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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE
- Uma corrente é considerada contínua quando não altera seu sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa. A maior parte dos circuitos eletrônicos trabalha com corrente contínua, embora nem todas tenham o mesmo desempenho. A corrente contínua pode ser classificada em corrente contínua constante e corrente contínua pulsante.
- Uma corrente contínua é constante se seu gráfico for dado por um segmento de reta constante, ou seja, não variável. Este tipo de corrente é comumente encontrado em pilhas e baterias. O gráfico a seguir exemplifica esse tipo de corrente contínua
- As correntes contínuas pulsantes são aquelas que sofrem variações, não sendo necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes intervalos de tempo. Esta forma de corrente é geralmente encontrada em circuitos retificadores de corrente alternada
- Se a corrente tiver alterações entre valores positivos e negativos é conhecida como corrente alternada. Essa alteração ocorre por oscilações entre os elétrons. Esse tipo de corrente é encontrada em redes elétricas residenciais.
- As correntes contínuas pulsantes são aquelas que sofrem variações, não sendo necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes intervalos de tempo. Esta forma de corrente é geralmente encontrada em circuitos retificadores de corrente alternada
- Uma corrente contínua é constante se seu gráfico for dado por um segmento de reta constante, ou seja, não variável. Este tipo de corrente é comumente encontrado em pilhas e baterias. O gráfico a seguir exemplifica esse tipo de corrente contínua
- Uma corrente é considerada contínua quando não altera seu sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa. A maior parte dos circuitos eletrônicos trabalha com corrente contínua, embora nem todas tenham o mesmo desempenho. A corrente contínua pode ser classificada em corrente contínua constante e corrente contínua pulsante.
LEIS DE OHM E KIRCHHOFF
- As leis de Kirchhoff conhecidas como lei das malhas e leis dos nós são, respectivamente, leis de conservação da carga elétrica e da energia nas malhas e nos nós dos circuitos elétricos. Essas leis são usadas para analisar circuitos elétricos complexos que não podem ser simplificados
- A 1ª lei de Ohm determina que a diferença de potencial entre dois pontos de um resistor é proporcional à corrente elétrica. De acordo com essa lei, a razão entre o potencial elétrico e a corrente elétrica é sempre constante para resistores ôhmicos.
- Pela 2ª lei de Ohm define-se que resistência elétrica é uma propriedade do corpo que é percorrido pela corrente elétrica, ou seja, varia de acordo com características geométrica, de comprimento e de área transversal e também depende do valor de resistividade
- Por meio da lei de Ohm é possível determinar a potência elétrica que é dissipada por um resistor. Tal dissipação de energia ocorre em razão do efeito Joule, por isso, calculando-se a potência dissipada, se determina a quantidade de energia elétrica que um resistor é capaz de converter em calor a cada segundo.
- 1º Passo: Definir o sentido da corrente em cada ramo e escolher o sentido em que se irá percorrer as malhas do circuito. Essas definições são arbitrárias, contudo, deve-se analisar o circuito para escolher de forma coerente esses sentidos. 2º Passo: Escrever as equações relativas a Lei dos Nós e Lei das Malhas. 3º Passo: Juntar as equações obtidas pela Lei dos Nós e das Malhas em um sistema de equações e calcular os valores desconhecidos. O número de equações do sistema deve ser igual ao número de incógnitas. Ao resolver o sistema serão encontradas todas as correntes que percorrem os diferentes ramos do circuito. Se algum dos valores encontrados for negativo, significa que o sentido da corrente para o ramo tem, na verdade, sentido contrário.
- Por meio da lei de Ohm é possível determinar a potência elétrica que é dissipada por um resistor. Tal dissipação de energia ocorre em razão do efeito Joule, por isso, calculando-se a potência dissipada, se determina a quantidade de energia elétrica que um resistor é capaz de converter em calor a cada segundo.
- Pela 2ª lei de Ohm define-se que resistência elétrica é uma propriedade do corpo que é percorrido pela corrente elétrica, ou seja, varia de acordo com características geométrica, de comprimento e de área transversal e também depende do valor de resistividade
- A 1ª lei de Ohm determina que a diferença de potencial entre dois pontos de um resistor é proporcional à corrente elétrica. De acordo com essa lei, a razão entre o potencial elétrico e a corrente elétrica é sempre constante para resistores ôhmicos.
- As leis de Kirchhoff conhecidas como lei das malhas e leis dos nós são, respectivamente, leis de conservação da carga elétrica e da energia nas malhas e nos nós dos circuitos elétricos. Essas leis são usadas para analisar circuitos elétricos complexos que não podem ser simplificados
CIRCUITOS ALGÉBRICOS
- Resistências em Série e Paralelo= A associação de resistores é um circuito que apresenta dois ou mais resistores. Há três tipos de associação: em paralelo, em série e mista.
- Resistências em Série Na associação de resistores em série, os mesmos são ligados em sequência, fazendo com que a corrente elétrica seja mantida ao longo de todo o circuito, enquanto a tensão elétrica varia.
