Apostila de EletricidadeBásica2014
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Apostila de
Eletricidade Básica
Profa. Enga. Teresa Cristina Botelho 2014 - Itajaí
Instalações Elétricas Prediais 1
Conteúdo1. Vamos conhecer alguns conceitos básicos da eletricidade..............................4
Tensão e Corrente Elétrica.....................................................................................4
Vamos entender melhor.........................................................................................4
Tensão elétrica ou diferença de potencial (ddp).....................................................4
Potência elétrica.....................................................................................................5
Trabalho Elétrico........................................................................................................7
2. Agora vamos conhecer a simbologia de projetos elétricos..............................9
a) Simbologia de Condutores, eletrodutos e cabos:.......................................10
c) Simbologia de tomadas..............................................................................10
d) Simbologia de Iluminação..........................................................................11
e) Simbologia para quadros de distribuição...................................................11
f) Simbologia de Interruptores.......................................................................12
3. Esquemas elétricos........................................................................................12
Esquema funcional...............................................................................................12
Esquema Multifilar................................................................................................13
Exemplo de Esquema Unifilar...............................................................................14
Observe................................................................................................................14
Vamos praticar ....................................................................................................15
4. Diagramas Elétricos Industriais.....................................................................18
Diagrama Unifilar.......................................................................................19
Diagrama Multifilar.....................................................................................19
Diagrama Funcional (Elementar)................................................................20
Diagrama de Blocos :.........................................................................................21
Simbologia Numérica e Literal..............................................................................23
Contatos............................................................................................................23
Associação de contatos NA................................................................................24
Associação de contatos NF................................................................................25
5. Aprendendo a fazer emendas de condutores................................................28
Emenda em derivação..........................................................................................28
Emenda em linha cruzada....................................................................................29
Eletricidade Básica 2
Emenda Rabo de Rato..........................................................................................30
6. Levantamento das potências (cargas) a serem instaladas na residência......31
Recomendações da NBR 5410 para o levantamento da carga de tomadas..........33
7. Padrão de cores dos condutores em uma instalação elétrica predial............39
8. O que é Fator de Potência?............................................................................39
O que causa baixo Fator de Potência?...............................................................41
Porque melhorar o Fator de Potência?...............................................................41
Como pode ser melhorado o Fator de Potência?................................................43
9. Quadro de entrada monofásico de uma habitação........................................44
10. Interruptor diferencial residual......................................................................44
Esquema de ligação de um interruptor simples acionando uma lâmpada............45
Acionamento de duas lâmpadas com Interruptor de duas seções........................46
Esquema de ligação de tomadas padrão..............................................................48
Esquema de ligação de interruptores paralelos para acionamento de lâmpadas. 49
Interruptor paralelo + intermediário.....................................................................50
Instalação de uma campainha ou cigarra.............................................................52
Esquema de instalação para acionamento de uma lâmpada através de um relé
fotoelétrico...........................................................................................................53
Instalação de duas lâmpadas fluorescentes de 40w com reator duplo do tipo
partida rápida.......................................................................................................53
Instalação dimmer................................................................................................55
Instalação boia elétrica.........................................................................................55
Esquema de ligação do acionamento de uma lâmpada com um Relé de Impulso 57
11. Referências Bibliográficas.............................................................................58
Eletricidade Básica 3
1. Vamos conhecer alguns conceitos básicos da
eletricidade
Tensão e Corrente Elétrica
Nos fios, existem partículas invisíveis
chamadas elétrons livres, que estão
em constante movimento de forma
desordenada.
Para que estes elétrons livres passem
a se movimentar de forma ordenada,
nos fios, é necessário ter uma força
que os empurre. A esta força é dado o
nome de tensão elétrica (V). A
unidade da tensão elétrica é o VOLT,
representado pela letra V maiúscula.
Esse movimento ordenado dos
elétrons livres nos fios, provocado pela
ação da tensão, forma uma corrente
de elétrons. Essa corrente de elétrons
livres é chamada de corrente elétrica
(I). A unidade da corrente elétrica é o
Ampére, representado pela letra A
maiúscula (A)
Vamos entender melhor...
