) = 182A.m
182A.m
2,0%
3,16A.m
x1 = 0,03%
11,09A.m
x2 = 0,12%
17,94A.m
x3 = 0,20%
19,28A.m
x4 = 0,21%
25,98A.m
x5 = 0,28%
Total:
0,84%
Para o circuito 5:
MEt = 47,25 + 47,25 = 94,50A.m
ME do condutor: (#2,5 – 127V – 2,0%) = 182A.m
182A.m
2,0%
47,25A.m
x1 = 0,52%
47,25A.m
x2 = 0,52%
Total:
1,04%
49
Para o circuito 6:
1 = 4400VA / 220V = 40A
MEt = 20A x 5,4m = 108A.m
ME do condutor: (#4,0 – 220V – 2,0%) = 506A.m
506A.m
2,0%
108Am.
x1 = 0,43%
Para o circuito 7:
1 = 4400VA / 220V = 40A
MEt = 20A x 12,2m = 244A.m
ME do condutor: (#4,0 – 220V – 2,0%) = 506A.m
506A.m
2,0%
244Am.
x1 = 0,96%
Circuito: Do medidor até QDC
1 = 14,773A / 220V = 40A
MEt = 67,15A x 13m = 108A.m
ME do condutor: (#16,0 – 220V – 1,0%) = 957A.m
957A.m
1,0%
873Am.
x1 = 0,93%
Calculo da Proteção
Para proteção dos circuitos serão usados disjuntores termomagnéticos. Deve-se ressaltar que a função do
disjuntor, neste caso, é proteger a instalação, e não as cargas instaladas, assim, a corrente do mesmo nunca
poderá ser superior a corrente máxima admissível para o condutor do circuito.
Circuito 1 (1033VA)
In = 1033VA / 127V = 8,13A
Id = Unipolar Ä 10A
Circuito 2 (840VA)
In = 840VA / 127V = 6,61A
Id = Unipolar
10A
Id = Unipolar
10A
Id = Unipolar
10A
Circuito 3 (1200VA)
In = 1200VA / 127V = 9,44A
Circuito 4 (1100VA)
In = 110VA / 127V = 8,66A
50
Circuito 5 (1800VA)
In = 1800VA / 127V = 14,17A
Id = Unipolar
15A
Circuito 6 (4400VA)
In = 4400VA / 220V = 20A
Id = Bipolar
25A
Id = Bipolar
25A
Circuito 7 (4400VA)
In = 4400VA / 220V = 20A
Eletrodutos
Os eletrodutos a serem utilizados deverão ser especificados de acordo com o item 6.2.
Apresentação do Projeto:
O projeto deverá ser apresentado em escala usual, contendo todos os dados necessários a sua boa
execução, inclusive a seção dos condutores e o diâmetro dos eletrodutos (desde que seja ressalvado na
legenda, não é necessário indicar o diâmetro dos eletrodutos de 16mm e a seção dos condutores de 1,5mm2).
Observações:
simbologia conforme item 2.2;
os valores precedidos do símbolo # corresponde a seção dos condutores em mm2;
os valores precedidos do símbolo Ø correspondem ao diâmetro do eletroduto;
condutores e eletrodutos não contados correspondem a:
# 1,5mm2 e Ø 16mm.
5.4 circuitos Especiais
Também deverão constar do diagrama os circuitos especiais, tais como: chuveiros, aquecedores, bombas
d’água, etc. Entretanto, em alguns casos, é necessário um diagrama a parte com maiores detalhes do circuito
especifico.
Projeto: Pesquisar sobre a ligação de uma bomba d’água com chave bóia (bóia automática de mercúrio).
Exercícios:
1) Dimensionar a iluminação incandescente e o número mínimo de tomadas necessárias para atender uma
sala de 4m de comprimento e 3,6m de largura.
2) Dimensionar a iluminação fluorescente e o número mínimo de tomadas para atender uma cozinha de 4m
de comprimento e 3m de largura.
51
6. Execução das Instalações Residenciais
A norma brasileira para instalações elétricas de baixa tensão, NBR – 5410/90 – item 6.2.10, prevê a execução
das instalações elétricas de varias maneiras diferentes, e função dos materiais e equipamentos disponíveis
no mercado, tais como eletrodutos, calhas, canaletas, condutores especiais, etc. Dentro do escopo deste
modulo, serão analisadas somente aquelas maneiras relacionadas com as instalações residenciais. Existem
algumas prescrições gerais, entretanto, que devem ser observadas para qualquer tipo de instalação e que se
relacionam, principalmente, com a segurança da instalação durante e após sua montagem. Assim,
recomenda-se a instalação dos cabos de tal maneira que os mesmos não sofram qualquer dano em função
de bordas cortantes ou superfícies abrasivas, para tanto, devendo ser usado, nas entradas de condutos em
caixas de derivação ou equipamentos, um embuchamento ou adaptador para proteger os cabos. Os cabos ao
serem instalados em eletrodutos não podem ficar sujeitos a esforços maiores do que aqueles para o qual
foram projetados. Caso contrário, o cabo poderia ficar sujeito à tração, mudando assim todas as suas
características quanto à condução de corrente. Os condutos, caixas de derivação, conexões, etc. devem ser
constituídos de materiais não suscetíveis a corrosão ou protegidos contra elas.
- Toda curva de cabo deve ser feita de forma a evitar qualquer dano ao cabo.
- Todos os condutores vivos, inclusive o neutro (se existir), do mesmo circuito devem ser agrupados no
mesmo conduto.
6.1 Instalações em Linhas Aéreas
É comum o uso de linhas aéreas quando se deseja ligar cargas fora do corpo da residência, tais como
dependências de serviço, iluminação, áreas de lazer, etc. Deve-se ter em mente que estas ligações devem
corresponder a cargas de um mesmo consumidor, uma vez que as normas das concessionárias não
permitem as interligações entre consumidores. Os condutores aéreos, em vãos de até 15m, devem ter seção
superior a 4mm2 e, em vãos maiores, seção superior a 6mm2. Podem também ser utilizados condutores de
menor seção, desde que, presos ao fio ou cabo mensageiro com resistência mecânica adequada. Em
qualquer caso, o espaçamento entre os suportes deve ser igual ou inferior a 30m. Os condutores devem ser
isolados. Os cabos devem encontrar-se, em relação ao solo, a uma altura igual ou superior a:
5,5m, em locais acessíveis a veículos pesados;
4,00m, em entradas de garagens residenciais, estacionamentos ou outros locais não acessíveis a
veículos pesados;
2,50m, em locais acessíveis apenas a pedestres;
4,50m, em áreas rurais, cultivadas ou não.
Os cabos devem encontrar-se fora do alcance de janelas, sacadas, escadas, etc. e, para tanto, devem
obedecer a uma das seguintes condições:
Estar a uma distancia horizontal igual ou superior a 1,20m; ou
Estar acima do nível superior de janelas; ou
Estar a uma distancia vertical igual ou superior a 3,50m acima do solo de sacadas, terraços ou varandas;
ou
Estar a uma distancia vertical igual ou superior a 0,50m abaixo do solo de sacadas, terraços ou
varandas.
