Aula 01 - Sistema elétrico, transmissao e distribuição, cálculo de potência

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Instalações Elétricas Prediais
Curso: Engenharia Civil
Prof. Jailton Ferreira Moreira
Eng. Eletricista
Informações sobre a disciplina
• Carga horária: 67hs.
• 5 aulas semanais de 45min.
• Pré-requisito: Circuitos Elétricos.
• Conhecimentos indispensáveis: circuitos 
elétricos em corrente alternada, potência 
ativa, reativa, aparente e fator de potência.
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Do processo de avaliação
• Três ou quatro instrumentos de avaliação 
(provas, trabalhos, lista de exercício). A média 
será calculada como a média aritmética 
normal.
• No semestre 2017.1: duas provas escritas + 
projeto final.
• A presença faz parte da avaliação. Mínimo de 
75% de presença (ou no máximo 25% de 
faltas, conforme Art. 27 do Regimento).
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Do processo de avaliação
• Reposição de prova (segunda chamada): tem 
o direito desde que devidamente justificado 
(Art. 28 do Regimento Didático). Processo de 
justificativa para segunda chamada 
encaminhado à Coordenação do Curso.
• Justificativa de faltas: através de processo, 
encaminhado à Coordenação do Curso, junto 
com documento comprobatório (conforme 
Art. 28, § 1º até o § 6º).
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Do processo de ensino
• Todos os alunos devem fazer o email acadêmico 
do IFPB, para efetuar o cadastro na turma virtual 
do Google Classroom.
• Será criado um email no Google/IFPB. Exemplo: 
jailton.moreira@academico.ifpb.edu.br
• Acessar o SUAP e criar o email acadêmico.
• O Google Classroom tem um aplicativo para 
smartphone que envia notificações quando tem 
tarefa ou avisos na sala virtual.
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mailto:jailton.moreira@academico.ifpb.edu.br
Do processo de ensino
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Sistema Elétrico
• Geração e transmissão
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Sistema Elétrico
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69kV a 
750kV
6,9kV a 
13,8kV
13,8kV, 34,5kV 
ou 69kV
Distribuição
• Tipos de redes:
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Representação Multifilar
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Representação 
MULTIFILAR
Representação Unifilar
• Diagrama:
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Representação Unifilar
• Diagrama:
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Distribuição Secundária
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Ex.: 13,8kV entre 
a fase S e a T
A diferença de potencial entre um 
condutor fase e condutor neutro é 
chamada tensão de fase (Vfase)
A diferença de potencial entre um 
condutor fase e outro condutor fase 
distinto é chamada tensão de linha (Vlinha)
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O que são “Instalações Elétricas”?
• “Conjunto de partes elétricas e não-elétricas 
associadas e com características coordenadas 
entre si, que são necessárias ao 
funcionamento de uma parte determinada de 
um sistema elétrico” (CAVALIN; CERVELIN, 
2008)
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Normativos
• NBR 5410/2004 (versão corrigida de 2008) – Norma das Instalações Elétricas
Prediais.
• IEC 60617 (simbologia utilizada, em substituição à NBR 5444/89, encerrada em
novembro de 2014).
• NBR 5419-1:2015 - Norma de Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas.
• NBR ISO 8995-1/2013 (Norma de Iluminação de Ambientes de Trabalho, substituiu
a NBR 5413/1992).
• ABNT NBR 16264:2016 - Cabeamento estruturado residencial.
• NR 10 (Norma Regulamentadora de Segurança em Instalações e Serviços em
Eletricidade).
• Normas de Distribuição de Energia Elétrica das Concessionárias (ENERGISA – NDU
001, NDU 002, NDU 003, etc..)
• Registro da obra/serviço em engenharia na Anotação de Responsabilidade Técnica
(ART) do CONFEA/CREA.
• Atribuições dos Profissionais pelo CONFEA através de resoluções e pelo Decreto
Federal 23.569/33.
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Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Circuitos em corrente alternada (CA).
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Circuito Monofásico!
Condutor Fase (R, S ou T)!
Retorno pelo condutor 
Neutro!
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Circuitos em corrente alternada (CA).
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Circuito Bifásico!
Condutor Fase (R, S ou T)!
Retorno por um condutor 
Fase diferente!
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Circuitos em corrente alternada (CA).
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cos
)(
2