Tensão elétrica ou diferença de potencial (ddp)
Observe a figura 1:
1. Os reservatórios A e B estão com o mesmo nível de água, não existindo
diferença de potencial hidráulica (ddp) entre os mesmos;
Eletricidade Básica 4
2. Os reservatórios estão interligados por um tubo;
3. Abrindo o registro não haverá fluxo de água de um reservatório para o outro, pois
não existe diferença de potencial.
Já numa segunda situação, como mostra a figura abaixo, os tanques qtem níveis de
águas diferentes, portanto existe diferença de potencial entre eles, então haverá
levando essa ideia para nosso fio condutor, haveria passagem de elétrons de um
tanque para o outro surgindo a corrente elétrica(I).
Potência elétrica
A tensão elétrica faz movimentar os elétrons de forma ordenada, dando origem à
corrente elétrica.
Eletricidade Básica 5
P = V x IAgora... qual é a unidade de medida da potência elétrica ?
A unidade de medida da potência ativa é o Watt (W).
Para ajudar a memorizar...
Eletricidade Básica 6
Trabalho Elétrico
Ao ligarmos um motor elétrico a uma tensão, este será capaz de acionar uma máquina, executando trabalho. O trabalho elétrico do motor transforma-se em trabalho mecânico e em energia calorífica (efeito Joule). Trabalho é sempre uma forma de energia. Trabalho elétrico é energia elétrica.
Exemplo de trabalho elétrico
Um motor com a potência de 2 kW. Após uma hora de funcionamento, o consumo elétrico é de 2 kWh. Esse consumo elétrico é o trabalho elétrico induzido no motor. E é exatamente este consumo que deve ser pago ao fornecedor de eletricidade.
Cálculo
Podemos calcular o trabalho elétrico através da seguinte fórmula: Trabalho =
Potência x Tempo
T = P x tT = V . I . t
Para calcular o preço do consumo elétrico residencial, (trabalho elétrico)
multiplicamos o trabalho pelo preço por kWh.
Exemplos de cálculos
Potência
Um aquecedor elétrico de uma potência de 1.000 watts é ligado a uma tensão de
110 V. Qual a corrente no aquecedor?
solução
Eletricidade Básica 7
Vamos praticar...
1 - A potência de um chuveiro é de 4000 W. Tensão da rede é de 220 V. Calcule:
a) A corrente I no chuveirob) O fusível do circuito é para 30 A. Será possível ligar, ao mesmo tempo, mais
um aparelho de 1,5 kW?
2 - A potência de uma máquina de lavar é de 2000 W. A tensão 110 W. Calcule:
a) O consumo após 4 horas de funcionamento.b) Qual o fusível necessário no circuito?c) O preço para o funcionamento de 3 horas, com o kWh a R$ 20,00.
3 - Uma lâmpada de P = 100 W é ligada a uma V = 110 V. Calcule e responda:
a) Qual a corrente?b) Será possível ligar, no mesmo circuito, um aquecedor de 2 kW, se o fusível for de 20
A
4 - Um aquecedor elétrico dissipa 240W quando ligado a uma bateria de 12V. A
corrente que percorre a resistência é:
a)( ) 0,050A c) ( ) 1,67A e) ( ) 2880A
b) ( ) 0,60A d) ( ) 20A
5 - A figura abaixo mostra quatro passarinhos pousados em um circuito no qual
uma bateria de automóvel alimenta duas lâmpadas.
Eletricidade Básica 8
Ao ligar-se a chave S, o passarinho que pode receber um choque elétrico é o de
número:
a) I
b) II
c) III
d) IV
6 - Uma máquina de lavar louça industrial, tem uma potência de 2200 W.
Sabendo que o custo de cada kWh é de R$ 0,1143/hora, determinar o preço a
pagar, pela energia elétrica consumida durante uma semana, sabendo que a
máquina trabalha, em média 6 horas por dia.
7 - O João tem na sua casa 10 lâmpadas elétricas, com uma potência de 60
W cada uma. Ao longo do mês, cada uma delas está acesa, em média,
durante duas horas. Sabendo que, cada kWh custa R$ 0,1143/hora , determine:
a) Qual o custo da energia elétrica gasta durante o mês (considera que o mês é
de 30 dias) ?
b) Quanto pouparia o João nesse mês, se substituísse todas as lâmpadas,
por outras equivalentes mas econômicas (Potência de 12 W) ?