6.2 Instalação em Eletrodutos
As instalações em eletrodutos podem ser embutidas, como as residenciais, e expostas, que são utilizadas,
normalmente, em áreas industriais.
Os eletrodutos normalizados podem ser rígidos de aço carbono (NBR – 5598. NBR -5624), de PVC rígido
(NBR – 6150) e metálicos flexíveis.
52
A norma não faz qualquer referencia a eletrodutos plásticos flexíveis. Dentro dos eletrodutos só podem ser
instalados condutores isolados, não sendo permitida a utilização de condutores do tipo “a prova de tempo”
ou cordões flexíveis. Os eletrodutos são normalizados pelo seu diâmetro externo e pela espessura das
paredes e são classificados como “extras”, “pesados” e “leves”. O diâmetro externo mínimo, admitido pela
norma, é o de 16mm2. Os eletrodutos são fabricados, normalmente, em varas de 3m e a conexão entre duas
peças deve ser feita através de luvas, de tal forma que seja assegurada a resistência mecânica do conduto. A
luva é uma vedação eficiente para evitar a penetração de umidade dando continuidade e regularidade à
superfície interna: facilitando a passagem dos cabos. Tais observações são validas também para instalação
de caixas de derivação, de passagem, etc. Os trechos retilíneos e contínuos da tubulação não poderão
ultrapassar a 15m. Nos trechos com curvas, este espaçamento deve ser reduzido de 3m para cada curva de
90°. Em cada trecho da tubulação, entre duas caixas, podem ser previstas, no máximo, 3 curvas de 90° ou
equivalente até, no máximo 270°. Em nenhum caso podem ser previstas com deflexão menor do que 90°.
Devem ser empregados caixas de derivação:
Em todos os pontos de entrada e saída dos 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.
Os condutores devem ser contínuos de caixa a caixa, 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. Podem ser utilizados eletrodutos metálicos
flexíveis para a ligação de motores ou aparelhos sujeitos a vibração e em maquinas que necessitam ser
deslocadas para o uso. Entretanto, esses eletrodutos não devem ser embutidos, nem utilizados nas partes
externas das edificações ou, de qualquer forma, expostos ao tempo.
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 da área interna do eletroduto que pode ser ocupada (no máximo 55% - para um só condutor); esta
providencia é tomada com a finalidade de facilitar a enfiação, ou reenfiação nos casos de modificações dos
condutores nos eletrodutos.
A taxa máxima de ocupação (relativa a área) dos eletrodutos por cabos isolados é dada pela tabela a seguir:
NÚMERO DE CABOS
ISOLADOS
1
2
3
4
Mais de 4
TAXA MÁXIMA DE OCUPAÇÃO
CABOS SEM COBERTURA DE
CABOS COM COBERTURA DE
CHUMBO
CHUMBO
0,53
0,55
0,31
0,30
0,40
0,40
0,40
0,38
0,40
0,35
Considerando-se as expressões matemáticas que relacionam o diâmetro e a área de uma seção circular e as
taxas citadas na tabela, pode-se deduzir a expressão que da o diâmetro do eletroduto necessário, ou seja:
Onde:
d2 ×N
D=
K
53
D
N
d
K
diâmetro interno do eletroduto
número de condutores
diâmetro externo do condutor
taxa máxima de ocupação
Por exemplo, o diâmetro interno de um eletroduto capaz de conduzir dois condutores de 10mm2 isolados em
PVC, cujo diâmetro externo é de 6,1mm, será:
(6,1) 2 × 2
d2 ×N
=
= 15,5m
0,31
K
Consultando uma tabela de eletrodutos rígidos de aço carbono, tipo LEVE 1, verifica-se que o indicado é o
eletroduto de 20mm2.
Anexo a este trabalho encontram-se tabelas para condutores e eletrodutos normalmente utilizados em
instalações residenciais que dão o número máximo de condutores, que podem ser enfiados em um
eletroduto. Estas tabelas foram calculadas de tal maneira que, mesmo quando houver condutores de seções
diferentes no mesmo duto, é possível o dimensionamento.
No caso de ter condutores com bitolas diferentes para serem instalados no mesmo eletroduto, utilizamos a
tabela, “Relação entre as áreas dos condutores”.
Esta tabela nos permite “transformar” as diferentes bitolas dos condutores em uma única para que possamos
dimensionar o eletroduto a ser utilizado. Para melhor entendimento vamos fazer o seguinte exemplo:
Dimensionar o eletroduto que deverá conter 3 cabos de bitola 4mm2 e 5 cabos de bitola 10mm2.
Para isto temos duas opções que conduzem ao mesmo resultado:
D=
1ª opção: transformar os cabos de bitola 10mm2 em cabos de 4mm2.
Através desta tabela procuramos a interseção entre o cabo de seção 10mm2 e o de 4mm2, encontramos o
valor 2,11.
Multiplicamos então o numero de cabos de 10mm2 por 2,11 para se achar o seu equivalente em:
4mm2 = 5 x 2,11 = 10,55
Total de cabos de 4mm2 = 10,55 + 3 = 13,55 cabos.
Agora que já temos condutores de mesma bitola, basta consultar a outra tabela. “Número máximo de
condutores instalados em um eletroduto”. O eletroduto escolhido foi o de 31mm2.
2ª opção: transformar os cabos de bitola 4mm2 em cabos de 10mm2.
Na tabela “Relação entre as áreas dos condutores”, a interseção entre o cabo de 4mm2 e o de 10mm2 nos
fornece o valor 0,47.
3 x 0,47 = 1,41 cabos de 10mm2
Total = 1,41 + 5 = 6,41 cabos de 10mm2
A tabela “Número máximo de condutores instalados em eletrodutos”, nos fornece então o eletroduto de
31mm2.
6.3 Algumas Observações Importantes sobre Instalações Elétricas
54
Emendas e derivações: devem garantir a continuidade elétrica e a resistência mecânica do circuito.
Quando os condutores são de diâmetro pequeno, usa-se torcer um condutor sobre o outro como mostram as
figuras 1 e 3; quando se trata de condutores maiores, usa-se um fio mais fino enrolado sobre a emenda, a fim
de melhorar a resistência mecânica, conforme figuras 2 e 4. em ambos os casos, deve-se cobrir a emenda
com solda, a fim de garantir uma perfeita continuidade elétrica ao circuito. Para a ligação de aparelhos com
cordões flexíveis, deve-se usar um nó de segurança nas extremidades do condutor, a fim de evitar que
qualquer esforço mecânico efetuado sobre o condutor seja transmitido para os contatos elétricos.
Ligações dos Terminais
Ao efetuarmos a ligação de um condutor em um terminal com o parafuso, deve-se fazer a volta no condutor
no mesmo sentido da rotação do parafuso ao ser apertado, para evitar que o condutor escape debaixo da
cabeça do parafuso. Quando o condutor for flexível (tipo cabo), deve-se tornar rígida a sua extremidade com
solda, ou então, usar um terminal apropriado.
