GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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E-BOOK
GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO 
DE ENERGIA ELÉTRICA
Sistema elétrico de potência (sep)
APRESENTAÇÃO
Seja bem-vindo!
Os sistemas elétricos de potência compõem um dos pilares do desenvolvimento de qualquer 
país. O emaranhado de fios, subestações e centrais geradoras que produzem, transmitem e 
alimentam as cargas consumidoras garantem que você poderá carregar o seu celular no horário 
que quiser, sem se preocupar se a energia está disponível. Essa facilidade toda resulta de um 
sistema complexo, que deve ser organizado e coordenado para garantir que a energia elétrica 
chegue aos consumidores com a qualidade desejada, com a confiabilidade esperada e com um 
mínimo de continuidade.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender sobre os sistemas elétricos de potência: 
desde a sua estrutura até os seus componentes, passando por um breve histórico do seu 
desenvolvimento.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Determinar a estrutura dos sistemas elétricos de potência.•
Reconhecer o histórico dos sistemas elétricos de potência.•
Analisar os componentes do sistema elétrico de potência.•
DESAFIO
O sistema de distribuição é o ponto de conexão do sistema elétrico de potência com o 
consumidor final. Perto do sistema como um todo, o consumidor pode parecer uma parte 
infinitesimal, mas é ele que possui o direito de ter energia disponível a qualquer momento. Para 
atender os consumidores, o sistema de distribuição é extremamente ramificado e redundante, 
possibilitando que suas partes possam ser isoladas em casos de manutenção ou devido a 
interrupções corriqueiras. Os engenheiros responsáveis pelo sistema de distribuição têm grandes 
desafios em suas mãos, pois a entrega da energia ao consumidor deve ser garantida, e a falta de 
fornecimento por mais tempo que o tolerado pela legislação pode resultar em multas à 
concessionária distribuidora.
Que atitude você tomaria para melhorar esse sistema de distribuição?
INFOGRÁFICO
Do ponto de vista sistêmico, o sistema elétrico de potência pode ser dividido em: geração, 
transmissão, distribuição. Dentro desses subsistemas, existem divisões e todo um universo de 
funcionamento particular. Estudar cada um desses pontos é de extrema importância, já que um 
engenheiro não será contratado para trabalhar em todos os subsistemas ao mesmo tempo. Cada 
um deles possui grande magnitude – até porque o Brasil é um país continental – e operam com 
suas características únicas, que os diferenciam completamente dos outros.
No Infográfico a seguir, você verá as características marcantes de cada fase desse processo que 
compõe o sistema elétrico de potência. 
CONTEÚDO DO LIVRO
Assim como o saneamento, os sistemas de abastecimento de água e a iluminação pública, o 
fornecimento de eletricidade é considerado um serviço básico, graças à dependência da 
humanidade a este serviço. O caminho é longo, passando por geração, transmissão e 
distribuição, para que a energia elétrica chegue até o consumidor.
No capítulo Sistema Elétrico de Potência (SEP), da obra Sistemas elétricos de potência, você 
verá uma introdução aos sistemas elétricos de potência, bem como o seu histórico e o seu 
funcionamento atual.
Para entender o sistema elétrico brasileiro, são apresentados os agentes envolvidos na sua 
estrutura organizacional, responsáveis pela operação, fiscalização e regulação do mercado 
energético.
Boa leitura.
 
Sistemas elétricos 
de potência
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Determinar a estrutura dos sistemas elétricos de potência.
 � Reconhecer o histórico do desenvolvimento dos sistemas elétricos 
de potência.
 � Analisar os componentes do sistema elétrico de potência.
Introdução
O fornecimento de eletricidade é considerado um serviço básico, assim 
como o saneamento, a iluminação pública e os sistemas de abastecimento 
de água, devido à dependência, da humanidade, desses serviços. 
Para que a energia elétrica chegue até o consumidor, o caminho é 
longo e passa por geração, transmissão e distribuição. Esse caminho é 
o que compõe o chamado sistema elétrico de potência. A função 
do sistema elétrico de potência é fornecer energia elétrica a grandes 
e pequenos consumidores, com uma qualidade mínima estabelecida 
por normas vigentes do setor e no momento em que for solicitada. O 
crescimento da população mundial e, consequentemente, o crescimento 
econômico dos países demanda cada vez mais energia, o que faz com que 
os sistemas elétricos precisem ser cada vez mais robustos e inteligentes 
para atender todos.
Neste capítulo, você vai aprender sobre a estrutura e os componentes 
de sistemas elétricos de potência, reconhecendo o histórico do desenvol-
vimento que esses sistemas sofreram para chegar ao que se conhece hoje.