- Resistências Mistas No caso de associação de resistores mista, os mesmos podem ser ligados em série e em paralelo. No cálculo, deve-se encontrar inicialmente o valor da associação em paralelo para, depois, encontrar os valores da associação em série, ou então deve-se analisar as possíveis situações de ocorrência
- Fontes de tensão e de corrente ideais são fontes que fornecem os valores determinados de tensão ou de corrente independentemente da carga à qual forem ligadas. É possível construir sistemas retroalimentados que percebam mudanças na carga e modifiquem os parâmetros físicos da fonte de forma a manter sua saída constante, embora tais sistemas tenham uma limitação no que diz respeito à velocidade das mudanças às quais ele pode responder.
- Fontes Reais Uma fonte física real pode ser representada através de uma fonte independente de tensão em série com uma resistência, ou através de uma fonte independente de corrente em paralelo ou com uma resistência
- Fontes de tensão e de corrente ideais são fontes que fornecem os valores determinados de tensão ou de corrente independentemente da carga à qual forem ligadas. É possível construir sistemas retroalimentados que percebam mudanças na carga e modifiquem os parâmetros físicos da fonte de forma a manter sua saída constante, embora tais sistemas tenham uma limitação no que diz respeito à velocidade das mudanças às quais ele pode responder.
- Resistências Mistas No caso de associação de resistores mista, os mesmos podem ser ligados em série e em paralelo. No cálculo, deve-se encontrar inicialmente o valor da associação em paralelo para, depois, encontrar os valores da associação em série, ou então deve-se analisar as possíveis situações de ocorrência
- Resistências em Série Na associação de resistores em série, os mesmos são ligados em sequência, fazendo com que a corrente elétrica seja mantida ao longo de todo o circuito, enquanto a tensão elétrica varia.
- Resistências em Série e Paralelo= A associação de resistores é um circuito que apresenta dois ou mais resistores. Há três tipos de associação: em paralelo, em série e mista.
CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA
- Nos circuitos de corrente contínua, a resistência elétrica é a única grandeza que expressa o impedimento à passagem da corrente elétrica. Em corrente alternada, existem outros efeitos além do resistivo que influenciam a passagem de corrente no circuito, como a indutância quando o circuito contém bobinas, ou a capacitância quando o circuito contém capacitores. Deste modo, a razão tensão/corrente em um circuito de corrente alternada não depende apenas das resistências elétricas do mesmo.
- Circuitos Resistivos, Capacitivos ou Indutivos Na prática é impossível obter circuitos de corrente alternada com características puramente resistivas, indutivas ou capacitivas. Mesmo assim é didático tratar esses casos ideais, conhecer seu comportamento. Neste caso, o tratamento pode ser feito através de equações diferenciais simples. As características previstas individualmente são mantidas quando se trata de circuitos que contenham combinações desses elementos.
- Então, pode-se dizer que para um circuito resistivo, a tensão e a corrente estão em fase. Mas, nem sempre as relações entre a tensão e a corrente em circuitos de corrente alternada ficam completamente determinadas pela resistência do circuito, elas podem também sofrer influência de elementos que tendem a se opor a qualquer variação da intensidade da corrente ou da tensão.
- Circuitos Resistivos, Capacitivos ou Indutivos Na prática é impossível obter circuitos de corrente alternada com características puramente resistivas, indutivas ou capacitivas. Mesmo assim é didático tratar esses casos ideais, conhecer seu comportamento. Neste caso, o tratamento pode ser feito através de equações diferenciais simples. As características previstas individualmente são mantidas quando se trata de circuitos que contenham combinações desses elementos.
- Nos circuitos de corrente contínua, a resistência elétrica é a única grandeza que expressa o impedimento à passagem da corrente elétrica. Em corrente alternada, existem outros efeitos além do resistivo que influenciam a passagem de corrente no circuito, como a indutância quando o circuito contém bobinas, ou a capacitância quando o circuito contém capacitores. Deste modo, a razão tensão/corrente em um circuito de corrente alternada não depende apenas das resistências elétricas do mesmo.
INTRODUÇÃO ÀS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
- As instalações elétricas de baixa tensão são regulamentadas pela Norma NBR 5410 / 2004. Considera-se baixa tensão de corrente alternadas de 1000 V e tensões de corrente contínua de 1500 V. Um sistema elétrico corresponde aos seguintes componentes: - Produção. - Transmissão (subestação elevadora e subestação abaixadora). - Distribuição
- A produção industrial de energia elétrica pode ser realizada por meio da energia potencial da água (caso das hidrelétricas), energia potencial de combustíveis (termoelétricas), energia solar, energia eólica, energia maremotriz, energia através de gases de biodigestores. No Brasil, cerca de 90% da energia é produzida através de usinas hidrelétricas, tendo em vista a grande quantidade de cursos de água possíveis de serem represados. Esse potencial hidráulico é estimado em 150 milhões de kW
- Na transmissão ocorre o transporte de energia elétrica dos centros geradores para os consumidores. Para que haja viabilidade econômica, evitando a perda dessa energia durante o transporte, a tensão deve ser elevada. As tensões mais utilizadas em correntes alternadas são 69, 138, 230, 400 e 500 kV
- A distribuição já ocorre dentro dos centros de utilização começando na subestação abaixadora, de modo a abaixar a tensão da linha de transmissão para valores padronizados nas redes de distribuição primárias (11 kV, 13,8 kV, 15 kV, 34,5 kV). Essas redes podem ser de forma radial, em anel ou radial seletivo.