Lâmpadas Fluorescentes
Devido as grandes vantagens da iluminação fluorescente (maior rendimento luminoso, menor perda em forma
de calor, luz mais branca, etc.), vem sendo largamente adotada a iluminação fluorescente, principalmente nas
instalações comerciais. Para analisarmos o seu funcionamento, vamos considerar uma lâmpada
convencional, com starter:
Quando fechamos o interruptor S. o starter fecha e abre rapidamente, quando ele está fechado os filamentos
são aquecidos ionizando o vapor de mercúrio existente dentro do tubo e quando abre é dada a partida na
lâmpada, ou seja, passa a circular corrente entre os filamentos. A função do reator é provocar uma
sobretensão durante a partida e depois evitar que a corrente atinja valores elevados. Depois que a lâmpada
esta acesa pode-se retirar o starter do circuito, uma vez que não circula corrente pelo mesmo. A função do
capacitor ligado em paralelo com o starter é evitar o faiscamento entre os seus terminais durante a partida.
Interruptores variados (dimmer)
55
São interruptores que, através de uma resistência ou de um circuito eletrônico variam a intensidade luminosa
da lâmpada instalada em seu circuito, sendo muito pratico, principalmente para instalação em quartos de
crianças. A instalação do dimmer é do mesmo modo do interruptor simples.
Chaves de 3 posições
Chaves de uso difundido em aparelhos de aquecimento (chapas térmicas, máquinas de coar café, etc.) que
determinam a quantidade de calor (fraco, médio e forte) que se deseja obter. O esquema básico de
funcionamento destas chaves é o demonstrado no desenho.
Ao fechar a chave 1 é ligada a resistência R1 (maior) que corresponde à temperatura menor (MIN). Ao fechar
a chave 2 é ligada a resistência R2 (menor) que corresponde a temperatura intermediaria (MED). Quando se
aciona as duas chaves simultaneamente, obtém-se a maior temperatura (MAX). Os modelos existentes no
comercio, são do tipo “chaves rotativas”, cujo esquema de ligações é, em principio, o seguinte:
Exercícios:
1. Dimensionar o eletroduto que deverá conter 12 condutores de seção 6,0mm2, isolados em PVC cujo
diâmetro externo é µ 47mm.
2. Dimensionar o eletroduto que deverá conter 6 condutores de seção 2,5mm2 e 4 condutores de 4mm2.
7. Segurança
7.1 Prevenção
Uma das características importantes da NBR – 5410/90 alem da garantia de um bom funcionamento da
instalação elétrica, é a segurança das pessoas e animais que possam ter contato com a mesma. E, para
garantia desta segurança, nada melhor que a prevenção dos acidentes.
Assim, as pessoas ocupadas em serviços elétricos deverão:
Ser instruídas e esclarecidas sobre as precauções relativas ao seu trabalho;
Ser instruídas, teórica e praticamente, sobre socorros a prestar em casos de acidentes.
Os componentes da instalação elétrica deverão ser construídos e instalados de forma a evitar danos às
pessoas, devendo para tanto, ser observadas algumas precauções, tais como:
Instalação dos interruptores de lamina (chaves de faca) de tal forma que seus contatos abram para baixo,
a fim de evitar ligações acidentais;
Dotar as ferramentas (alicates, chaves de parafusos, etc.) de isolamento compatível com a tensão da
instalação;
As ferramentas elétricas portáteis deverão ser dotadas de isolação dupla ou reforçadas a fim de prevenir
acidentes por falha na isolação básica.
7.2 Tensão de Contato
56
Denomina-se “tensão de contato” a tensão que pode aparecer entre dois pontos simultaneamente acessíveis.
A tensão limite convencional (de contato) (VL) é o máximo da tensão de contato que pode ser mantida
indefinidamente sem riscos à segurança de pessoas ou animais domésticos. Como exemplo da tensão de
contato pode-se citar o caso de uma pessoa, que ao mesmo tempo, toque uma torneira e num
eletrodoméstico, no qual haja um fio solto em contato com a estrutura do produto. A tensão de contato será
aquela que aparece entre os pontos tocados. A norma estabelece como limites máximos suportáveis para as
tensões de contato, os seguintes valores:
Valores Máximos de Tensão de Contato Limite VL
VL (V)
Natureza da Corrente
Situação 1 Situação 2
Alternada 15 - 100Hz
50
25
Contínua pura (sem ondulação)
120
60
Os tempos de duração do contato estão limitados aos valores da tabela seguinte, após o qual a corrente deve
ser interrompida.
Duração Máxima da Tensão de Contato Presumida
Tempo máximo de atuação do
Tensão de Contato Presumida
+
dispositivo de proteção (s)
(V)
Situação 1
Situação 2
25
5
50
5
0,47
75
0,60
0,30
90
0,45
0,25
110
0,36
0,18
150
0,27
0,10
220
0,17
0,35
180
0,12
0,20
350
0,08
500
0,04
Situação 1: ambientes normais
Situação2: áreas externas, canteiros de obras, outros locais em que as pessoas estejam em contato com
a umidade.
Tais medidas devem ser tomadas para evitar a ocorrência de “choques elétricos” perigosos.
7.2.1 Choque Elétrico
Choque elétrico é a perturbação, de natureza e efeitos diversos, que se manifesta no organismo humano
quando este é percorrido por uma corrente elétrica.
Os efeitos da perturbação produzida pelo choque elétrico variam e dependem de certas circunstancias, tais
como:
O percurso da corrente no corpo humano;
A intensidade, o tempo de duração, a espécie e a freqüência da corrente elétrica;
As condições orgânicas do individuo.
As perturbações causadas por um choque elétrico, são principalmente:
57
Inibição dos centros nervosos, inclusive os que comandam a respiração, com possível asfixia;
Alterações no ritmo de batimento do coração, podendo produzir tremulação (fibrilação) do músculo
cardíaco, com conseqüente parada cardíaca;
Queimaduras de vários graus;
Alterações do sangue causadas por efeitos térmicos e eletrolíticos da corrente.
Essas perturbações podem se manifestar todas de um a vez ou somente algumas.
As sensações produzidas nas vitimas de choque elétrico variam desde uma ligeira contração superficial, até
uma contração violenta dos músculos. Quando esta contração atinge o músculo cardíaco, pode paralisá-lo.
Quando o choque é em baixa tensão, pode se dar a crispação muscular, fazendo com que a vitima se agarre
ao condutor sem conseguir soltar-se.
O homem é mais sensível a CA de freqüência industrial (50-60Hz), do que a CC. Assim, o limite de sensação
para CC é da ordem de 5mA e para CA é da ordem de 1mA. Quanto maior a freqüência, mais elevado será o
limite de sensação da corrente, conforme se pode notar no quadro abaixo:
Freqüência (Hz)
50-60 500 1000 5000 10000 100000
Limite Sensação (mA)
1
1,5
2
7
14
150
Como nas instalações comuns lidamos com CA 60Hz, devemos anotar principalmente, os efeitos dessas
correntes sobre o ser humano. Pode-se dizer:
Até 9mA – não produz alterações de conseqüências mais graves;
De 9mA à 20mA – contrações musculares violentas, crispação muscular e asfixia, se a zona toráxica for
atingida;
De 20 a 100mA – contrações violentas, asfixia, perturbações circulatórias e, as vezes, fibrilação
ventricular;
Acima de 100mA – asfixia imediata, fibrilação ventricular, queimaduras;
Vários Ampéres – asfixia imediata, queimaduras graves.
