CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA MÓDULO I TURMA RIO

CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA
MÓDULO I
TURMA RIO TINTO
ALUNO:
ANDRÉRICK DA SILVA ASSIS
TRABALHO DE PROJETOS
ELÉTRICOS
Prof. WALDSON NETO
Introdução
O disjuntor é um componente essencial na atualidade e
um importante mecanismo de segurança no interior de
uma casa. Sempre que a fiação elétrica recebe corrente
muito elevada o disjuntor corta a energia até que alguém
possa resolver o problema. Sem os disjuntores (ou, como
alternativa, os fusíveis), a eletricidade doméstica seria
impraticável, devido ao perigo potencial de
incêndios, danos resultantes de problemas na fiação
elétrica ou falhas de equipamento.
Neste artigo, descobriremos como os disjuntores e
fusíveis monitoram a corrente elétrica e como eles cortam
a energia quando os níveis de corrente aumentam
demais. Conforme veremos, o disjuntor é uma solução
incrivelmente simples para um problema potencialmente
letal.
Eletricidade básica
Para compreender os disjuntores, seria bom
entendermos como funciona a eletricidade em nossas
casas.
Eletricidade é definida pela suas três principais propriedades:



voltagem (tensão)
corrente
resistência
Voltagem é a "pressão" que movimenta a carga elétrica. Corrente é o "fluxo" da carga, a
quantidade de carga que passa pelo condutor medida em qualquer ponto específico. Um
condutor oferece uma certa quantidade de resistência a este fluxo, que varia dependendo
do tamanho e composição do condutor.
Voltagem, corrente e resistência estão todas inter-relacionadas: você não pode mudar uma
sem interferir na outra. Corrente é igual à voltagem dividida pela resistência - geralmente
definida por I = v / r. Podemos entender isso de forma intuitiva: se você aumentar a
pressão que atua na carga elétrica ou diminuir a resistência, mais carga fluirá. Se você
diminuir a pressão ou aumentar a resistência, menos carga fluirá.
Para saber mais, veja Como funciona a eletricidade.
Então, como isso tudo está integrado na sua casa?
O sistema de fornecimento de energia transporta a eletricidade da usina geradora até a
sua casa. Lá dentro, a carga elétrica circula em um grande circuito, composto por vários
circuitos menores. Uma extremidade do circuito, o fio fase, conduz até a usina geradora. A
outra extremidade, chamada de fio neutro, segue para dentro da terra. Em razão do fio
fase conectar-se a uma fonte alta de energia e o fio neutro conectar-se a uma fonte de
energia neutra (a terra), existe voltagem através do circuito. A carga move-se sempre que
o circuito é fechado. Define-se esta corrente como corrente alternada, porque muda de
direção rapidamente (veja Como funcionam as redes elétricas para maiores informações).
A rede de distribuição elétrica fornece eletricidade a uma voltagem constante (120 e 240
volts nos Estados Unidos), mas a resistência e, portanto, a corrente, variam dentro de uma
casa. Todas as diferentes lâmpadas elétricas e eletrodomésticos oferecem uma certa
quantidade de resistência, também denominada carga. Esta resistência é o que faz um
aparelho funcionar. Uma lâmpada elétrica, por exemplo, contém um filamento interno que
é muito resistente ao fluxo de carga. Ela tem que trabalhar duro para se mover, o que
aquece o filamento e faz com que ele brilhe.
Em uma fiação, os fios fase e neutro nunca se tocam diretamente. A carga que passa pelo
circuito sempre atravessa um aparelho, que age como um resistor. Desta forma, a
resistência elétrica, em um eletrodoméstico, limita a quantidade de carga que pode fluir
através do circuito - com voltagem e resistência constantes, a corrente também deve ser
constante. Eletrodomésticos são projetados para manter a corrente a um nível
relativamente baixo por questões de segurança. Demasiada carga, fluindo através de um
circuito em um momento específico, aqueceria os fios do circuito e de toda a fiação a
níveis perigosos, podendo causar um incêndio.
Isso mantém o circuito elétrico funcionando normalmente, na maior parte do tempo. Mas,
ocasionalmente, algo poderá conectar um fio fase diretamente a um fio neutro ou a algo
que o conduza à terra. Por exemplo: o motor de um ventilador poderia sobreaquecer e
derreter, fundindo os fios neutro e fase; ou alguém poderia colocar um prego na parede e,
acidentalmente atingir um condutor elétrico. Quando o fio fase conecta-se diretamente a
terra, a resistência no circuito é mínima, então, a voltagem força uma enorme quantidade
de carga pelos fios. Se esse processo continuar, os cabos sobreaquecerão e poderão
iniciar um incêndio.