- No projeto de instalações elétricas toda a rede deve ter seu detalhamento feito, a localização dos pontos de utilização de energia elétrica deve estar indicada. De modo geral, no projeto deve constar: - Quantificação, determinação e localização dos pontos de utilização de energia elétrica. - Dimensionamento e posicionamento de condutores e condutos. - Dimensionamento dos dispositivos de proteção. Dessa forma, os projetos devem atender às necessidades de seus consumidores, se residencial, comercial, industrial ou rural
- A distribuição já ocorre dentro dos centros de utilização começando na subestação abaixadora, de modo a abaixar a tensão da linha de transmissão para valores padronizados nas redes de distribuição primárias (11 kV, 13,8 kV, 15 kV, 34,5 kV). Essas redes podem ser de forma radial, em anel ou radial seletivo.
- Na transmissão ocorre o transporte de energia elétrica dos centros geradores para os consumidores. Para que haja viabilidade econômica, evitando a perda dessa energia durante o transporte, a tensão deve ser elevada. As tensões mais utilizadas em correntes alternadas são 69, 138, 230, 400 e 500 kV
- A produção industrial de energia elétrica pode ser realizada por meio da energia potencial da água (caso das hidrelétricas), energia potencial de combustíveis (termoelétricas), energia solar, energia eólica, energia maremotriz, energia através de gases de biodigestores. No Brasil, cerca de 90% da energia é produzida através de usinas hidrelétricas, tendo em vista a grande quantidade de cursos de água possíveis de serem represados. Esse potencial hidráulico é estimado em 150 milhões de kW
- As instalações elétricas de baixa tensão são regulamentadas pela Norma NBR 5410 / 2004. Considera-se baixa tensão de corrente alternadas de 1000 V e tensões de corrente contínua de 1500 V. Um sistema elétrico corresponde aos seguintes componentes: - Produção. - Transmissão (subestação elevadora e subestação abaixadora). - Distribuição
FUNDAMENTOS DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
- Potência Ativa (P) É a potência consumida por aparelhos que trabalham com resistores como chuveiros, lâmpadas, aquecedores, fornos elétricos. É aquela potência pela qual se paga. A unidade é Watts (W = J / s)
- Potência Reativa (Q) Alguns aparelhos, além de consumirem uma potência ativa, necessitam de potência reativa para funcionarem. Esta potência está associada aos campos magnéticos dos motores e reatores (transformadores) e aos campos elétricos de capacitores. Este tipo de potência está defasada de 90º da potência ativa.
- Potência Reativa Indutiva Presente em aparelhos como motores, indutores, reatores (que utilizam enrolamentos). Está defasado de 90º da potência ativa e é considerada positiva
- Potência Reativa Capacitiva Aparece quando se trabalha com capacitores. Está defasado de 90º da potência ativa e é considerada negativa. A unidade é Volt-Ampere Reativo (VAr).
- Potência Aparente (A) É a soma das potências ativa e reativa. Esta soma, devido à defasagem, deve ser vetorial, ou seja, fatorial. A unidade é Volt-Ampere (VA). 6.4 Fator de Potência (FP) Os aparelhos elétricos fornecem apenas um valor de potência e o respectivo fator de potência, que por definição é o cosseno do ângulo formado entre a potência ativa e a potência reativa.
- Potência Reativa Capacitiva Aparece quando se trabalha com capacitores. Está defasado de 90º da potência ativa e é considerada negativa. A unidade é Volt-Ampere Reativo (VAr).
- Potência Reativa Indutiva Presente em aparelhos como motores, indutores, reatores (que utilizam enrolamentos). Está defasado de 90º da potência ativa e é considerada positiva
- Potência Reativa (Q) Alguns aparelhos, além de consumirem uma potência ativa, necessitam de potência reativa para funcionarem. Esta potência está associada aos campos magnéticos dos motores e reatores (transformadores) e aos campos elétricos de capacitores. Este tipo de potência está defasada de 90º da potência ativa.