2. Agora vamos conhecer a simbologia de projetos
elétricos
Nesta área de instalações elétricas compete ao Eletricista apenas saber interpretar de
forma correta a planta e executar o que está nela. A parte de cálculos e dimensionamento da
obra e projeto cabe exclusivamente ao Engenheiro Eletricista ou Técnico devidamente
cadastrado junto ao CREA (Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura). A seguir iremos
abordar os tipos de diagramas e principalmente a simbologia, parte de extrema importância
para a interpretação do projeto, você vera que é bastante simples.
Eletricidade Básica 9
a) Simbologia de Condutores, eletrodutos e cabos:
b) Simbologia de Cargas especiais:
c) Simbologia de tomadas
Eletricidade Básica 10
d) Simbologia de Iluminação
a) Simbologia para quadros de distribuição
a) Simbologia de Interruptores
Eletricidade Básica 11
Para mais detalhes sobre a simbologia de elementos de uma instalação elétrica
predial, consulte a norma NBR 5444.
3. Esquemas elétricos
Os projetos elétricos em baixa tensão devem ser utilizados, esquemas de
ligação, onde as ligações são desenvolvidas através de símbolos. Os esquemas
utilizados em instalações elétricas de baixa tensão são dos esquemas: funcional,
multifilares e unifilares.
Para apresentação destes esquemas utilizaremos um interruptor uma lâmpada.
Esquema funcional
Apresenta todo o sistema elétrico e permite interpretar, com clareza e
rapidez, o funcionamento ou sequencia funcional dos circuito.
Esquema Multifilar
Representa do o sistema elétricos, com todos os seus condutores e detalhes
onde cada traço representa um cabo e a simbologia utilizada fica restrita aos
aparelhos de utilização. Para um melhor entendimento vamos tomar como
exemplo o circuito de uma lâmpada acionada por um interruptor:
Eletricidade Básica 12
Exemplo de Esquema Unifilar
Baseado neste circuito apresentado no item acima podemos desenhar o
diagrama unifilar do circuito representado acima, onde os traços de fase (R1) e
neutro(N1) são oriundos de um quadro de luz. Sempre deve-se interromper a
fase do circuito através do interruptor.
Eletricidade Básica 13
Observe......
Vamos praticar ...
Identifique os pontos de consumo, condutores, caixa de distribuição, interruptores e
tomadas, tipo e potência das lâmpadas das plantas a seguir:
Eletricidade Básica 14
Eletricidade Básica 15
Eletricidade Básica 16
Observe a Planta a seguir e responda:
Eletricidade Básica 17
a) Quantos quadros de luz há na planta e quais os tipo(s) desse(s) quadro(s)?
b) Quantas luminárias fluorescentes foram pedidas nesta planta? Onde estão
localizadas?
c) Existe alguma tomada de uso especifico? Quais são e para que serão
utilizadas?
d) Existem eletrodutos com mais de 15mm?
4. Diagramas Elétricos Industriais
Para o comando, regulação e proteção dos motores elétricos, que constituem os
elementos de potência das instalações elétricas industriais, empregam-se
diferentes dispositivos tais como: contatores, disjuntores, reguladores, relés
(proteção, auxiliares), eletroimãs, sinalizadores, engates eletromagnéticos, alarmes,
Eletricidade Básica 18
freios mecânicos, etc., interligados por condutores elétricos. Estes dispositivos se
conectam eletricamente a uma instalação elétrica em geral destinada a efetuar as
operações requeridas em uma ordem determinada.
Os diagramas elétricos são desenhados, basicamente, desenergizados e
mecanicamente não acionados.
Quando um diagrama não for representado dentro desse princípio, neledevem ser
indicadas as alterações.