Estrutura dos sistemas elétricos de potência
Os sistemas elétricos de potência são sistemas complexos compostos por aspec-
tos técnicos e regulatórios. Existem leis e normas que devem ser seguidas para 
que o consumidor seja atendido com a qualidade mínima exigida. Para isso, há 
uma estrutura composta por diversas instituições que organizam esse sistema.
No Brasil, o poder federal regula e fiscaliza a geração, a transmissão e a dis-
tribuição de energia elétrica. Desse modo, as concessões são de responsabilidade 
do Ministério de Minas e Energia (MME), enquanto a regulação e a fiscalização 
são exercidas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). A Figura 1 
apresenta o mapeamento organizacional das instituições do setor elétrico nacional.
Figura 1. Mapeamento Organizacional das Instituições do setor elétrico nacional.
Fonte: Adaptada de Engie ([201-?]).
CNPE
Conselho Nacional
de Política Energética
MME
Ministério de
Minas e Energia
EPE
Empresa de
Pesquisa Energética ANEEL
ANEEL
CMSE
Comitê de 
Monitoramento
do Setor Elétrico
Órgão de assessoramento
do presidente da república
para formulação de políticas
e diretrizes de energia
Estudos e pesquisas para
subsidiar o planejamento
do setor energético
Acompanhar e avaliar a
continuidade e segurança
do suprimento de energia
Gestão do registro, medição,
contabilização, monitoramento,
liquidação financeira, 
compensação da energia
comercializada
Planejamento e programação
da operação e o despacho 
centralizado da geração de
energia no país
CCEE
Câmara de
Comercialização
de Energia Elétrica
ONS
Operador Nacional
do Sistema
Sistemas elétricos de potência2
Assim, o MME é o órgão do Governo Federal responsável pela formulação, 
organização e implantação das políticas energéticas do Brasil, de forma inte-
grada, monitorando a segurança de suprimento e definindo ações de prevenção 
(COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ, 2014).
Para assessorar o MME em questões técnicas, foi criado o Conselho Na-
cional de Política e Energia (CNPE). Esse órgão tem por objetivo estabelecer 
diretrizes das políticas energéticas, visando ao aproveitamento racional dos 
recursos de energia (COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ, 2014).
Sob o comando do MME, existem três instituições: a Empresa de Pesquisa 
Energética (EPE), cuja função é realizar os estudos relacionados ao sistema 
energético nacional e a sua expansão; a ANEEL, que é responsável pela re-
gulação e pela fiscalização do setor elétrico; e o Comitê de Monitoramento 
do Setor de Energia (CMSE), o qual é responsável pelo monitoramento do 
fornecimento de energia do sistema e pela solução dos problemas que existirem 
nessa etapa (COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ, 2014).
A ANEEL foi criada por meio da Lei nº. 9.427/1996 e do Decreto nº. 
2.335/1997 e é um dos órgãos mais conhecidos no âmbito do setor elétrico 
brasileiro. Entre as suas funções, destacam-se (BRASIL, 2002):
 � regulação do sistema elétrico de potência;
 � fiscalização de concessões e permissões dos serviços relacionados à 
energia elétrica concedidas pelo governo;� implementação de políticas sobre o uso da energia elétrica e exploração 
dos recursos energéticos;
 � definição de tarifas;
 � intermediação de divergências entre agentes comercializadores e 
consumidores;
 � supervisão do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) e da câmara 
de Comercialização de Energia;
O ONS é uma empresa pública de direito privado, sem fins lucrativos, 
criada pelas Leis nº. 9.648 e 10.848/2004 e regulamentada pelo Decreto nº. 
5.081/2004, sendo responsável pela operação dos sistemas de geração, pela 
transmissão de energia elétrica no Sistema Interligado Nacional (SIN) e pelo 
planejamento da operação dos sistemas isolados (BRASIL, 2018).
3Sistemas elétricos de potência
É exigido, do profissional, um treinamento específico de segurança em sistema elétrico 
de potência, o qual deve abordar um currículo mínimo, ter carga horária preestabelecida 
e cumprir as demais determinações estabelecidas na NBR-10 para trabalhar nesse setor.
O SIN é a interconexão dos sistemas elétricos subdivididos regionalmente 
entre os sub-sistemas Sul, Sudeste/Centro-oeste, Nordeste e a maior parte 
da região Norte. Por meio de um sistema de transmissão, esses subsistemas 
podem realizar a transferência de energia entre eles, integrando os recursos 
de geração para atender à demanda dos consumidores (BRASIL, 2018).