- Potência Ativa (P) É a potência consumida por aparelhos que trabalham com resistores como chuveiros, lâmpadas, aquecedores, fornos elétricos. É aquela potência pela qual se paga. A unidade é Watts (W = J / s)
FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA
- Fornecimento de Energia em Alta Tensão (> 75 kW, FP = 0,92) Caracterizada por tensões da ordem de 11900 a 13800 V. Este tipo de fornecimento é o indicado para: indústrias e edifícios devido a grande potência instalada e propriedades rurais, devido a distância a ser percorrida pela linha
- Fornecimento de Energia Elétrica em Baixa Tensão Este tipo de fornecimento é feito com tensões da ordem de 220 / 127 / 110 V e em algumas cidades 350 / 220 V. É o modelo que serve a residência, pequenas indústrias e casas comerciais. Pode ser subdividido em: TRIFÁSICO 4 fios: 3 fases e 1 neutro. 20 a 75 kW (melhor opção). 24 a 90 kVA. BIFÁSICO 3 fios: 2 fases e 1 neutro. 10 a 20 kW. 12 a 24 kVA. MONOFÁSICO 2 fios: 1 fase e 1 neutro. 0 a 10 kW (instalação de baixa renda). Até 12 kVA.
- Condutores Elétricos A empresa de distribuição utiliza em suas linhas de alta e baixa tensão, condutores de alumínio, devido ser mais barato. Uma opção melhor para condutores são os fios de cobre. Para uso industrial e residencial, os condutores são de cobre isolados em PVC. Até 1982 os condutores seguiam as especificações AWG para a determinação de sua secção reta (área da seção).
- 2 Seções Mínimas de Condutores Residenciais Para instalações residenciais, a NBR 5410 estabelece os seguintes valores mínimos para os condutores elétricos
- ILUMINAÇÃO: 1,5 mm². TOMADA DE CORRENTE EM QUARTOS E SALAS: 1,5 mm². TOMADA DE CORRENTE EM COZINHAS, ÁREAS DE SERVIÇO, GARAGEM E SIMILARES: 2,5 mm². AQUECEDORES DE ÁGUA EM GERAL E APARELHOS DE AR CONDICIONADO: 2,5 mm². FOGÕES ELÉTRICOS: 6,0 mm²
- 2 Seções Mínimas de Condutores Residenciais Para instalações residenciais, a NBR 5410 estabelece os seguintes valores mínimos para os condutores elétricos
- Condutores Elétricos A empresa de distribuição utiliza em suas linhas de alta e baixa tensão, condutores de alumínio, devido ser mais barato. Uma opção melhor para condutores são os fios de cobre. Para uso industrial e residencial, os condutores são de cobre isolados em PVC. Até 1982 os condutores seguiam as especificações AWG para a determinação de sua secção reta (área da seção).
- Fornecimento de Energia Elétrica em Baixa Tensão Este tipo de fornecimento é feito com tensões da ordem de 220 / 127 / 110 V e em algumas cidades 350 / 220 V. É o modelo que serve a residência, pequenas indústrias e casas comerciais. Pode ser subdividido em: TRIFÁSICO 4 fios: 3 fases e 1 neutro. 20 a 75 kW (melhor opção). 24 a 90 kVA. BIFÁSICO 3 fios: 2 fases e 1 neutro. 10 a 20 kW. 12 a 24 kVA. MONOFÁSICO 2 fios: 1 fase e 1 neutro. 0 a 10 kW (instalação de baixa renda). Até 12 kVA.
- Fornecimento de Energia em Alta Tensão (> 75 kW, FP = 0,92) Caracterizada por tensões da ordem de 11900 a 13800 V. Este tipo de fornecimento é o indicado para: indústrias e edifícios devido a grande potência instalada e propriedades rurais, devido a distância a ser percorrida pela linha
ASPECTOS DE PROJETO
- Para a execução do projeto elétrico é necessário um conhecimento rigoroso das características e detalhes dos ambientes. Estas informações são obtidas através das plantas civis da obra. Terminada a análise inicial, o projeto elétrico deverá ser feito em planta (escala 1:50), onde serão representadas somente o contorno das paredes, vão das portas e a posição das janelas e armários. Não deverão ser indicados os móveis, peças sanitárias e hidráulicas e elementos de decoração.
- Aspectos Relevantes 1. Colocar os pontos de luz no teto, de forma que eles ocupem o centro geométrico de cada setor. Excepcionalmente desloca-se os pontos de luz para posições não convencionais. Para cada quatro metros de parede (fração), pensar em um ponto de luz. 2. Colocar pontos de luz nas paredes em condições muito específicas (escada, banheiro)
- 3. Colocar tomadas que atenderão as necessidades de acordo com o padrão da residência. Estas tomadas podem ser: - Tomadas de uso geral (TUG): são tomadas que atendem a aparelhos variados como ventiladores, abajures, aspiradores de ar. - Tomadas de uso específico (TUE): destinadas a ligação de aparelhos fixos ou estacionários como chuveiro, condicionadores de ar, máquina de lavar roupa. 4. Em qualquer caixa de teto, parede ou piso, chegar no máximo quatro eletrodutos. Cada eletroduto possui de 7 a 9 fios, a caixa é muito pequena para tanto fio
- 5. Colocar quadros de distribuição no centro geométrico das cargas. Todos os circuitos nascerão destes quadros. Evitar por quadro no banheiro e cozinha, devido ser áreas laváveis. 6. Formar circuitos independentes, protegidos por fusíveis ou disjuntores, que alimentam cargas ou grupo de cargas. 7. Chuveiros, condicionadores de ar, aquecedores, fornos e fogões elétricos são cargas especiais, possuindo circuitos individuais (> 1500 VA)
- CIRCUITO DE ILUMINAÇÃO E LIMPEZA Normalmente, empregados em residências, apartamento e prédios comerciais. Servem lâmpadas de pequena potência, tomadas para aspiradores, enceradeiras, aparelhos de áudio e vídeo e pequenos eletrodomésticos, com exceção dos eletrodomésticos de cozinha. Poderão conter até 12 pontos de retirada de energia ou 1200 VA de potência total. Cada tomada deste circuito conta com 100 VA.