Diagrama Esquemático : Destinado a facilitar o estudo e a compreensão do
funcionamento de uma instalação ou parte dela. Os elementos do diagrama
dispõem-se de forma que possam facilitar sua interpretação e não seguindo a
disposição espacial real. Isto quer dizer que diversos elementos condutores de
corrente e os dispositivos de comando e proteção estão representados conforme a
sua posição no circuito elétrico e independente da relação construtiva destes
elementos. Os diagramas esquemáticos são classificados em 3 tipos:
Diagrama Unifilar
Representação simplificada, geralmente unipolar das ligações, sem o
circuito de comando, onde só os componentes principais são
considerados. Em princípio todo projeto para uma instalação elétrica
Eletricidade Básica 19
deveria começar por um diagrama unifilar.
Diagrama Multifilar
É a representação da ligação de todos os seus componentes e
condutores. Em contraposição ao unifilar, todos os componentes são
representados, sendo que a posição ocupada não precisa obedecer a
posição física real em que se encontram. Como ambos os circuitos,
(principal e auxiliar) são representados simultaneamente no
diagrama, não se tem uma visão exata da “função” da instalação,
dificultando, acima de tudo a localização de uma eventual falha,
numa instalação de grande porte.
Diagrama Funcional (Elementar)
A medida que os diagramas multifilares foram perdendo a utilidade,
foram sendo substituídos pelos funcionais. Este tipo de diagrama
representa com clareza os processo e o modo de atuação dos
contatos, facilitando a compreensão da instalação e o
Eletricidade Básica 20
acompanhamento dos diversos circuitos na localização de eventuais
defeitos.
Basicamente o Diagrama Funcional é composto por 2 circuitos:
Circuito Principal ou de Força: Onde estão localizados
todos os elementos que tem interferência direta na
alimentação da máquina, ou seja, aqueles elementos por onde
circula a corrente que alimenta a respectiva máquina.
Circuito Auxiliar ou de Comando: Onde estão todos os
elementos que atuam indiretamente na abertura, fechamento
e sinalização dos dispositivos utilizados no acionamento da
máquina, em condições normais e anormais de
funcionamento.
Os diagramas funcionais são os mais importantes do ponto de vista de projeto,
permitindo obter uma ideia de conjunto sobre o sistema de comando adotado, que
é a base de partida, proporcionando os dados fundamentais para a posterior
realização dos diagramas de interligação, nos trabalhos de montagem como
também a preparação da lista de materiais.
Diagrama de Blocos : Outro tipo de diagrama explicativo utilizado muitas vezes é
o denominado Diagrama de Blocos. Consiste essencialmente em um desenho
simples cujo objetivo é apresentar o princípio de funcionamento de uma instalação
elétrica industrial.
Eletricidade Básica 21
A necessidade dos diagramas de blocos está muitas vezes no interesse em
conhecer o funcionamento de uma instalação sem ter que analisar detalhadamente
o diagrama funcional completo, o que levaria muito tempo.
Assim como cada elemento em um circuito de comando elétrico tem o seu símbolo
gráfico específico, também, a numeração dos contatos e a sua representação
literal, tem um padrão a ser seguido, de acordo com as normas NBR 5280 ou a IEC
113.2.
A numeração dos contatos que representam os terminais de força é feita como
segue.
1, 3 e 5 = Circuito de entrada (linha)
2, 4 e 6 = Circuito de saída (terminal)
Já a numeração dos contatos auxiliares segue o seguinte padrão:
1 e 2 = Contato normalmente fechado (NF), sendo 1 a entrada e 2 a saída
3 e 4 = Contato normalmente aberto (NA), sendo 3 a entrada e 4 a saída
Nos relés e contatores tem-se A1 e A2 para os terminais da bobina. Os contatos
auxiliares de um contator seguem um tipo especial de numeração, pois, o número é
composto por dois dígitos, sendo:
Primeiro dígito: indica o número do contato
Eletricidade Básica 22
Segundo dígito: indica se o contato é do tipo NF (1 e 2) ou NA (3 e 4)
Simbologia Numérica e Literal
Exemplo 1: Numeração de um contator de potência com dois contatos auxiliares 1
NF e 1 NA.
Exemplo 2: Numeração de um contator de auxiliar com 4 contatos NA e 2 contatos
NF
Contatos
Contato Normalmente Aberto (NA): não há passagem de corrente elétrica na
posição de repouso.