No segundo e terceiro casos, o processo de salvamento seria a respiração artificial. No quarto (mais de
100mA) o salvamento seria muito difícil e no ultimo casos praticamente impossível.
Os choques elétricos numa instalação podem provir de dois tipos de contatos:
Contatos diretos que são os contatos de pessoas ou animais com partes vivas (condutoras) sob tensão
(item 4.4.1);
Contatos indiretos que são contatos de pessoas ou animais com massas que ficarão sob tensão devido
a uma falha de isolamento (item 4.4.2).
7.3 Isolação e Classes de Proteção
Os equipamentos elétricos podem ser isolados de várias maneiras, cada qual com suas características e
aplicações específicas.
Isolação básica é uma camada simples, aplicada sobre as partes vivas para assegurar uma proteção
básica contra choques elétricos.
Isolação suplementar é uma camada adicional, distinta, aplicada sobre a básica, para aumentar a
proteção. Uma isolação que compreenda a básica e suplementar é chamada isolação dupla.
Isolação reforçada é o sistema de isolação único aplicado as partes vivas que asseguram um grau de
proteção equivalente ao da isolação dupla.
De acordo com o tipo de isolação aplicada e as características de utilização, os equipamentos são
classificados em quatro tipos (classe 0, I, II, III) cujas características são:
58
CLASSE 0
Características Sem meios de
proteção por
Principais
aterramento
Equipamento
Precauções
de
Segurança
Meio ambiente
sem terra
CLASSE I
CLASSE II
Proteção por
aterramento
previsto
Isolação suplementar
mais sem meios de
proteção por aterramento
Ligação ao
aterramento de
proteção
Não é necessária
qualquer precaução
CLASSE III
Previsto para alimentação
através de instalação de
extra-baixa tensão de
segurança
Ligação a instalação de
extra-baixa tensão de
segurança
7.3.1 Condutores de Proteção
De acordo com o sistema de aterramento adotado, para efeito de proteção, os sistemas de distribuição se
classificam em TN, TT e IT.
O sistema TN tem um ponto diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a este ponto através de
condutores de proteção. De acordo com a disposição dos condutores, neutro e de proteção, este sistema se
subdivide em: TN – S, onde os condutores neutros (N) e de proteção (PE) são distintos; TN – C no qual as
funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor (condutor PEN) e TN – C – S,
quando somente em parte dos sistema as funções de neutro e proteção são combinadas em um só condutor.
O sistema TT tem um ponto diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a eletrodos de aterramento,
eletricamente independentes do eletrodo de aterramento da alimentação. O sistema IT não tem nenhum
ponto de alimentação diretamente aterrado, estando as massas aterradas. A existência do condutor de
proteção tem a finalidade de fornecer um melhor caminho para a corrente de falta, evitando que a mesma
circule pelo corpo da pessoa que vier tocar no aparelho, facilitando a operação do dispositivo de proteção.
Nas instalações residenciais são utilizados, normalmente, os sistemas TN – C ou TN –C – S, sendo que os
condutores de proteção devem ser dimensionados pela tabela:
Seção (S) dos condutores fase da instalação (mm2) Seção mínima dos condutores de proteção (mm2)
S
S ≤ 16
16
16 < S ≤ 35
S
S > 35
2
Quando a tabela conduzir a uma seção não normalizada, adotar a seção logo acima na escala.
7.4 Situações na quais as pessoas possam estar Imersas
A NBR 5410/90 dedica o capitulo 9 item 9.1 pág. 138, àquelas situações que, no caso de instalações
residenciais, são caracterizadas essencialmente pelo banheiro. Tal preocupação pelos riscos particularmente
apresentado, em vista da melhor condutividade que apresenta o corpo humano molhado, ou imerso.
Nota: consulte esta norma para estes casos.
8. Conservação de Energia Elétrica na Residência
59
Com a finalidade de conceituar o termo Conservação de Energia estão apresentadas, a seguir, algumas
definições que ajudarão o eletricista a compreender sua importância para o consumidor para a CEMIG e para
o País.
O que é conservação de energia elétrica?
Conservar energia elétrica é utilizá-la de forma a obter o máximo beneficio com um menor consumo, evitando
os desperdícios ou o uso não adequado, sem, no entanto, diminuir qualidade, o conforto e a segurança.
Por que conservar?
Os custos crescentes, a escassez de recursos, a baixa remuneração, a disponibilidade de recursos hídricos,
a otimização dos investimentos, o custo de kWh conservado, sendo cerca de 6 vezes mais barato do que o
kWh gerado, e os grandes desperdícios fazem com que seja importante a conservação de energia elétrica,
para o nosso País, e acarreta uma conta menor de energia a ser paga pelo consumidor.
Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica – PROCEL
O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica – PROCEL foi criado pela portaria Interministerial
nº 1877, em 30/12/85, pelos Ministérios das Minas e Energias e o da Industria e Comercio, com o objetivo de
otimizar o uso de energia elétrica, sem que a produção, conforto e segurança sejam afetados.
8.1 Medidas de conservação de energia elétrica na residência
Como e onde fazer Conservação de Energia Elétrica.
Primeiramente deve-se conhecer onde a energia elétrica esta sendo consumida em uma residência.
8.2 Iluminação
Conceitos sobre Grandezas Fotométricas
É necessário conhecer algumas grandezas fotométricas das características das lâmpadas que serão
definidas a seguir e que são importantes para a escolha das lâmpadas adequadas,
Fluxo Luminoso
Definição: quantidade de luz emitida por uma fonte luminosa na unidade de tempo (segundo).
Unidade de medida: lúmen (abreviatura lm)
Analogia hidráulica: quantidade de água que sai de ma torneira, por segundo.
Eficiência Luminosa
Definição: é a razão entre o fluxo luminoso (em lúmen) e a potencia elétrica absorvida (em watt).
Expressa o rendimento de uma lâmpada ou de um aparelho de iluminação. Por conseguinte, quanto maior a
eficiência luminosa, mais econômico é o uso da fonte de luz.
Unidade de medida: lúmen por watt (lm/W).
Analogia hidráulica: relação da quantidade de água que sai de uma bomba ate um certa cota e a potencia
elétrica necessária.