- CIRCUITO DE SERVIÇO Empregados para servir as tomadas de cozinha, áreas de serviço, lavanderia, pequenas máquinas de escritório. Não poderão conter pontos de luz. A potência do circuito é avaliada de acordo com a seguinte regra (NBR 5410): “As três primeiras tomadas, em qualquer ordem serão 600 VA cada. As demais serão contadas como 100 VA, totalizando no máximo 2200 VA. A bitola mais fina de condutores para este tipo de circuito é 2,5 mm²”
- CIRCUITOS ESPECIAIS Dentro desta classe encontram-se cargas como de chuveiro, condicionadores de ar, aquecedores. Cada circuito serve a uma carga em particular
- CIRCUITO DE SERVIÇO Empregados para servir as tomadas de cozinha, áreas de serviço, lavanderia, pequenas máquinas de escritório. Não poderão conter pontos de luz. A potência do circuito é avaliada de acordo com a seguinte regra (NBR 5410): “As três primeiras tomadas, em qualquer ordem serão 600 VA cada. As demais serão contadas como 100 VA, totalizando no máximo 2200 VA. A bitola mais fina de condutores para este tipo de circuito é 2,5 mm²”
- CIRCUITO DE ILUMINAÇÃO E LIMPEZA Normalmente, empregados em residências, apartamento e prédios comerciais. Servem lâmpadas de pequena potência, tomadas para aspiradores, enceradeiras, aparelhos de áudio e vídeo e pequenos eletrodomésticos, com exceção dos eletrodomésticos de cozinha. Poderão conter até 12 pontos de retirada de energia ou 1200 VA de potência total. Cada tomada deste circuito conta com 100 VA.
- 5. Colocar quadros de distribuição no centro geométrico das cargas. Todos os circuitos nascerão destes quadros. Evitar por quadro no banheiro e cozinha, devido ser áreas laváveis. 6. Formar circuitos independentes, protegidos por fusíveis ou disjuntores, que alimentam cargas ou grupo de cargas. 7. Chuveiros, condicionadores de ar, aquecedores, fornos e fogões elétricos são cargas especiais, possuindo circuitos individuais (> 1500 VA)
- 3. Colocar tomadas que atenderão as necessidades de acordo com o padrão da residência. Estas tomadas podem ser: - Tomadas de uso geral (TUG): são tomadas que atendem a aparelhos variados como ventiladores, abajures, aspiradores de ar. - Tomadas de uso específico (TUE): destinadas a ligação de aparelhos fixos ou estacionários como chuveiro, condicionadores de ar, máquina de lavar roupa. 4. Em qualquer caixa de teto, parede ou piso, chegar no máximo quatro eletrodutos. Cada eletroduto possui de 7 a 9 fios, a caixa é muito pequena para tanto fio
- Aspectos Relevantes 1. Colocar os pontos de luz no teto, de forma que eles ocupem o centro geométrico de cada setor. Excepcionalmente desloca-se os pontos de luz para posições não convencionais. Para cada quatro metros de parede (fração), pensar em um ponto de luz. 2. Colocar pontos de luz nas paredes em condições muito específicas (escada, banheiro)
- Para a execução do projeto elétrico é necessário um conhecimento rigoroso das características e detalhes dos ambientes. Estas informações são obtidas através das plantas civis da obra. Terminada a análise inicial, o projeto elétrico deverá ser feito em planta (escala 1:50), onde serão representadas somente o contorno das paredes, vão das portas e a posição das janelas e armários. Não deverão ser indicados os móveis, peças sanitárias e hidráulicas e elementos de decoração.
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
- Os principais requisitos para as instalações elétricas são: - Viabilidade: técnica, econômica, executiva. - Eficiência: baixas perdas, atendimento aos requisitos de carga. - Segurança: pessoal, patrimonial, ambiental
- Esses requisitos estão diretamente ligados às variáveis: - Porte físico da instalação. - Tipo de carga presente. - Aspectos ambientais. - Confiabilidade exigida. - Público atendido. - Flexibilidade desejada.