=
rede
ativa
V
WattsP
I
Fator de 
potência
rede
aparente
V
AmpèreVoltN
I
)(
2

=
AI 2727,0
1220
60
2 =

=
Depende da natureza da carga 
(Resistiva, Indutiva, Capacitiva 
ou uma combinação de ambas)
220 V
TI
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Circuitos em corrente alternada (CA).
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AIII 2727,0
1220
60
321 =

=== ?321 =++= IIIIT
?=TotalP
220 V
TI
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Circuitos em corrente alternada (CA).
Prof. Jailton Ferreira Moreira 21IFPB - Campus Cajazeiras
AIII 2727,0
1220
60
321 =

===
AIIIIT 8181,0321 =++=
WPTotal 180606060 =++=
A
V
P
I
rede
Total
T 8181,0
1220
180
cos
=

==

220 V
TI
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Triângulo de potências:
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Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Exemplos monofásicos:
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WP 4808,06001 ==
Tomada
600 VA
f.p.=0,8 ind
220 V Tomada
600 VA
f.p.=0,8 ind
Ar Condic.
1500 VA
f.p.=0,9 ind
Calcular as potências ativa e 
reativa para cada 
equipamento/carga!
rVAQ 360480600
22
1 =−=
?2 =P
?2 =Q
?3 =P
?3 =Q
TI
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Exemplos monofásicos:
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321 PPPPTotal ++=
A potência aparente será obtida 
pela relação trigonométrica do 
triângulo de potências!
220 V
TI
321 QQQQTotal ++=
( ) ( )22 TotalTotalTotal QPN +=
V
N
V
N
I Total
fase
Total
Total
220
==
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
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Tomada
600 VA
f.p.=0,8 ind
220 V Tomada
600 VA
f.p.=0,8 ind
Qual seria o valor da corrente 
elétrica total, se somássemos 
diretamente todas as potências 
aparentes?
TI
V
N
V
N
I Total
fase
Total
Total
220
**
* ==
1500600600* ++=TotalN
Ar Condic.
1500 VA
f.p.=0,9 ind
*
TotalTotal II 
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
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Tomada
600 VA
f.p.=0,8 ind
220 V Tomada
600 VA
f.p.=0,8 ind
Isso ocorre porque os fatores de 
potência são muito próximos!
TI
Ar Condic.
1500 VA
f.p.=0,9 ind
*
TotalTotal II 
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Outro exemplo:
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WP 601 =
Lâmpada
60 W
f.p.=1
220 V Chuv. Elét.
4500 W
f.p.=1
Motor 
Monofásico
1kW
f.p.=0,8 ind
Calcular as potências ativa e 
reativa para cada 
equipamento/carga!
rVAQ 01 =
?2 =P
?2 =Q
kWP 13 =
?3 =Q
TI
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
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Caso trifásico!
CBA PPPP ++=3
CBA QQQQ ++=3
( ) ( )23
2
33  PQN +=
Conceitos básicosde Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Exemplo de instalação trifásica com diferentes tipos de cargas:
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Circuito Trifásico! Circuitos Monofásicos!
aConsumidor
Unidade
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da corrente elétrica do motor:
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Motor trifásico 
Potência mecânica: 3 CV
Tensão: 220/127 V
η=0,85
fp=0,8
Circuitos Monofásicos!
motorCI _
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da corrente elétrica do motor:
Prof. Jailton Ferreira Moreira 31IFPB - Campus Cajazeiras
Circuitos Monofásicos!
motorCI _
 