Contato Normalmente Fechado (NF): há passagem de corrente elétrica na posição
de repouso.
Eletricidade Básica 23
Associação de contatos NA
Eletricidade Básica 24
Associação de contatos NF
Eletricidade Básica 25
Eletricidade Básica 26
Exemplos de diagramas de comandos elétricos:
Eletricidade Básica 27
5. Aprendendo a fazer emendas de condutores
A exigência fundamental para qualquer união ou conexão de terminais é que ela
seja tanto mecânica quanto eletricamente tão forte quando o condutor ou
dispositivo em que será utilizada.
REMOÇÃO DA ISOLAÇÃO (DESENCAPAR O FIO) – O primeiro passo na ligação
ou terminação de condutores elétricos é remover a isolação. O método preferido
para “descascar” um fio é o uso de uma ferramenta apropriada. Um “descascador”
de lâmina quente não deve ser utilizado em materiais isolantes como amianto ou
fibra de vidro. Um método alternativo é o uso de um canivete, que é o método
indicado para fios de alumínio. Tome cuidado de não marcar o alumínio com a
lâmina, pois o fio pode se romper facilmente nessas marcas.
Emenda em derivação
Eletricidade Básica 28
Emenda em linha cruzada
Eletricidade Básica 29
Emenda Rabo de Rato
FITA ISOLANTE – Tem muito pouco valor isolante, mas é utilizada como uma
cobertura de proteção para a fita de borracha. Outro tipo de isolação é a fita
elétrica plástica que é muito cara.
TERMINAIS – Os terminais utilizados em fiações elétricas são do tipo soldado ou
crimpados. A vantagem do uso dos terminais crimpados é que esse tipo de conexão
requer pouca habilidade do operador, enquanto que uma conexão soldada é quase
totalmente dependente da habilidade do operador. Alguma forma de isolação deve
ser usada em junções não isoladas e com terminais. Os tipos usados são tubos
plásticos (espaguetes) e tubos que encolhem com calor. Quando se usa uma
ferramenta de calor para encolher esse ultimo tipo, o calor não deve ultrapassar
300°F (aproximadamente 150°C). Quando se usa uma ferramenta de ar
comprimido/nitrogênio, a fonte de ar/nitrogênio não pode ser maior do que 200
psig.
Eletricidade Básica 30
Os conceitos vistos anteriormente possibilitarão o entendimento do próximo
assunto: levantamento das potências (cargas) a serem instaladas na residência.
Não devem existir emendas em condutores dentro
dos eletrodutos - NUNCA
Dentro de caixas de distribuição, devemos utilizar as emendas vistas
anteriormente, porém cada vez mais vem se firmando a utilização de conectores
para tornar a manutenção dessas conexões mais fáceis e rápidas, veja nas imagens
a seguir:
6. Levantamento das potências (cargas) a serem
instaladas na residência
A planta a seguir servirá de exemplo para o levantamento das potências
Eletricidade Básica 31
Recomendações da NBR 5410 para o levantamento da carga de iluminação:
1. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz.
2. Condição para se estabelecer a potência mínima de iluminação: A carga de
iluminação é feita em função da área do cômodo da residência. Aqui vamos
apresentar uma tabela com sugestões de potências de iluminação conforme
o cômodo da residência:
CômodoCarga mínima de iluminação em Watt/m2
Incandescente Fluorescente
Eletricidade Básica 32
Sala 25 5
Quartos 20 4
Escritórios 25 4
Copa 20 4
Cozinha 20 4
Banheiro 10 3
Demais dependências 10 3
Vamos agora calcular as cargas de iluminação para a nossa planta exemplo:
Dependências Dimensões (área) m2 Potência de iluminação
sala
copa
cozinha
Dormitório 1
Dormitório 2
banho
Área de serviço
hall
Área externa
Recomendações da NBR 5410 para o levantamento da carga de
tomadas
1. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de tomadas de uso
geral (TUG’s)
Eletricidade Básica 33
2. Condições para se estabelecer a potência mínima de tomadas de uso geral
(TUG’s)
3. Condições para se estabelecer a quantidade de tomadas de uso específico
(TUE’s).