O ONS desenvolve estudos visando à operação dos sistemas de geração 
de maneira ótima, isto é, gerar a maior quantidade de energia com o menor 
custo, sempre respeitando os níveis de qualidade e segurança definidos pela 
ANEEL. Além disso, é de responsabilidade do ONS que todos os agentes 
do setor elétrico tenham igual acesso às redes de transmissão, bem como 
garantir que a ampliação do SIN seja realizada com o menor custo, atendendo 
às condições operacionais futuras (BRASIL, 2018).
Também fiscalizada pela ANEEL, a Câmara de Comercialização de Energia 
Elétrica (CCEE) é uma entidade, sem fins lucrativos, composta pelos agentes 
que atuam no mercado de compra e venda de energia elétrica. Os principais 
objetivos da CCEE são a realização de leilões públicos de energia elétrica e 
a documentação de contratos de comercialização.
Devido à grandiosidade do SIN, ele pode ser dividido em níveis de tensão, 
os quais são separados entre si por subestações elevadoras ou abaixadoras. 
Segundo a ANEEL, o sistema elétrico brasileiro é divido em nível de distri-
buição e nível de transmissão. (BRASIL, 2002).
O nível de distribuição é compreendido por um sistema de propriedade da 
concessionária distribuidora e é dividido entre Sistema de Distribuição de Alta 
Tensão, Sistema de Distribuição de Baixa Tensão e Sistema de Distribuição 
de Média Tensão. Para alguns autores, o Nível de Distribuição de Alta Tensão 
também é conhecido como Nível de Subtransmissão, já que compreende as 
linhas e as subestações que conectam as barras da rede básica ou de centrais 
geradoras às subestações de distribuição. A tensão típica dos sistemas de 
distribuição de alta tensão varia entre 69 kV e 230 kV, nos sistemas de distri-
buição de média tensão entre 1 kV e 69 kV e nos sistemas de distribuição de 
baixa tensão de até 1 kV (BRASIL, 2002). 
Sistemas elétricos de potência4
O nível de transmissão trabalha com blocos maiores de potência, interli-
gando as centrais geradoras aos pontos de maior carga do sistema, os quais 
são conectados aos sistemas de distribuição. A rede de transmissão brasileira 
é extremamente extensa devido à configuração do segmento de geração, que 
é constituído, em sua maior parte, por grandes usinas hidrelétricas instaladas 
distantes dos grandes centros consumidores (ELGERD, 1976).
Uma das grandes diferenças entre os sistemas, além do nível de tensão, é a 
configuração da rede. A Figura 2 apresenta duas configurações utilizadas, a 
do tipo radial (Figura 2-a), na qual a energia flui em um único sentido, como, 
por exemplo, das centrais geradoras para a carga, e a do tipo em anel, em que 
a redundância do circuito aumenta a confiabilidade do sistema. O sistema de 
transmissão é, em sua maior parte, um sistema radial, enquanto o sistema de 
distribuição é um sistema em anel (ELGERD, 1976).
Figura 2. a) sistema radial; b) sistema em anel.
Fonte: Adaptada de Elgerd (1976, p. 52).
(a)
(b)
Código
de barra
Símbolo
de barra
Símbolo
de gerador
Símbolo
de linha
Símbolo
de carga
Símbolo de
transformador
Linha de interligação
com sistema vizinho
1 2
3 4
5 6
~ ~
~
~
5Sistemas elétricos de potência
Buscando a interligação total do sistema elétrico nacional, existe uma 
grande tendência em expandir o sistema de transmissão. O MME, por meio 
de estudos técnicos desenvolvidos pela EPE e pelo ONS, cria programas para 
atingir esse objetivo, cuidando dos aspectos técnicos e da tarifa aplicada. A 
ANEEL, exercendo sua função de regulação e fiscalização, realiza leilões para 
a seleção de grupos empreendedores que serão responsáveis por construir e 
operar novas linhas de transmissão.
Ao profissional que trabalha constantemente em contato com o sistema elétrico de 
potência é de direito um adicional de periculosidade de 30% sobre o salário. 
Histórico dos sistemas elétricos de potência
O sistema elétrico de potência é uma das obras mais complexas desenvolvidas 
pela humanidade e passou por um longo período até ser o que se conhece hoje. 
Graças a esse desenvolvimento, o crescimento e o desenvolvimento dos países 
foi possível e essa grande rede de conversão e transporte de energia se tornou 
confiável, segura e totalmente necessária para a sociedade.
A história do sistema elétrico começou em 1878, quando Thomas A. Edison 
passou a pesquisar um sistema elétrico formado por uma central elétrica que 
distribuiria esse tipo de energia para a redondeza (GLOVER; SARMA, 2003). 