Tipos de lâmpadas usuais
60
Incandescentes
Operam através do aquecimento de um fio fino de tungstênio pela passagem de corrente elétrica. Embora
seja a mais comum, é a menos eficiente dos tipos encontrados usualmente. São utilizadas na iluminação
geral. As lâmpadas halógenas são lâmpadas incandescentes construídas num tubo de quartzo com vapor de
metal halógeno no bulbo, o que permite ao filamento atingir temperaturas mais elevadas, sem diminuição da
vida útil, resultando em maior eficiência luminosa maior do que das incandescentes comuns, alem de
proporcionar excelente reprodução de cores e ter dimensões reduzidas. A vida media de uma lâmpada
incandescente é de 1000h. Para que isso ocorra, a lâmpada tem que ser usada na tensão certa. Se você ligar
uma lâmpada de tensão 115/120 volts em rede de 127 volts, a vida media da lâmpada cai para cerca de
350h. A tensão e a potencia das lâmpadas podem ser identificadas através do valor nominal e da potência de
consumo, inscritas no bulbo de vidro que envolve o argônio e o tungstênio. As potenciais mais usadas das
lâmpadas incandescentes para uso domestico, nas diversas tensões, são de 40, 60, 100 e 150 watts.
Fluorescentes
São lâmpadas que usam descargas elétricas através de gás. Consistem em um bulbo cilíndrico de vidro
revestido de material fluorescente (cristais de fósforo), contendo vapor de mercúrio a baixa pressão em seu
interior e, portanto em suas extremidades eletrodos de tungstênio. Com relação a cor irradiada podem ser
encontradas em diversas tonalidades, dependendo do fabricante. Dessa forma, conforme a finalidade deverá
ser aplicado o tipo de lâmpada adequado. As lâmpadas fluorescentes são usadas na iluminação geral e
necessitam, para o seu funcionamento, de dois equipamentos auxiliares:
Em locais como cozinha, banheiro, lavanderia e garagem, é melhor utilizar lâmpadas fluorescentes que duram
e iluminam mais que as incandescentes. Uma lâmpada fluorescente tem uma vida media de ate 10000h, ou
seja, dura dez vezes mais que a incandescente. Inicialmente tem-se um gasto maior, mas, em compensação,
não é necessário troca-la tantas vezes, alem disso economiza energia elétrica e, portanto, reduz o valor da
conta.
Reator
Usado para produzir a sobretensão necessária ao inicio da descarga e para limpar a corrente.
Existem dois tipos:
Convencional e o de Partida Rápida (não necessita de starter).
Starter
Usado para ligar e desligar os eletrodos (em caso de reatores de partida convencional).
Lâmpadas fluorescentes compactas
As fluorescentes compactas possuem baixas potencias (5 a 13 watts, mais comuns) e permitem o
desenvolvimento de novas aplicações em luminária a serem utilizadas na iluminação. Com comprimento
variado de 104mm a 134mm, tem vasto campo de aplicação, substituindo com muita vantagem as lâmpadas
incandescentes. Sua vida útil é em torno de 8000h.
Nota: existem lâmpadas fluorescentes compactas de diversas potencias tamanhos e tipos diferentes.
Algumas, com reator eletrônico, substituem a lâmpada incandescente.
A tabela a seguir mostra as características das fluorescentes quando comparadas as incandescentes.
Lâmpadas Fluorescentes Compactas
Lâmpadas Incandescentes
61
Potência da
lâmpada
(watt)
5
7
9
13
Potencia total
(incluindo reator)
(watt)
8
10,5
12,5
17
Fluxo
luminoso
(lúmen)
250
400
600
900
Eficiência
luminosa
(lm/W)
29,4
38,1
48
52,9
Potencia
(watt)
25
40
60
75
Fluxo
luminoso
(lúmen)
220
470
780
980
Eficiência
luminosa
(lm/W)
8,8
11,8
13
13,1
Apesar das lâmpadas fluorescentes compactas serem mais caras que as incandescentes, elas são bem mais
econômicas e sua utilização se justifica quando são usadas por mais de 3h por dia.
Tabela de Características das Lâmpadas
Vida
Fluxo
Tipo de
Potencia
Vantagens
Desvantagens
Observações
luminoso media
lâmpadas
(watts)
(h)
(lumens)
40
470
Iluminação geral e Baixa eficiência Ligação imediata
sem
localizada de
60
780
luminosa; alta
Incandescentes
1000
necessidade
de
interiores.
100
1480
produção de calor;
dispositivos
Tamanho reduzido vida media curta.
150
2360
auxiliares
e custo baixo
15
800
7500
Fluorescente
20
1060
comum
30
2075
Ótima eficiência
Necessidade de
dispositivos
40
2775
10000 luminosa e baixo
Custo elevado de
custo de
auxiliares (reator
60
3850
instalação, em
Fluorescente
mais starter ou
10000 funcionamento.
85
5900
relação as
H.O.
Boa reprodução
somente reator
110
8300
incandescentes.
de cores. Boa vida
de partida
5
250
media
rápida)
Fluorescente
7
400
8000
compacta
9
500
13
900
Obs.: a tabela acima apresenta valores médios, podendo mudar dependendo do fabricante.
A Determinação da Iluminação Adequada
A iluminação depende de vários fatores:
A altura da luminária, do tamanho e do tipo do cômodo, tipo de lustre ou globo, cores das paredes, pisos e
tetos, tipos de lâmpadas, etc.
Para a escolha correta da iluminação, proceda da seguinte forma:
Calcule a área do cômodo (comprimento multiplicado pela largura);
Verifique na tabela pratica a seguir, a potencia da lâmpada.
Exemplo:
A área da varanda é de 12m2 (3m de largura e 4m de comprimento). Pela tabela, a lâmpada incandescente
indicada é de 100 watts ou lâmpada fluorescente de 40 watts.
Se as paredes forem escuras, use o valor de potencia da lâmpada imediatamente superior.
Tabela Prática para escolha de Lâmpadas
Potencia total das lâmpadas (Watts (W))
62
Área do
Sala, copa e cozinha
Quarto e varanda
Banheiro
cômodo (m2)
Maior
Até
Incandescente Fluorescente Incandescente Fluorescente Incandescente Fluorescente
que
6,25
60
20
60
15
60
15
6,25
7,50
100
40
100
20
60
15
7,50
10,50
100
40
100
40
100
20
10,50 12,00
150
40
100
40
100
40
12,00 14,00
150
60
150
40
100
40
14,00 16,00
200
60
150
60
100
40
16,00 20,00
200
80
150
60
150
60
20,00 22,50
200
80
200
80
150
60
* Potencia da lâmpada sem reator
Potencia total das lâmpadas (Watts (W))
Corredores e escadas (m) Incandescentes Fluorescentes
Até 3
40
15
3 a 4,5
60
20
4,5 a 5,5
100
20
A seguir estão representados os principais problemas, possíveis causas e recomendações quanto a utilização
das lâmpadas incandescentes e fluorescentes.
Problemas
Sensível diminuição do fluxo
luminoso emitido pela lâmpada.