- Classificação das Instalações Elétricas As instalações elétricas podem ser classificadas quanto à faixa de tensão, à forma da instalação, o grau de proteção e a utilização
- Categorias dos Materiais Elétricos Os materiais elétricos podem ser condutores, condutos, dispositivos de manobra, dispositivos de proteção e dispositivos de conexão.
- CONDUTORES São responsáveis por conduzir a corrente elétrica. Materiais usuais: cobre, alumínio, aço cobreado. Tipos: Fios: condutor único. Cabo: vários fios encordoados. Quanto ao tipo de isolamento dos condutores, eles podem ser: - Condutor nu: sem capa ou proteção. - Condutor protegido: capa oferece proteção sem garantir isolamento. - Condutor isolado: capa oferece total proteção contra contatos, sendo o potencial externo ao condutor nulo
- MATERIAL DE ISOLAMENTO Recobre o condutor quando exposto à temperatura elevada. O tipo de material empregado determina a temperatura de operação. Materiais usuais: PVC (70ºC), EPR (90ºC), XLPE (90ºC). Para altas temperaturas alguns materiais são mais indicados: - Silicone: 200 ºC. - Mica: > 200 ºC. - Amianto: 200 ºC. - Anilhas de Porcelana: > 200 ºC. - Condutor Nu: > 300 ºC
- CONDUTOS Abrigam e encaminham os condutores. As principais funções são direcionamento, sustentação e proteção mecânica. Os tipos mais comuns são os eletrodutos, eletrocalhas, leitos e escadas. Eletroduto: seção circular, composto por materiais tipo aço, PVC, alumínio, PEAD, PEDB. Podem ser instalados aparente ou embutido
- Eletrocalha: seção retangular ou quadrado, do tipo fechado ou ventilado, com instalação aparente e com boa proteção mecânica. Leitos e Calhas: servem de suporte para condutores, possuindo alta resistência mecânica. De modo geral, são abertos não oferecendo proteção mecânica.
- CONDUTOS Abrigam e encaminham os condutores. As principais funções são direcionamento, sustentação e proteção mecânica. Os tipos mais comuns são os eletrodutos, eletrocalhas, leitos e escadas. Eletroduto: seção circular, composto por materiais tipo aço, PVC, alumínio, PEAD, PEDB. Podem ser instalados aparente ou embutido
- MATERIAL DE ISOLAMENTO Recobre o condutor quando exposto à temperatura elevada. O tipo de material empregado determina a temperatura de operação. Materiais usuais: PVC (70ºC), EPR (90ºC), XLPE (90ºC). Para altas temperaturas alguns materiais são mais indicados: - Silicone: 200 ºC. - Mica: > 200 ºC. - Amianto: 200 ºC. - Anilhas de Porcelana: > 200 ºC. - Condutor Nu: > 300 ºC
- CONDUTORES São responsáveis por conduzir a corrente elétrica. Materiais usuais: cobre, alumínio, aço cobreado. Tipos: Fios: condutor único. Cabo: vários fios encordoados. Quanto ao tipo de isolamento dos condutores, eles podem ser: - Condutor nu: sem capa ou proteção. - Condutor protegido: capa oferece proteção sem garantir isolamento. - Condutor isolado: capa oferece total proteção contra contatos, sendo o potencial externo ao condutor nulo
- Categorias dos Materiais Elétricos Os materiais elétricos podem ser condutores, condutos, dispositivos de manobra, dispositivos de proteção e dispositivos de conexão.
- Classificação das Instalações Elétricas As instalações elétricas podem ser classificadas quanto à faixa de tensão, à forma da instalação, o grau de proteção e a utilização
- Esses requisitos estão diretamente ligados às variáveis: - Porte físico da instalação. - Tipo de carga presente. - Aspectos ambientais. - Confiabilidade exigida. - Público atendido. - Flexibilidade desejada.
- Os principais requisitos para as instalações elétricas são: - Viabilidade: técnica, econômica, executiva. - Eficiência: baixas perdas, atendimento aos requisitos de carga. - Segurança: pessoal, patrimonial, ambiental
EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES
- Após se determinar a corrente de projeto de um circuito e sabendo-se a forma de instalação deste, procede-se ao dimensionamento do condutor. No exemplo, será determinada a seção transversal dos condutores para o seguinte circuito: - Corrente de projeto: 125 A. - Comprimento do circuito: 85 m. - Queda de tensão admitida: 3%. - Forma de instalação: eletroduto aparente. - Temperatura ambiente: 40 ºC. - Número de circuitos agrupados no mesmo eletroduto: 3
- CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO A queda de tensão em um condutor é função não apenas de sua seção transversal. Depende também da forma de agrupamento dos condutores (que definem sua indutância) e das características da carga, que definem a potência ativa e reativa da mesma.
- tiliza-se uma tabela que fornece uma constante de queda de tensão que é função de: - Seção transversal do condutor. - Tipo de instalação. - Material do conduto (calha, tubo). - Fator de potência da carga.