Com o objetivo de atrair a atenção de potenciais investidores, a estação de 
Pearl Street ficava no distrito financeiro e comercial de Nova Iorque e marcou 
o começo da indústria da eletricidade. Na inauguração da estação, em 1882, 
cerca de 60 clientes eram abastecidos em uma milha quadrada. Em um mês, 
a carga já era aproximadamente três vezes maior e no ano seguinte mais de 
sete vezes maior (GLOVER; SARMA, 2003). 
Alguns anos depois, essa estação se incendiou. Embora tenha sido recons-
truída, encerrou completamente suas atividades um tempo depois. Apesar disso, 
esse foi um marco importante na história dos sistemas elétricos de potência.
O sistema desenvolvido por Edison era um sistema em corrente contínua 
(CC), de 220V, e logo alguns problemas relacionados a esse nível de tensão, 
às distâncias de transmissão e ao crescimento das cargas começaram a apa-
Sistemas elétricos de potência6
recer. Com o desenvolvimento de um transformador viável, comercialmente 
falando, Stanley tornou possível a distribuição de energia em alta tensão, 
com corrente menor e menores quedas de tensão na linha. Isso fez com que a 
corrente alternada (CA) se tornasse mais atrativa frente aos equipamentos que 
operavam em CC. Logo foi instalada a primeira linha monofásica operando 
em CA. Com 21 km, a linha ligava Oregon a Portland e operava em 4 kV 
(GLOVER; SARMA, 2003).
Nikola Tesla teve sua participação registrada no Instituto Americano de En-
genheiros Eletricistas quando apresentou um artigo sobre um motor de indução 
bifásico. Nessa pesquisa, ele defendeu as vantagens dos sistemas polifásicos, 
quando comparados aos sistemas monofásicos (GLOVER; SARMA, 2003).
Por fim, as primeiras linhas trifásicas começaram a operar em 1891 e 1893, 
na Alemanha, com tamanho de 179 km em 12 kV, e nos Estados Unidos, com 
12 km em 2,3 kV, respectivamente (GLOVER; SARMA, 2003). A Figura 3 
apresenta a linha do tempo do início da história do sistema elétrico de potência.
Figura 3. Marcos da indústria elétrica. 
Fonte: Adaptada de Glover e Sarma (2013).
Thomas A. Edison abre a
estação de Pearl Street na
cidade de Nova Iorque
Primeiras linhas detransmissão instaladas
na Alemanha
William Stanley desenvolve
um transformador
comercialmente viável
Primeira linha monofásica de
transmissão em CA nos Estados
Unidos, em Oregon
Primeira linha trifásica de
transmissão em CA nos Estados
Unidos, na Califórnia
Gerador CC impulsionado por
uma turbina hidráulica,
instalado em Appleton,
Wisconsin
Frank J. Sprague produz 
o motor CC para os
sistemas de Edison
Nikola Tesla apresenta um
artigo sobre motores bifásicos
em CA, de indução e síncrono
Primeira linha trifásica de
transmissão em CA,
na Alemanha
1882
1884
1888
1889
1891
1893
1885/6
7Sistemas elétricos de potência
História do sistema elétrico de potência no Brasil
Enquanto isso, no Brasil, em 1879, foi utilizado um dínamo para criar o pri-
meiro serviço de iluminação pública, instalado na estação central da ferrovia 
Dom Pedro II. Anos depois, também no Rio de Janeiro, foi a vez do jardim 
do Campo da Aclamação, atualmente conhecido como Praça da República, 
receber uma iluminação pública (GOMES et al., 2002).
A primeira central geradora brasileira foi instalada na cidade de Campos, 
no Rio de Janeiro, tendo a capacidade de 52 kW utilizados para alimentar 39 
lâmpadas. Uma caldeira alimentada à lenha gerava o vapor necessário para 
alimentar a termelétrica (GOMES et al., 2002).
A história do Brasil no ramo das hidrelétricas iniciou em 1883, na cidade 
de Diamantina, em Minas Gerais. Utilizando a força das águas do Ribeirão 
do Inferno, afluente do rio Jequitinhonha, gerava-se energia para abastecer a 
extração de diamante que acontecia a 2 km de distância (GOMES et al., 2002).
Com o crescimento do setor hidrelétrico justificado pelo grande potencial 
hídrico do país, em 1903, iniciou-se o processo de regulamentação da utiliza-
ção e do aproveitamento da energia hidráulica dos rios brasileiros para fins 
de serviços públicos. Apesar de não funcionar efetiva e imediatamente, essa 
lei foi importante para que o processo regulatório dessa atividade começasse 
(GOMES et al., 2002).