Bulbo enegrecido
Problemas em lâmpadas incandescentes
Possíveis causas
Curta duração. Bulbo enegrecido
Curta duração e quebra do
filamento
Funcionamento da lâmpada por
tempo superior a sua duração
Funcionamento da lâmpada com
temperaturas excessivamente
elevadas
A lâmpada esta exposta a
vibrações ou batida
Luz muito intensa e curta duração
A tensão da lâmpada é inferior a
tensão da instalação elétrica
Luz fraca e avermelhada
A tensão da lâmpada é superior a
tensão da instalação elétrica
Recomendações
Substitua a lâmpada
Verifique as condições de ventilação
do aparelho de iluminação
Monte o lustre sobre suportes
antivibratórios
Substitua a lâmpada por uma de
tensão compatível com a instalação
elétrica
Substitua a lâmpada por uma de
tensão compatível com a instalação
elétrica
Problemas em lâmpadas fluorescentes
63
Problemas
Possíveis causas
Recomendações
Falha normal do fim da vida da
Troque a lâmpada
lâmpada
Lâmpada que tremula
Se a lâmpada é nova
É provável que o fenômeno desapareça
acendendo e apagando
Se a lâmpada é relativamente nova
Troque o starter
pode ser que o starter esteja
defeituoso
Diminuição do fluxo
Uso prolongado superior a duração
Troque a lâmpada antes do seu termino
luminoso
media da lâmpada
Eletrodos queimados ou interrompidos
Troque a lâmpada
Starter
falho
Troque-o
A lâmpada não acende
Assegure-se que a lâmpada esta
Ligações incorretas
devidamente assentada nos contatos
Uso prolongado superior a duração
Enegrecimento nas
Troque a lâmpada
media prevista para a lâmpada
extremidades da lâmpada
Reator e starter com defeito
Providencie as trocas necessárias
As extremidades da
Reator defeituoso ou starter pode estar
Providencie a troca necessária
lâmpada ficam acesas
em curto circuito
Baixa tensão da instalação elétrica, ou
Verifique se a tensão de reator esta
Dificuldades para acender a
baixa qualidade do reator.
dentro da faixa de operação
lâmpada
Recorra a aparelhos que proporcionem
Temperatura ambiente muita baixa
proteção térmica
8.3 Recomendações Úteis para Utilização Adequada das Lâmpadas
Uma instalação inadequada pode ser prejudicial, ocasionando problemas de visão ou provocando acidentes.
Os tetos e as paredes internas devem ser pintados com cores claras, para evitar, assim o uso de
lâmpadas de maior potencia e maior consumo de energia elétrica;
Deve ser evitado acender lâmpadas durante o dia, deixando que a luz natural ilumine o ambiente;
Não devem ser deixadas lâmpadas acesas em cômodos desocupados;
Devem ser usados lustres ou globos de maior rendimento. Poe exemplo: um lustre de vidro claro
(transparente) ilumina mais que um de vidro leitoso ou de cor;
Os locais onde estão instaladas as lâmpadas, como globos, lustres, arandelas, etc., devem ser sempre
limpos. A sujeira diminui o nível de iluminação.
Sempre que possível, devem ser usadas lâmpadas de maior potencia para a mesma quantidade de watts
necessários. Por exemplo: uma lâmpada incandescente de 100W ilumina tanto quanto duas lâmpadas
incandescentes de 60W cada.
Sempre que for possível, substitua as lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas.
Uma lâmpada fluorescente compacta de 9W tem iluminação equivalente a uma incandescente de 60W e
dura cerca de 8 vezes mais.
Onde for maior iluminação (para leitura, trabalhos manuais, etc.) devem ser utilizados abajures,
arandelas, etc., ou seja, iluminação localizada. Ela poderá oferecer maior conforto e economia, pois as
lâmpadas serão ligadas quando realmente necessário.
8.4 Geladeira ou Freezer
64
A geladeira (ou refrigerador) é responsável por cerca de 30% do consumo de energia elétrica. Assim, as
recomendações dadas, a seguir, para a seu aquisição e manuseio são muito importantes.
Aquisição
Deve ser observada a etiqueta laranja fixada na parte frontal, pois estes aparelhos possuem o seu
consumo sob controle governamental;
A temperatura do congelador e o volume interno devem ser adequados as necessidades do consumidor;
Para a decisão da aquisição, deve-se comparar os aparelhos de mesma faixa de volume, optando-se pelo
de menor consumo de energia elétrica (número estampado em evidencia na etiqueta) e dentro das
possibilidades financeiras do interessado.
A seguir estão representadas tabelas com dados de geladeiras de 1 porta, 2 ou 3 portas e freezer, contendo;
a capacidade em litros (amanho), modelo, marca e o consumo médio de energia por mês (kWh/mês).
Geladeira 1 porta
Tensão
(volts)
Capacidade
interna
(em litros)
230
250
253
254
270
Modelo
Marca
Temperatura
congelador (°C)
RG2801
SL2285
RU-26
BRA-26
01310-D
Esmaltec
-12,0
Steigleder
-6,0
Cônsul
-12,0
Brastemp
-12,0
Prosdócimo
-12,0
127
Continental
290
RDC300
-12,0
2001
294
BRA-30
Brastemp
-12,0
307
01341-D Prosdócimo
-12,0
310
RU-31
Cônsul
-12,0
324
BRA-33
Brastemp
-12,0
230
RG2801
Esmaltec
-12,0
253
RU-26
Cônsul
-12,0
254
BRA-26
Brastemp
-12,0
270
01310-D Prosdócimo
-12,0
286
SL2285
Steigleder
-6,0
220
Continental
290
RDC300
-12,0
2001
294
BRA-30
Brastemp
-12,0
307
01341-D Prosdócimo
-12,0
310
RU-31
Cônsul
-12,0
Fonte: PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
Consumo de energia
(kWh/mês)
36,5
44,3
40,7
36,6
28,0
37,6
38,7
37,5
49,3
42,9
31,3
37,3
33,6
28,0
50,0
38,7
38,4
36,6
45,0
Geladeira 2/3 portas
65
Tempo
máximo
Temperatura Congelamento
Consumo
congelador
capacidade
conservação de energia
Marca
Modelo
(°C)
(kg/24h)
sem energia (kWh/mês)
(horas)
306
BRF-30
Brastemp
-18,0
4,20
6,30
89,7
327
RW33SL W. Westinghouse
-18,0
4,80
8,50
86,7
392
RD-40
Cônsul
-18,0
3,40
15,00
85,0
127
394
RW39SL W. Westinghouse
-18,0
4,80
9,20
77,5
394
RG39SL
Gelomatic
-18,0
4,00
9,20
77,5
405
BRF-41
Brastemp
-18,0
4,20
9,60
95,1
-18,0
4,80
12,80
92,7
414
RW41SF W. Westinghouse
306
BRF-30
Brastemp
-18,0
4,20
6,30
86,5
327
RW33SL W. Westinghouse
-18,0
4,80
8,50
75,8
392
RD-40
Cônsul
-18,0
3,40
15,00
85,0
220
394
RW39SL W. Westinghouse
-18,0
4,80
9,20
70,6
394
RG39SL
Gelomatic
-18,0
4,00
9,20
70,6
405
BRF-41
Brastemp
-18,0
4,20
9,60
90,8
415
RW41SF W. Westinghouse
-18,0
4,80
12,80
72,5
Fonte: PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
Capacidade
Tensão
interna
(volts)
(em litros)
66
Tensão
(volts)
127
220
Capacidade
interna (em
litros)
Modelo
Marca
172
172
180
04180C
04180S
VU-18
210
CW21SL
210
210
230
248
248
04220C
04220S
VU-23
04260C
04260S
248
CW25SL
254
BCA-26
265
VFC-280
274
VU-28
277
VFC-300
172
172
180
04180C
04180S
VU-18
210
CW21SL
210
210
230
248
248
04220C
04220S
VU-23
04260C
04260S
248
CW25SL
254
BCA-26
265
VFC-280
274
VU-28
277
VFC-300
Prosdócimo
Prosdócimo
Cônsul
W.