- CÁLCULO DA QUEDA DE TENSÃO A queda de tensão em um condutor é função não apenas de sua seção transversal. Depende também da forma de agrupamento dos condutores (que definem sua indutância) e das características da carga, que definem a potência ativa e reativa da mesma.
- Após se determinar a corrente de projeto de um circuito e sabendo-se a forma de instalação deste, procede-se ao dimensionamento do condutor. No exemplo, será determinada a seção transversal dos condutores para o seguinte circuito: - Corrente de projeto: 125 A. - Comprimento do circuito: 85 m. - Queda de tensão admitida: 3%. - Forma de instalação: eletroduto aparente. - Temperatura ambiente: 40 ºC. - Número de circuitos agrupados no mesmo eletroduto: 3
CIRCUITO PARA ACIONAMENTO DE MOTORES ELÉTRICOS
- O dimensionamento dos circuitos exclusivos de motores elétricos considera que este tipo de carga apresenta um comportamento durante o processo de partida que é diferente do comportamento em regime. Os motores de indução, que correspondem a mais de 80% de toda força motriz industrial, absorvem durante sua partida correntes entre 3 e 10 vezes o valor nominal da sua corrente de trabalho. O conjugado (torque) produzido por estes motores varia com o quadrado da variação da tensão de alimentação e, deste modo, os alimentadores devem ser dimensionados para que a queda de tensão na partida não inviabilize o acionamento da carga mecânica
- Partida de Motores com Tensão Reduzida Em determinados casos, há limitações na capacidade de fornecimento de corrente por parte da fonte, fazendo com que não se consiga a partida do motor com tensão plena. Para estas situações, e não havendo limitação por parte da carga mecânica, adotam-se métodos de partida com tensão reduzida.
- O dimensionamento dos circuitos exclusivos de motores elétricos considera que este tipo de carga apresenta um comportamento durante o processo de partida que é diferente do comportamento em regime. Os motores de indução, que correspondem a mais de 80% de toda força motriz industrial, absorvem durante sua partida correntes entre 3 e 10 vezes o valor nominal da sua corrente de trabalho. O conjugado (torque) produzido por estes motores varia com o quadrado da variação da tensão de alimentação e, deste modo, os alimentadores devem ser dimensionados para que a queda de tensão na partida não inviabilize o acionamento da carga mecânica
EXEMPLO PARA CIRCUITO DE MOTORES ELÉTRICOS
- O exemplo consta em dimensionar um circuito para acionamento de um motor trifásico. DADOS: Temperatura: 40 ºC. Comprimento: 30 m. Material do eletroduto: PVC. Motor: 7,5 cv. Ip / In = 7,0. In = 20 A. FP = 0,80. RESOLUÇÃO: No motor: IB = In = 20 A FP = 0,80 A corrente de partida direta será: Ip = In . Ip/In = 20 . 7 Ip = 140 A
- Fatores de Correção Agrupamento = 1,0 (circuito único). Temperatura = 0,87 (40 ºC). Local = 1,0 (não há fator local).
- Para a Queda de Tensão Em regime não há especificação do limite, portanto adota-se a prescrição do limite da Norma, com ΔV = 5%. O motor será alimentado por tensão de linha (entre fases) de 220 V. Na queda de tensão, aplica-se o limite na tensão de fase (entre fase e neutro), que é igual a Vlinha /√3, e que, neste caso, corresponde a 127 V
- Fatores de Correção Agrupamento = 1,0 (circuito único). Temperatura = 0,87 (40 ºC). Local = 1,0 (não há fator local).
- O exemplo consta em dimensionar um circuito para acionamento de um motor trifásico. DADOS: Temperatura: 40 ºC. Comprimento: 30 m. Material do eletroduto: PVC. Motor: 7,5 cv. Ip / In = 7,0. In = 20 A. FP = 0,80. RESOLUÇÃO: No motor: IB = In = 20 A FP = 0,80 A corrente de partida direta será: Ip = In . Ip/In = 20 . 7 Ip = 140 A
SISTEMAS PREDIAIS ADICIONAIS
- Luminotécnica O espectro eletromagnético visível está limitado pelas radiações infravermelhas (de maior comprimento de onda) e pelas radiações ultravioletas (de menor comprimento de onda).
- TEMPERATURA DA COR Toda lâmpada possui uma determinada temperatura de cor, ou seja, cada modelo de lâmpada emite uma luz com determinada cor. A classificação destas cores se baseia nas cores emitidas pelo sol (luz natural): a luz de tonalidade branca é vista ao meio dia, enquanto que as luzes de tonalidade amarelada e alaranjada são vistas ao entardecer
- FLUXO LUMINOSO É a radiação total emitida em todas as direções por uma fonte luminosa ou fonte de luz que pode produzir estímulo visual. O fluxo é medido em Lúmensque define a quantidade de energia radiante produzida e emitida por uma fonte luminosa.