Entre 1900 e 1920, a população do Brasil quase dobrou, o que fez com que 
o potencial hidráulico, localizado entre Rio de Janeiro e São Paulo, crescesse 
mais de 600%. Somente em 1903 foi construída uma hidrelétrica em Alagoas, 
utilizando as águas da Cachoeira de Paulo Afonso, para alimentar as máquinas 
das fábricas de linhas e fios da região (GOMES et al., 2002).
A tentativa de regular o setor elétrico nacional era cada vez mais urgente, 
já que o crescimento do país fazia com que mais investidores empreendessem 
nele, da forma que melhor lhes cabia. Só em 1934 foi formalizado o Código 
de Águas, que definiu o papel intervencionista do Estado na gestão do setor 
hidráulico e energético do país (GOMES et al., 2002).
O Código de Águas definia que a União passava a deter a competência 
de legislar e outorgar concessões de serviços públicos de energia elétrica, 
antes estabelecidos apenas por contratos. Assim, foram revistos os critérios 
utilizados para definir os preços dos serviços prestados pelas companhias, o 
que determinou que o preço do serviço deveria sanar as despesas da operação 
e da depreciação das instalações e prover uma justa remuneração às empre-
sas. A justa remuneração seria definida de acordo com o custo histórico das 
instalações (GOMES et al., 2002).
Sistemas elétricos de potência8
O papel intervencionista do Estado fez com que a Companhia Hidroelétrica 
do São Francisco (CHESF) fosse criada para aproveitar os recursos hídricos do 
Rio São Francisco, em 1945. Em 1946, o Governo apresenta o Plano Nacional 
de Eletrificação, o qual propunha investimentos em usinas elétricas de pequeno 
e médio porte, sendo o Estado o empreendedor (GOMES et al., 2002).
Somente em 1995, a desestatização teve seu início e se baseia, até hoje, na 
desverticalização da cadeia produtiva de energia elétrica. O objetivo é segregar 
as atividades de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. A 
atividade de geração vem sendo desregulada, com o passar do tempo, com a 
licitação de novos empreendimentos de geração, a criação da figura do Produtor 
Independente de Energia (PIE) e o livre acesso aos sistemas de transmissão e 
distribuição. Além disso, com a comercialização, passou-se a ter a liberdade 
para grandes consumidores escolherem de quem querem comprar a sua energia 
(GOMES et al., 2002).
A história dos sistemas elétricos brasileiros teve um momento histórico 
de seca em 2001. Como a geração brasileira se baseia na energia hidrelétrica, 
uma baixa dos reservatórios das usinas obrigou o Governo a adotar medidas 
emergenciais, criando a Câmara de Gestão da Crise de Energia Elétrica (CGCE). 
Essa crise fez com que o país percebesse a necessidade de diversificar a matriz 
energética nacional (GOMES et al., 2002).
Em 2001, devido à falta de água e, consequentemente, à falta de energia, 
os consumidores foram obrigados a controlar o uso de energia elétrica de tal 
forma que se instalou uma crise energética no país, a qual só foi superada em 
2005. Nesse período, foram tomadas diversas atitudes para reduzir o risco de 
outra crise energética, entre elas, a construção de novas linhas de transmissão, 
o que aumentou a interligação do sistema elétrico nacional e possibilitou o 
intercâmbio de energia entre os sub-sistemas (HUNT; FREITAS; PEREIRA 
JÚNIOR, 2014).
Voltando à diversificação da matriz energética nacional, o Brasil tem 
ainda sua participação marcada na 21ª Conferência das Partes (COP21) e se 
comprometeu em reduzir a emissão de gases de efeito estufa envolvidos nos 
processos de geração de energia, aumentar o consumo de biocombustíveis e 
utilizar novas energias renováveis na sua matriz (FERRAZ; CODICEIRA, 
2017).
Com isso, as energias eólica, solar e provenientes de biocombustíveis cres-
ceram consideravelmente desde 2010 e, ao que tudo indica, devem continuar 
crescendo e ganhando espaço no mercado da energia elétrica, não só no Brasil, 
mas em todo o mundo (FERRAZ; CODICEIRA, 2017).
9Sistemas elétricos de potência
De maneira reduzida, pode-se caracterizar o setor elétrico por (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]):
 � segregação das atividades de geração, transmissão e distribuição;
 � formado por empresas públicas e privadas;
 � característica centralizada;
 � consumidores cativos e livres;
 � possibilidade de negociação livre entre comercializadores e consumidores livres;
 � existência de leilões para contratação de energia para as distribuidoras;
 � cobrança da energia elétrica separada do transporte da energia.