A função do disjuntor é interromper o circuito toda vez que ocorre sobrecarga ou curtocircuito. Nas seções seguintes, descobriremos como isso acontece.
O disjuntor
Básicos
O dispositivo de proteção de circuito mais simples que existe é o fusível. O fusível é
apenas um fio fino, fechado em uma cápsula e que se conecta ao circuito. Quando o
circuito é fechado, toda a corrente passa pelo fio do fusível, que recebe a mesma corrente
que qualquer outro ponto do circuito. O fusível é planejado para romper quando aquecido
acima de um certo nível; se a corrente subir muito, o fio queima. A destruição do fusível
abre o circuito antes que o excesso de corrente possa danificar a fiação.
O problema com o fusível é que ele funciona apenas uma vez. Toda vez que um
rompe, precisa ser substituído. Um disjuntor faz basicamente a mesma coisa: abre o
circuito assim que a corrente atinge níveis perigosos. No entanto, pode ser reutilizado.
Um disjuntor básico consiste de um simples interruptor, conectado a uma lâmina
bimetálica ou a um eletroimã . O diagrama abaixo mostra a configuração de um
eletromagneto.
O fio fase no circuito conecta-se às duas extremidades do interruptor. Quando o interruptor
é ligado, a eletricidade pode fluir do terminal inferior através de um eletromagneto, subindo
até um contato móvel, depois, através de um contato fixo e saindo pelo terminal superior.
A eletricidade magnetiza o eletromagneto (veja Como funcionam os eletroimãs). O
aumento da corrente ativa a força magnética do eletromagneto, e a diminuição da corrente
a reduz. Quando a corrente salta a níveis de risco, o eletromagneto baixa uma alavanca
metálica conectada ao mecanismo do interruptor; este desloca-se, separando o contato
móvel do contato fixo e quebrando o circuito. A eletricidade, então, é desligada.
Clique sobre o disjuntor e libere o interruptor
Uma configuração com lâmina bimetálica funciona com o mesmo princípio, exceto pelo
fato de que, ao invés de energizar um eletromagneto, uma corrente alta entorta uma fina
lâmina para mover o mecanismo. Alguns disjuntores usam uma carga explosiva para
desligar o interruptor. Quando a corrente se eleva a um certo nível, ela detona o material
explosivo, que aciona um pistão para abrir o interruptor.
Avançados
Disjuntores mais avançados usam componentes eletrônicos (dispositivos
semicondutores) para monitorar os níveis de corrente, em vez de simples mecanismos
elétricos. Esses elementos são muito mais precisos e desligam o circuito mais
rapidamente, embora sejam bem mais caros. Por essa razão, a maioria das casas ainda
usa disjuntores convencionais.
Um dos disjuntores mais recentes é o interruptor com circuito de falha de aterramento,
ou GFCI. Esses sofisticados disjuntores são elaborados para proteger as pessoas contra
choques elétricos, em vez de proteger a fiação do prédio. O GFCI monitora
constantemente a corrente nos fios terra e neutro do circuito. Quando tudo está
funcionando corretamente, a corrente nos dois lados deve ser exatamente a mesma.
Assim que o fio fase conecta-se diretamente ao neutro (se alguém o tocar acidentalmente,
por exemplo), o fio fase recebe um surto de corrente, o que não acontece com o fio neutro.
O GFCI abre o circuito logo que isso acontece, prevenindo a eletrocução. Uma vez que
não precisa aguardar que a corrente se eleve a níveis críticos, o GFCI reage de maneira
mais rápida do que um disjuntor convencional.
Toda a fiação em uma casa passa através do painel central de disjuntores (ou caixa de
fusíveis). Um painel central comum inclui cerca de uma dúzia de disjuntores ligados a
vários circuitos dentro da casa. Um circuito poderia abranger todas as tomadas da sala de
estar e um outro poderia reunir a iluminação em outro compartimento. Aparelhos maiores,
como a central de ar condicionado ou o refrigerador, geralmente possuem seu próprio
circuito.
Para maios informações a respeito de disjuntores e outros sistemas elétricos