- INTENSIDADE LUMINOSA É a potência da radiação luminosa numa dada direção. A intensidade luminosa é a grandeza de base do sistema internacional para iluminação e a unidade é a candela (cd)
- A iluminância indica a quantidade de luz (fluxo luminoso) que incide sobre uma superfície e a luminância indica a quantidade de luz (fluxo luminoso) que é refletida por uma superfície. A quantidade de iluminância tem como unidade de medida o Lux, que representa 1 (um) Lúmen por metro quadrado
- INTENSIDADE LUMINOSA É a potência da radiação luminosa numa dada direção. A intensidade luminosa é a grandeza de base do sistema internacional para iluminação e a unidade é a candela (cd)
- FLUXO LUMINOSO É a radiação total emitida em todas as direções por uma fonte luminosa ou fonte de luz que pode produzir estímulo visual. O fluxo é medido em Lúmensque define a quantidade de energia radiante produzida e emitida por uma fonte luminosa.
- TEMPERATURA DA COR Toda lâmpada possui uma determinada temperatura de cor, ou seja, cada modelo de lâmpada emite uma luz com determinada cor. A classificação destas cores se baseia nas cores emitidas pelo sol (luz natural): a luz de tonalidade branca é vista ao meio dia, enquanto que as luzes de tonalidade amarelada e alaranjada são vistas ao entardecer
- Luminotécnica O espectro eletromagnético visível está limitado pelas radiações infravermelhas (de maior comprimento de onda) e pelas radiações ultravioletas (de menor comprimento de onda).
DIMENSIONAMENTO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA PREDIAL - PARTE 1
- Cálculo das potências Q, P e S, corrente de projeto e fator de potência de todos dos quadros: 1.1 QD4 – Alimentador AL-4 P = 45 kW = 45000W FP = 0,8 = cosφ => φ = 36,87° Qal4 = P. tgφ = 45000 . tg36,87° = 33750,13 VA
- 1.2 QD3 – Alimentador AL-3 P = 22 kW = 22000W FP = 0,8 = cosφ => φ = 36,87° Qal3 = P. tgφ = 22000 . tg36,87° = 16500,06 VAr
- 1.3 Motor AC4 FP = 0,88 = cosφ => φ = 28,36° Q = P. tgφ = 40543,85 . tg28,36° = 21883,25 VA
- Método da Instalação A instalação se dá por eletrocalha aparente, logo, segundo a classificação da tabela de Baixa Tensão da empresa PRYSMIAN, essa instalação classifica-se como B1, para condutor isolado
- Dimensionamento pela Capacidade de Corrente 4.1 QD3 – Al-3 I = 41,78 A fc = fct . fca . fcl (Onde fct é fator de correção para temperatura – no caso adotou-se 40°C e cabo de PVC, fca é fator de correção para agrupamento de circuitos e fcl fator de correção para condições locais – como não há condições desfavoráveis no local do dimensionamento, este valor é igual a 1,0. Todos os valores foram extraídos de tabelas da PRYSMIAN). fca para 1 circuito é igual a 1,0. fct para temperatura de 40°C, tubo de PVC, é igual a 0,87. fc = 0,87 . 1,0 . 1,0 = 0,87
- Método da Instalação A instalação se dá por eletrocalha aparente, logo, segundo a classificação da tabela de Baixa Tensão da empresa PRYSMIAN, essa instalação classifica-se como B1, para condutor isolado
- 1.3 Motor AC4 FP = 0,88 = cosφ => φ = 28,36° Q = P. tgφ = 40543,85 . tg28,36° = 21883,25 VA
- 1.2 QD3 – Alimentador AL-3 P = 22 kW = 22000W FP = 0,8 = cosφ => φ = 36,87° Qal3 = P. tgφ = 22000 . tg36,87° = 16500,06 VAr
- Cálculo das potências Q, P e S, corrente de projeto e fator de potência de todos dos quadros: 1.1 QD4 – Alimentador AL-4 P = 45 kW = 45000W FP = 0,8 = cosφ => φ = 36,87° Qal4 = P. tgφ = 45000 . tg36,87° = 33750,13 VA
DIMENSIONAMENTO DE INSTALAÇÃO ELÉTRICA PREDIAL - PARTE 2
- Dimensionamento pela Queda de Tensão O dimensionamento foi realizado para material magnético, conforme estabelecido inicialmente em projeto. Deve-se estabelecer a máxima queda de tensão por trecho de condutor, sendo que da fonte até a extremidade do circuito a máxima perda seja de 5%. Para um chute inicial no alimentador Al0, temos: FP = 0,88 (Considerando o pior caso para essa corrente, com FP = 0,8) Pela tabela 17 (PRYSMIAN), seção de 500 mm².
Información
- Descripción
- Mapa Mental sobre INSTALAÇÕES ELÉTRICAS, creado por Dayane Guimarães el 04/09/2022.
- Creado por
- Dayane Guimarães
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