Componentes do sistema elétrico de potência
O sistema elétrico de potência pode ser dividido em três grandes grupos: 
geração, transmissão e distribuição. Uma ponta desse sistema é a geração, que, 
apesar do nome, é um processo de transformação de uma forma de energia 
em energia elétrica. A outra ponta é a distribuição, ou seja, os consumidores. 
Para ligar isso tudo, existem os sistemas de transmissão, que, na maioria das 
vezes, percorrem longas distâncias entre geração e distribuição (STEVENSON 
JR, 1986).
Geração de energia elétrica
A geração de energia elétrica no Brasil tem como fonte primária a energia 
hidráulica, com uma participação de 66%, conforme apresentado no gráfico 
da Figura 4. O gás natural aparece como a segunda maior fonte primária, com 
10% da capacidade instalada e a biomassa em terceiro lugar. O gás natural, os 
derivados de petróleo, o carvão e a biomassa são fontes primárias utilizadas 
para aquecer caldeiras de termelétricas, as quais utilizam o calor gerado por 
estas para mover as pás das turbinas mecânicas acopladas a geradores elétricos. 
Portanto, pode-se dizer que a matriz energética nacional é, principalmente, 
atendida pela geração de hidrelétricas, seguida de termelétricas e, finalmente, 
de energia nuclear.
A tabela apresentada na Figura 4 indica a expansão das fontes primárias 
desde 2012 até 2016. Apesar da pequena participação da energia eólica nocenário nacional em 2016 (apenas 6%), é importante salientar o crescimento 
Sistemas elétricos de potência10
dessa fonte: de 2015 para 2016, a força dos ventos aumentou a sua participação 
em mais de 50%. A energia hidráulica, por sua vez, expandiu em pouco mais 
de 9% a sua participação no mercado energético. Isso pode ser um indicativo 
do caminho que está sendo aberto pelas fontes limpas e renováveis no cenário 
nacional. A participação de outras fontes primárias indicadas na Figura 4 é de 
2%, entre elas, estão: a energia solar, a energia do biogás, a energia geotérmica 
e a energia do mar.
Essa matriz energética é justificada devido ao grande potencial hidráulico 
brasileiro, o qual é amplamente utilizado e explorado no início do desenvol-
vimento industrial e tecnológico do país. As usinas hidrelétricas podem ser 
pequenas, como é o caso de pequenas centrais hidrelétricas (PCHs), com 
capacidade instalada de 5 a 30 MW e menos de 13 m² de reservatório (ASSO-
CIAÇÃO BRASILEIRA DE PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS 
E CENTRAIS GERADORAS HIDRELÉTRICAS, 2016), ou, como a maior 
parte das usinas hidrelétricas localizadas no Brasil ou em parte dele, de grande 
porte, como é o caso da Usina Hidrelétrica de Itaipu, localizada entre o Brasil 
e o Paraguai, com capacidade instalada de 14.000 MW.
As usinas termelétricas, apesar de abastecidas em alguns casos por fontes 
não renováveis e por emitir gases de efeito estufa na atmosfera, são vantajosas 
pelo menor tempo de instalação, pela garantia da energia, já que não dependem 
de fatores climáticos ou intermitentes e pela possibilidade de construção perto 
dos grandes centros consumidores, evitando assim desperdício no sistema de 
transmissão.
A energia nuclear consiste em utilizar o calor liberado no processo de fissão 
(divisão) do núcleo atômico. Esse processo, quando controlado, emite calor e 
aquece a água dos reatores que, por sua vez, produz o vapor que movimenta 
a turbina das usinas termonucleares. Como nos outros casos, o eixo da tur-
bina é acoplado a um gerador e, assim, tem-se a energia elétrica ao final do 
processo. Sua utilização é controversa, pois dois acidentes graves em usinas 
termonucleares marcam a história mundial: Three Mille Island e Chernobyl. 
Além disso, os custos para a instalação de centrais termonucleares são altos 
e ainda existem fatores ambientais bastante impeditivos, como o tratamento 
dos resíduos do processo nuclear (BRASIL, 2002).
As fontes limpas e renováveis, apesar de representarem uma pequena 
parcela no mercado energético, apresentam as maiores taxas de crescimento e 
o apoio dos ambientalistas. Embora a tecnologia ainda esteja evoluindo nesse 
setor, muitos fatores influenciam positivamente tais fontes, como a geração 
distribuída, que busca a geração próxima ao consumidor, evitando perdas tão 
onerosas do sistema de transmissão.
11Sistemas elétricos de potência
Figura 4. Matriz energética brasileira. Ano base: 2016. 