Westinghouse
Prosdócimo
Prosdócimo
Cônsul
Prosdócimo
Prosdócimo
W,
Westinghouse
Brastemp
Continental
2001
Cônsul
Continental
2001
Prosdócimo
Prosdócimo
Cônsul
W.
Westinghouse
Prosdócimo
Prosdócimo
Cônsul
Prosdócimo
Prosdócimo
W.
Westinghouse
Brastemp
Continental
2001
Cônsul
Continental
2001
Tempo
Temperatura
máximo de
Capacidade
do
congelamento conservação
congelador
sem energia
(kg/24h)
(ºC)
(horas)
-22,0
11,70
9,00
-22,0
11,70
9,00
-20,0
11,00
11,00
Consumo
de energia
(kWh/mês)
57,0
57,0
38,0
-21,0
11,70
7,00
57,0
-21,0
-21,0
-20,0
-20,0
-20,0
11,70
11,70
14,00
13,64
13,64
7,00
7,00
12,00
6,00
6,00
57,0
57,0
42,0
66,0
66,0
-20,0
13,64
7,00
66,0
-18,0
12,00
8,75
69,0
-22,0
20,00
11,00
57,0
-20,0
15,00
11,00
47,0
-22,0
21,00
11,00
57,0
-22,0
-22,0
-20,0
11,70
11,70
11,00
9,00
9,00
11,00
50,0
50,0
37,0
-21,0
11,70
7,00
53,0
-21,0
-21,0
-20,0
-20,0
-20,0
11,70
11,70
14,00
13,64
13,64
7,00
7,00
12,00
6,00
6,00
53,0
53,0
41,0
55,0
55,0
-20,0
13,64
7,00
55,0
-18,0
12,00
8,75
66,0
-22,0
20,00
11,00
52,0
-20,0
15,00
11,00
46,0
-22,0
21,00
11,00
55,0
Fonte: PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
Observação: se você não encontrar uma geladeira ou um freezer com os modelos acima mencionados,
procure os modelos com o selo de identificação e faça as comparações de capacidade em litros com o
consumo de energia (kWh).
Utilização
67
Para um bom desempenho do refrigerador ou freezer, o usuário deve seguir as seguintes recomendações:
Leia o manual do fabricante;
Instale-os em local bem arejado, com boa ventilação e longe de qualquer fonte de calor, como raios
solares ou fogões. Não os encostes às paredes ou moveis;
Não abra o refrigerador sem necessidade. Crie o habito de colocar ou retirar os alimentos de uma só vez;
No inverno regule o dial em posição mais baixa. Consulte o manual do fabricante para saber a regulagem
correta;
Evite colocar alimentos ainda quentes dentro deles para não exigir mais do motor;
Não forre as prateleiras com plásticos, vidros ou qualquer outro material. Coloque os alimentos de forma
a facilitar ao máximo a circulação do ar;
Coloque os alimentos de acordo com a disposição recomendada pelo fabricante. Geralmente as carnes
mais próximas do congelador e as verduras na parte de baixo;
Coloque os líquidos em recipientes fechados;
Degele o refrigerador seguindo as recomendações do fabricante;
Evite colocar panos ou plásticos na parte traseira do refrigerador;
A borracha de vedação deve funcionar adequadamente, afim de evitar fuga de ar frio.
8.5 Aquecimento de Água
Cerca de 20% do consumo de residência referem-se ao aquecimento de água, principalmente para o banho.
A seguir as medidas de conservação de energia nos aparelhos normalmente utilizados para este fim.
Chuveiro Elétrico
Sua potencia varia de 2500 a 4400kW (normalmente), dependendo do modelo.
Nos dias quentes, o chuveiro deve ser usado com a chave na posição “verão”. O consumo de energia é
de cerca de 30% menor com a chave nesta posição;
Banhos mais demorados são mais dispendiosos. O tempo de uso da água quente deve ser limitado ao
mínimo;
Não deve ser reaproveitada uma resistência “queimada”, pois acarretara aumento de consumo;
Os orifícios de saída de água devem ser limpos periodicamente.
Assim como os refrigeradores/freezers, os chuveiros elétricos possuem uma etiqueta amarela mostrando o
seu consumo.
Cada tipo de chuveiro apresenta um consumo de energia em kWh de acordo com os seus valores de tensão
e potencia.
A etiqueta acima apresenta os dados de um chuveiro elétrico, com uma potencia de 4400W, tensão de 127V.
O consumo médio mensal mínimo é de 13,8kWh e o máximo de 19,4kWh para cada banho de duração de 8
minutos.
Aquecedor Central Elétrico de Água
No verão, regule o termostato do aquecedor para uma temperatura menor, reduzindo, assim, seu tempo de
funcionamento;
Cuidado com o vazamento de água quente. Isto pode representar mais de mil litros de água e dezenas de kWh por
mês;
Instale o aquecedor central no local mais próximo dos pontos onde você ira utilizar a água quente, sempre
aplicando isolamento em todas as canalizações para conservação da temperatura.
Em caso de viagem, desligue o aquecedor central;
Antes de adquirir um aquecedor elétrico central, certifique-se que sua capacidade de corresponde, realmente, as
necessidades e ao tamanho de sua família. Consulte o fabricante.
Torneira elétrica
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É um conforto que consome bastante energia, quase a mesma que um chuveiro elétrico comum, portanto
deve ser usada racionalmente. No verão, quando a água, em geral, já é quente, deve ser evitado o seu uso.
Aquecimento de Água Através de Energia Solar
A utilização da energia solar, através de coletores solares para o aquecimento de água, tem
proporcionado economia significativa de energia elétrica, mantendo-se o mesmo conforto;
Se a residência tiver aquecedor central elétrico de água, a energia solar poderá ser uma boa opção;
Para tanto, existem diversas firmas especializadas e com experiência comprovada.
8.6 Televisor
Os televisores modernos apresentam um consumo bem inferior aos antigos (a válvula);
Não deixe o televisor ligado sem necessidade;
Evite o habito de dormir com o televisor ligado.
8.7 Ferro Elétrico
O aquecimento do ferro elétrico, várias vezes ao dia provoca um desperdício muito grande de energia
elétrica. Por isso, deve-se acumular a maior quantidade possível de roupa, toda de uma só vez;
Com os ferros automáticos, deve ser usada a temperatura indicada para cada tipo de tecido. Devem ser
passadas, primeiro as roupas que requeiram temperaturas mais baixas;
Sempre que houver necessidade de se interromper o serviço, o usuário não deve se esquecer de desligar
o ferro, pois, alem de poupar energia, ainda evitará o risco de provocar algum acidente grave.