A quantidade de TUE’s é estabelecida de acordo com o número de aparelhos de
utilização que sabidamente vão estar fixos em uma dada posição no ambiente.
Eletricidade Básica 34
4. Condições para se estabelecer a potência de tomadas de uso específico
(TUE’s) - Atribuir a potência nominal do equipamento a ser alimentado.
Abaixo segue tabela com as referencias de potencia por aparelho
Eletricidade Básica 35
Reunidos todos os dados obtidos, tem-se o seguinte quadro:
Eletricidade Básica 36
Dependência
Dimensões Potência
de
iluminação
TUG’s TUE’s
Área
(m2)
Perímetro
(m)Qtde
Potenci
a (w)
Discriminaçã
o
Potenci
a (w)
sala
copa
cozinha
Dormitório 1
Dormitório 2
banho
Área de
serviço
hall
Área externa
TOTAL
Uma vez estimada a demanda da residência devemos determinar os circuitos, que
nada mais são do que partes da instalação, por exemplo: as tomadas dos
dormitórios 1 e 2 podem ser agrupadas, caso sua corrente não ultrapasse 10 A, o
mesmo podemos fazer com a iluminação dos dormitórios 1 e 2.
Após determinados os circuitos, passamos a escolher os condutores e os disjuntores
e DR, de acordo com as correntes de cada circuito.
Tabela Secção de condutores/máxima corrente
Eletricidade Básica 37
23295
269120
19270
15150
12535
10125
7616
5710
416
324
242,5
17,51,5
Intensidade da corrente (A)
Secção do condutor (mm2)
23295
269120
19270
15150
12535
10125
7616
5710
416
324
242,5
17,51,5
Intensidade da corrente (A)
Secção do condutor (mm2)
Tabela Corrente Máxima/Disjuntor/Secção do Condutor
Corrente (A) Disjuntor (A)Secção mínima do
condutor (mm2)
0 a 8 10 1,5
8 a 12 15 1,5
12 a 16 20 2,5
16 a 20 25 2,5
20 a 24 25 4
24 a 28 30 4
28 a 32 32 6
32 a 40 40 6
Eletricidade Básica 38
7. Padrão de cores dos condutores em uma
instalação elétrica predial
Na prática frequentemente, vemos a alteração desse padrão, porém respeitando a
cor AZUL para o condutor de NEUTRO.
8. O que é Fator de Potência?
Antes de iniciar o estudo sobre Fator de Potência (FP), é necessário rever alguns
conceitos fundamentais e muito importantes para a compreensão das causas e
efeitos do FP.
W - Esta é a unidade que representa a energia que está sendo convertida em
trabalho no equipamento. É chamada de Potência Ativa ou também de Potência
Real.
VAr - Esta é a unidade que representa a energia que está sendo utilizada para
produzir os campos elétrico e magnético necessários para o funcionamento de
alguns tipos de cargas como, por exemplo, motores, transformadores, cargas não-
lineares, retificadores industriais etc. Também é resultado de cargas onde a
corrente é “chaveada” através de transistores, diodos, tiristores, etc. É chamada de
Potência Reativa.
Eletricidade Básica 39
VA - Esta é a unidade da Potência Aparente, que é obtida pela “soma vetorial”
das Potências Ativa e Reativa.
Para melhor entender o real significado dessas três potências, podem ser feitas
algumas analogias:
Como pode ser visto na Figura 1, a Potencia Ativa (W) representa a porção líquida
do copo, ou seja, a parte que realmente será utilizada para matar a sede.
Como na vida nem tudo é perfeito, junto com a cerveja vem uma parte de
espuma, representada pela Potência Reativa (VAr). Essa espuma está ocupando
lugar no copo, porém não é utilizada para matar a sede.
O conteúdo total do copo representa a Potência Aparente.
Tanto espuma quanto cerveja ocupam espaço no copo, da mesma forma que
potência ativa e reativa ocupam a rede elétrica, diminuindo a real capacidade de
transmissão de potência ativa da rede, em função de potência reativa ali presente.