Hidráulica
66%
Gás natural
10%
Biomassa
8%
Eólica
6%
Nuclear
3%
Carvão
3%
Derivados
de Petróleo
2%
Outros
2%
Transmissão de energia elétrica
O sistema de transmissão é responsável por interligar a geração à subestação 
distribuidora, além de interligar sub-sistemas. Fisicamente, as linhas de trans-
missão são fios condutores metálicos que operam em alta tensão, suspensos 
em torres, por meio de isoladores. 
Quando em CA, a transmissão de energia elétrica é realizada em três fases, 
dessa forma, são utilizados três conjuntos de cabos em cada lado da torre. 
O sistema de para-raios, utilizado para proteger o sistema de transmissão 
de descargas atmosféricas, é realizado por um cabo chamado cabo guarda, 
que passa no ponto mais alto da torre (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
Por meio de licitações, a ANEEL contrata o serviço público responsável 
pela transmissão de energia elétrica. As linhas de transmissão são separadas 
de acordo com o seu nível de tensão, sendo divididas em classes:
 � A1: classe com tensão de fornecimento igual ou maior que 230 kV;
 � A2: classe com tensão de fornecimento entre 88 kV e 138 kV;
 � A3: classe com tensão de fornecimento de 69 kV.
O SIN opera na classe A1, conforme a REN nº. 67, de 8 de julho de 2004, 
também chamada de rede básica. As classes A2 e A3 são definidas pela 
ANEEL como rede básica de fronteira e são administradas pelas empresas 
Sistemas elétricos de potência12
de distribuição (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE DISTRIBUIDORES DE 
ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
Nos pontos de conexão com geradores, consumidores ou com a rede de dis-
tribuição, existem as subestações de transmissão. As subestações são utilizadas 
para elevar a tensão, quando perto das centrais geradoras, ou rebaixar os níveis 
de tensão, quando estiver perto dos consumidores, utilizando transformadores. 
Ao elevar a tensão, mantendo-se a potência constante, a corrente elétrica é 
reduzida, reduzindo assim as perdas elétricas (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
Além de elevar ou rebaixar a tensão, as subestações também são res-
ponsáveis por abrigar equipamentos do sistema de proteção e medição, bem 
como dispositivos que possibilitam as manobras de isolamento de parte do 
sistema para a realização das manutenções (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
Outra possibilidade utilizada em menor escala no Brasil e no mundo é a 
transmissão em extra alta tensão em CC, em inglês high voltage direct current 
(HVDC). 
Na CC, o comprimento da linha que transmite em CC não é limitado por 
parâmetros capacitivos ou indutivos das linhas. Consequentemente, as perdas 
são muito inferiores àquelas encontradas em sistemas de transmissão em CA. 
Sendo assim, a transmissão em CC se mostra como uma opção vantajosa 
para a interligação de sistemas de países extremamente grandes, como o 
Brasil, principalmente quando uma extremidade do país tem grande potencial 
gerador, como é o caso do Norte brasileiro, e outra extremidade é um grande 
consumidor, como as regiões Sul e Sudeste (BASSINI, 2014).
Existe, em operação no Brasil, um elo CC de Itaipu de 900 km de extensão, 
com capacidade de 6300 MW em dois circuitos de ± 600 kV. Além disso, 
a EPE estuda a possibilidade de utilizar uma linha em CC, operando em ± 
800 kV para a transmissão da energia gerada em Belo Monte e São Luís do 
Tapajós (BASSINI, 2014).
O principal impeditivo financeiro de utilizar linhas em CC é o custo das 
estações conversoras, as quais devem ser instaladas após a geração e antes 
da entrega da energia à distribuição. Como a energia elétrica é gerada em um 
sistema trifásico, são necessários sistemas retificadores para que a energia 
possa ser transmitida em CC. Da mesma forma, no final da linha de trans-
missão, um conversor CC/CA deve ser utilizado para a que a energia tenha a 
frequência utilizada pelos consumidores. Apesar do custo oneroso do processo, 
a necessidade de retificar e depois converter a energia possibilita a integração 
13Sistemas elétricos de potência
de sistemas com frequências diferentes, como é o caso do Paraguai, que opera 
a 50 Hz.
Mais de 98% do sistema de transmissão brasileiro está ligado ao SIN, que é dividido 
em quatro grandes sub-sistemas:
 � Sul;
 � Sudeste/Centro-oeste;
 � Nordeste;
 � Norte.
Distribuição de energia elétrica
O sistema de distribuição é uma rede complexa que tem por objetivo levar 
a energia, desde o ponto de conexão com o sistema de transmissão, até a 
unidade consumidora. O sistema de distribuição se assemelha ao sistema de 
transmissão em seus principais componentes, como fios condutores, trans-
formadores e equipamentos de medição e proteção. As principais diferenças 
estão no nível de tensão e na configuração topográfica, sendo os sistemas de 
distribuição muito mais ramificados e extensos, já que devem alimentar todas 
as unidades consumidoras.