=
cos3
)(
linha
mec
motor
V
WattsP
I

)(
)(_3
WattsP
WattsP mecmotorf =
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da corrente elétrica do motor:
Prof. Jailton Ferreira Moreira 32IFPB - Campus Cajazeiras
motorCI _
AImotor 52,851553,8
85,08,02203
5,7353
=


=

)(
)(_3
WattsP
WattsP mecmotorf =
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da corrente elétrica do motor:
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AIII motorCmotorBmotorA 52,8___ ===
As correntes que vão
alimentar o motor são iguais
em módulo e defasadas 120°
uma da outra.
motorAI _
motorBI _
motorCI _
Circuito Trifásico Equilibrado: defasa a corrente por 
igual (em cada fase) e mantém o mesmo módulo.
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da corrente elétrica do motor:
Prof. Jailton Ferreira Moreira 34IFPB - Campus Cajazeiras
motorCmotorBmotorA III ___ ==
motorAI _
motorBI _
motorCI _
No caso de circuitos trifásicos 
equilibrados, pode-se tomar a potência 
por fase N1f, a partir da potência trifásica 
total N3f e calcular a corrente por fase.
 
=

=

=
cos
)(
 onde ,
3cos3
)(
3
3 WattsP
N
V
N
V
WattsP
I mecf
linha
f
linha
mec
motor
fase
f
motor
f
f
V
N
I
N
N
13
1 e 
3
==
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da corrente elétrica do motor:
Prof. Jailton Ferreira Moreira 35IFPB - Campus Cajazeiras
motorCmotorBmotorA III ___ ==
motorAI _
motorBI _
motorCI _
A
V
VA
I
AI
motor
motor
52,8
127
3
85,3244
52,8
85,08,02203
5,7353






=



=
Por que não utilizamos 110 V?
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da potência da instalação:
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motorAI _
motorBI _
motorCI _
Circuito Trifásico 
Equilibrado!
Cargas monofásicas 
com diferentes 
potências!
Calcular a potência total 
da instalação!
No caso de motores 
trifásicos, pode-se 
calcular a potência 
equivalente por fase!
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da potência da instalação:
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motorAI _
motorBI _
motorCI _
Circuito Trifásico 
Equilibrado!
Cargas monofásicas 
com diferentes 
potências!
A potência ativa, em 
cada fase, no motor, 
pode ser calculada da 
seguinte forma:
 cos
3
cos
3
11 ==
f
ff
N
NP
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da potência da instalação:
Prof. Jailton Ferreira Moreira 38IFPB - Campus Cajazeiras
motorAI _
motorBI _
motorCI _
Circuito Trifásico 
Equilibrado!
Cargas monofásicas 
com diferentes 
potências!
A potência ativa, em 
cada fase, no motor, 
pode ser calculada da 
seguinte forma:
WP f 29,8658,0
3
85,3244
1 ==
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da potência da instalação:
Prof. Jailton Ferreira Moreira 39IFPB - Campus Cajazeiras
motorAI _
motorBI _
motorCI _
Somamos as potências ativas da 
fase A + a potência ativa por fase 
do motor = Potência total ativa da 
fase A.
Repetimos o procedimento para a 
fase B e a fase C. WP f 29,8658,0
3
85,3244
1 ==
3x600 
VA, 
fp=0,9
3x300 
VA, 
fp=0,88
3x200 
VA, 
fp=0,9
Conceitos básicos de Circuitos Elétricos Aplicados às 
Instalações Elétricas
• Cálculo da potência da instalação:
Prof. Jailton Ferreira Moreira 40IFPB - Campus Cajazeiras
motorAI _
motorBI _
motorCI _
O objetivo é saber quanto de 
potência por fase a instalação está 
absorvendo.
E, se for o caso, dividir por igual as 
cargas monofásicas, de tal forma 
que a potência por fase fique 
balanceada.
WP f 29,8658,0
3
85,3244
1 ==
3x600 
VA, 
fp=0,9
3x300 
VA, 
fp=0,88
3x200 
VA, 
fp=0,9
?1 =fQ