8.8 Condicionador de Ar
O aparelho deve ser instalado em local com boa circulação de ar e abrigado da incidência de raios
solares;
As portas e janelas devem ser mantidas bem fechadas, para evitar a entrada de ar do ambiente externo;
Os filtros devem ser limpos periodicamente. Filtros sujos impedem a circulação livre de ar e forçam o
aparelho a trabalhar mais;
O condicionador de ar deve ser desligado sempre que o ambiente ficar vazio por tempo prolongado;
No verão, o ambiente não deve ser refrigerado excessivamente, ou seja, regulando o termostato
adequadamente;
Locais refrigerados ou aquecidos com temperaturas muito deferente da ambiente gastam muita energia e
são prejudiciais à saúde.
8.9 Máquina de Lavar Louça
Deve ser utilizada sempre em sua capacidade máxima, evitando liga-la com pouca louça;
Os filtros devem ser mantidos livres de resíduos;
O detergente deve ser usado na quantidade indicada no manual do fabricante.
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8.10 Máquina de Lavar Roupa
Deve-se lavar, de uma só vez, a quantidade (peso) máxima de roupa indicada pelo fabricante, resultando
em economia de energia e de água;
O filtro da máquina deve ser limpo com freqüência;
Deve ser observada a dosagem correta de sabão especificada pelo fabricante, para que não se tenha
que repetir a operação “enxaguar”;
As instruções do manual do fabricante devem ser observadas, para se tirar o máximo proveito da
máquina de lavar.
8.11 Secadora de Roupa
O tempo de funcionamento da secadora deve ser regulado de com a temperatura necessária à secagem
dos diversos tipos de tecidos, conforme o manual do fabricante;
A máquina deve ser sempre usada em sua capacidade máxima;
O filtro de ar deve ser limpo periodicamente.
O bom desempenho de qualquer aparelho elétrico começa desde a compra, ou seja:
Deve ter o tamanho adequado para as necessidades previstas;
Deve ter garantia e boa resistência oferecida pelos fabricantes;
Deve consumir menos energia para realizar o mesmo trabalho.
8.12 Horário de Ponta ou de “Pico”
No sistema elétrico, o período compreendido entre 17 22 horas, nos dias úteis é denominado horário de ponta
ou de “pico”.
Por que ele é assim chamado?
Porque é nesse período que aumenta o consumo de eletricidade. Alem das luzes das resistências, dos
escritórios continuarem ligadas, as industrias, os hospitais e o comercio continuarem funcionando, é o horário
em que as luzes das casas e das ruas se acendem, e que as pessoas tomam banho e ligam a televisão.
Sempre que ocorre aumento de consumo as concessionárias são obrigadas a ampliar o sistema elétrico
construindo novas usinas, linhas de transmissão, subestações e redes de distribuição, para que todos os
consumidores continuem a desfrutar o conforto e a segurança oferecidos pela eletricidade.
No horário de ponta, deve ser evitado o uso de determinados aparelhos, como chuveiro elétrico, ferro elétrico,
máquina de lavar roupa, secadora, etc., que podem ser utilizados em um outro período do dia, contribuindo
para, que se reduzam os investimentos no sistema elétrico, o que ira refletir na tarifa.
8.13 Leitura e Controle do Consumo de Eletricidade
Como ler o medidor
O leiturista da CEMIG passa em sua residência uma vês por mês e faz a leitura no medidor de energia
elétrica. A CEMIG acha importante você acompanhar o seu próprio consumo para saber controlá-lo.
Existem dois tipos de relógio ou medidor.
1º tipo: aquele que funciona como um medidor de quilometragem de automóvel. Nesse caso, os números
que aparecem no visor já indicam a leitura -16754.
2º tipo: aquele que tem 4 ou 5 círculos com números, sendo que cada circulo é semelhante a um relógio.
Nesse caso, o ponteiro existente dentro de cada circula indicam a leitura. Quando estão entre dois
números, deve-se considerar sempre o número menor. No exemplo a seguir o medidor marca 16754
Para Acompanhar o seu Consumo
O seu consumo de energia elétrica pode ser verificado em qualquer período: por hora, dia, semana ou mês. A
leitura da CEMIG é mensal, mas vamos supor que você deseje saber quanto consumiu em determinada
semana. Anote, então, os valores indicados da seguinte forma:
2ª feira: a leitura é 12197
Domingo: a leitura é 12219
A diferença entre estes valores multiplicada pela constante do medidor (normalmente igual a 1 – confira na
sua conta) vai ser o equivalente ao seu consumo da semana.
Consumo = (12219 – 12197) x 1 = 22kWh (quilowatt-hora).
Como estimar o consumo mensal de energia elétrica na sua residência
O consumo mensal de sua residência pode ser estimado observando o tempo de uso dos eletrodomésticos e
suas respectivas potências. A tabela abaixo fornece alguns exemplos de potencias encontradas nos
principais eletrodomésticos, bem como uma estimativa de consumo para um tempo de uso médio.
Aparelhos
Televisor
Potencia media (watts)
100
Chuveiro elétrico
4400
Ferro elétrico
1000
Geladeira (1 porta)
150
Tempo de uso
6 horas por dia
8 min/banho
5 banhos por dia
1 hora por dia
3 vezes por semana
Uso contínuo
Consumo mensal (kWh)
18
76
12
40
Para calcular o consumo de energia elétrica de cada eletrodoméstico, primeiro verifique a potencia em watts
na placa de identificação do aparelho; em seguida multiplique a potencia encontrada pelo número de horas
em que o aparelho foi utilizado por mês. Para isso, aplique a seguinte expressão:
Exemplo: Um ferro elétrico de 1000W, que é utilizado 1h por dia, 3 vezes por semana:
1.000W × 1h × 12 Dias (no mês)
= 12 kWh / mês
1.000
Some os resultados encontrados para cada aparelho e lâmpadas, a fim de obter o consumo mensal
aproximado de sua residência.
Consumo (kWh ) =
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8.14 Dicas de Segurança
Quando você for fazer algum reparo na instalação da sua casa, desligue o disjuntor ou chave geral;
Não ligue muitos aparelhos na mesma tomada, através de “benjamins”, pois isto provoca aquecimento
nos fios, desperdiçando energia e podendo causar curto circuitos;
Nunca mexa no interior da televisão, mesmo que ela esteja desligada;
Nunca mexa em aparelhos elétricos com as mãos molhadas ou com os pés em lugares úmidos;
Ao trocar uma lâmpada não toque na parte metálica;
Não coloque facas, garfos ou qualquer objeto de metal dentro de aparelhos elétricos ligados;
Se você tiver crianças em casa, todo cuidado é pouco. Não deixe que elas mexam em aparelhos elétricos
ligados, toque em fios e, muito menos ponham os dedos nas tomadas.
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Bibliografia
NBR 5410 para Projetos de Instalações Prediais
NBR 5419 para ATERRAMENTO
Normas das concessionárias fornecedoras de energia elétrica
Normas específicas aplicáveis
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