Com base nos conceitos básicos apresentados pode se dizer que o Fator de
Potência é a grandeza que relaciona a Potência Ativa e a Potência Aparente,
conforme é observado na Equação abaixo:
FP= WVA
A analogia da cerveja pode ser utilizada para as seguintes conclusões iniciais:
- Quanto menos espuma tiver no copo, haverá mais cerveja. Da mesma maneira,
quanto menos Potência Reativa for consumida, maior será o Fator de Potência.
- Se um sistema não consome Potência Reativa, possui um Fator de Potência
unitário, ou seja, toda a potência drenada da fonte (rede elétrica) é convertida em
trabalho.
Eletricidade Básica 40
Em um mundo ideal, relembrando a analogia da cerveja, VAr deve ser
muito pequena (a espuma deve se aproximar de zero) com W e VA
praticamente iguais, com menos espuma e mais cerveja. Desta forma há um
melhor aproveitamento da capacidade do copo (rede elétrica).
O que causa baixo Fator de Potência?
Com o entendimento do que é Fator de Potência, pode-se analisar o que causa a
redução no seu valor.
Uma vez que Fator de Potência (FP) é definido como sendo a razão entre
Potência Ativa e Aparente, conclui-se que FP baixo representa baixo valor de
Potência Ativa em relação à Potência Aparente.
A seguir podem ser observados os tipos de cargas que produzem baixos valores
de FP.
Porque melhorar o Fator de Potência?
Observando a demonstração anterior destaca-se que ao elevar-se o valor do Fator
de Potência ocorre um melhor aproveitamento da energia drenada da rede de
energia elétrica. Isso se deve a redução do valor RMS da corrente para um
mesmo valor de Potência Ativa, reduzindo as perdas na fiação e também evitando a
sobrecarga do sistema de potência da rede elétrica.
Além disso, reduzindo a Potência Reativa drenada da rede elétrica será
também reduzido o valor das componentes harmônicas. A presença dessas
componentes harmônicas na rede elétrica pode causar uma série de problemas,
sendo relacionados na tabela a seguir:
Eletricidade Básica 41
Além dos problemas acima relatados, pode se considerar a relevância da correção
do Fator de Potência e também a redução das componentes harmônicas tomando
como base as recomendações e normas internacionais que já se encontram
vigentes.
A distorção harmônica na corrente é o efeito de deformidade gerado pelas
várias componentes harmônicas que, quando somadas, fazem a corrente não ser
mais uma senóide. Se todos os sinais mostrados na Figura 5 forem somados obtém-
se a forma de onda de corrente vista na Figura 6, típica de cargas de informática.
Eletricidade Básica 42
Como pode ser melhorado o Fator de Potência?
Como exposto anteriormente, o Fator de Potência é afetado tanto pela defasagem
angular entre a corrente e a tensão como pela presença de componentes
harmônicas na tensão e na corrente. Deste modo, é necessário ser analisado
qual dos problemas deve ser atacado quando se pensa em uma solução para
os baixos valores de Fator de Potência de uma instalação elétrica.
No primeiro caso, o baixo fator de potência é causado especialmente por cargas
indutivas como transformadores e motores de indução. Para esses casos tem-se
como principal solução a instalação de bancos de capacitores que corrigem o fator
de potência para níveis aceitáveis pelas concessionárias (0,92 no Brasil) e livres
de multas. Porém, esta solução se mostra ineficiente em sistemas que
Eletricidade Básica 43
apresentam cargas com característica de elevado conteúdo harmônico como a
maioria dos retificadores industriais e cargas de informática.
Estas soluções necessitam de elementos passivos (indutores e capacitores)
que, além de volumosos, podem interagir com os demais elementos passivos
do sistema, sendo capaz de causar ressonâncias que resultam em oscilações,
em especial na tensão do sistema, podendo ser danoso para a maioria dos
equipamentos.
9. Quadro de entrada monofásico de uma
habitação
10. Interruptor diferencial residual
É um dispositivo composto de um interruptor acoplado a um outro dispositivo: o
diferencial residual.
Os tipos mais usuais de disjuntores residuais de alta sensibilidade (no máximo
30mA) existentes no mercado são:
Eletricidade Básica 44
10A
10A
16A
16A
16A
10A
16A
6A
1 2 3 4 5 6 7 8
1 – Iluminação
2 – Iluminação
3 – Iluminação
4 – Sinalização
5 – Tomadas
6 – Tomadas
Circuitos de saída
NOTA: os disjuntores DR devem ser ligados aos condutores fase e neutro
dos circuitos, sendo que o neutro não pode ser aterrado após o DR.
Esquema de ligação de um interruptor simples acionando uma
lâmpada
Esquema de ligação
Eletricidade Básica 45
Nota: se desejarmos acionar 2 lâmpadas ao mesmo tempo.
Esquema Unifilar
Acionamento de duas lâmpadas com Interruptor de duas seções
Eletricidade Básica 46
Diagrama Unifilar
Esquema de montagem
Eletricidade Básica 47
Fase
Neutro
Esquema de ligação de tomadas padrão
Diagrama Multifilar
NEUTRO
FASE
Esquema de ligação
Eletricidade Básica 48
Diagrama Unifilar
Esquema de ligação de interruptores paralelos para acionamento
de lâmpadas
Esquema de ligação
Eletricidade Básica 49
Neutro
Fase
Terra
(a)
(b)
Instalação de uma lâmpada incandescente acionada por interruptores tree-way.
(a) – Diagrama unifilar. (b) – Diagrama multifilar
Interruptor paralelo + intermediário
Utilizamos os interruptores intermediários quando desejamos acionar pontos de luz
de 3 ou mais pontos da residência, nesta condição, sempre os dois interruptores da
“ponta” são paralelos” e os que ficam entre eles devem ser do tipo four-way ou
intermediário.
Eletricidade Básica 50
Eletricidade Básica 51
Instalação de uma campainha ou cigarra
Eletricidade Básica 52
Esquema de instalação para acionamento de uma lâmpada através
de um relé fotoelétrico
Instalação de duas lâmpadas fluorescentes de 40w com reator
duplo do tipo partida rápida
Neste caso, utiliza-se o reator de partida rápida, que dispensa o starter. Ele utiliza a
auto-indução em vez do starter, que provoca aquecimento do filamento. Esta
operação dura aproximadamente um segundo e após a partida o filamento continua
aquecido por uma pequena corrente. Esta configuração é utilizada tanto em
Eletricidade Básica 53
Lâmpada
PRETO (Fase)
BRANCO (Neutro
Vermelho (retorno)
Acionamento de lâmpada com relé Fotoelétrico
galpões, como em ambiente onde se deseja ter uma melhor iluminação, por um
menor custo.
(a)
(b)
Instalação de duas lâmpadas fluorescentes de 40w com reator duplo do tipo partida rápida.(a) – Diagrama unifilar. (b) – Diagrama multifilar
Instalação dimmer
Eletricidade Básica 54
Instalação boia elétrica
Geralmente as boias vem com três fios, pois essa boia pode ser usada como inferior
e superior, isto é:quando alguém liga uma bomba de agua de uma fonte
"inesgotável" como: poços, rios ,etc., só precisa de uma boia. Quando ele vem
de reservatórios precisa ser ligada 2 boias pois na falta de água do reservatório a
bomba não ficará ligado direto, evitando sua queima.
Eletricidade Básica 55
Eletricidade Básica 56
Esquema de ligação do acionamento de uma lâmpada com um Relé
de Impulso
Relé de impulso
TIPO 27.01
- 1 NA, 10 A 250 V AC
- Alimentação: AC
- Montagem em painel
Esquema de montagem
Eletricidade Básica 57
Relé -27.05/06
11. Referências Bibliográficas
• Creder, Hélio, Instalações elétricas, 12ª ed., Científicos editora, Rio de
Janeiro - RJ, 1991.
• Cardão, Celso, Instalações elétricas, 5ª ed., Imprensa universitária/UFMG,
BeloHorizonte - MG, 1975.
• Módulos instrucionais: Eletricista instalador, 1ª ed., SENAI, Rio de Janeiro -
RJ,1980.
Hélio Henrique , COMANDOS ELÉTRICOS: Simbologia, Associação de
Contatos e Conceitos Básicos
Martins, Alexandre Saccol, Guilherme Bonan e Gustavo Ceretta Flores,
Entendendo o fator de potência
Eletricidade Básica 58