As redes de distribuição podem ter quatro configurações: rede de dis-
tribuição aérea convencional,rede de distribuição aérea compacta, rede de 
distribuição aérea isolada e rede de distribuição subterrânea (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
A rede de distribuição aérea convencional é o tipo mais encontrado no 
Brasil por ser a mais barata e, ainda assim, atender à maioria dos casos. 
Nessa configuração, os condutores são dispostos suspensos nos postes, sem 
nenhum isolamento, dessa forma, são mais susceptíveis a curtos-circuitos 
causados por galhos de árvores, por exemplo (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
A rede de distribuição compacta é uma rede aérea com condutores isolados 
e compactados com o uso de espaçador, o qual dispõe os fios em formato 
losangular, impedindo o contato entre os cabos. Como essa topologia ocupa 
menos espaço e tem uma isolação, há um menor número de interrupções no 
Sistemas elétricos de potência14
fornecimento de energia (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE DISTRIBUI-
DORES DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
A rede de distribuição aérea isolada tem condutores trançados, tendo, para 
isso, um isolamento suficiente. Por ser mais cara, essa topologia é utilizada 
em casos especiais (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE DISTRIBUIDORES 
DE ENERGIA ELÉTRICA, [2018?]).
A rede de distribuição subterrânea é a melhor, do ponto de vista estético, 
já que todos os cabos ficam embaixo da terra. Isso também garante o maior 
nível de confiabilidade, haja vista que curtos-circuitos são muito menos fre-
quentes. Entretanto, seu custo elevado faz com que a sua instalação só ocorra 
em locais com restrição para instalações aéreas ou com finalidade estética 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉ-
TRICA, [2018?]).
1. A estrutura organizacional do 
sistema elétrico de potência 
brasileiro é formada por diversos 
órgãos e instituições responsáveis 
pela sua organização, regulação, 
coordenação, operação e 
pelo seu planejamento. A 
ANEEL é responsável por:
a) planejar a expansão do 
sistema elétrico de potência.
b) regular e fiscalizar o sistema 
elétrico de potência.
c) operar o sistema elétrico 
de potência.
d) documentar os contratos 
de comercialização de 
energia elétrica.
e) realizar os estudos relacionados 
ao sistema elétrico de potência.
2. O SIN interliga mais de 98% do 
sistema elétrico brasileiro e, 
logicamente, tem uma grande 
dimensão. Por isso, a ANEEL 
categoriza o sistema elétrico de 
potência em dois níveis, sendo eles:
a) nível de geração e nível 
de distribuição.
b) nível de fiscalização e 
nível de operação.
c) nível de planejamento 
e nível de proteção.
d) nível de distribuição e 
nível de transmissão.
e) nível de distribuição e 
nível de consumo.
3. O setor elétrico brasileiro 
atual é caracterizado por:
a) uma empresa pública 
operada única e 
exclusivamente pelo Estado.
b) setores de transmissão, 
distribuição e geração, os 
quais são coordenados 
pelo mesmo órgão.
c) empresas públicas e privadas 
operando, coordenadas 
15Sistemas elétricos de potência
por agências regulatórias, 
com segregação das 
atividades de geração, 
transmissão e distribuição.
d) um sistema completamente 
radial, principalmente em 
nível de distribuição.
e) uma matriz energética com 
base em combustíveis fósseis.
4. O sistema responsável por interligar 
os consumidores às centrais 
geradoras e ainda interligar os 
sub-sistemas Sul, Sudeste/Centro-
oeste, Norte e Nordeste é o:
a) sistema de geração.
b) sistema de distribuição.
c) sistema de transmissão.
d) sistema de manutenção.
e) sistema de interligação.
5. Os quatro tipos de configuração 
das redes de distribuição são:
a) aérea convencional, compacta, 
aérea isolada e subterrânea.
b) aérea convencional, subterrânea 
compacta, subterrânea 
isolada e subterrânea.
c) aérea diferenciada, 
subterrânea compacta, aérea 
isolada e subterrânea.
d) aérea em CC, compacta em 
CC, aérea isolada em CC 
e subterrânea em CC.
e) aérea convencional em CA, 
compacta, aérea isolada 
em CA e subterrânea.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE DISTRIBUIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA (ABRADEE). Visão 
geral do setor. [2018?]. Disponível em:<http://www.abradee.com.br/setor-eletrico/
visao-geral-do-setor>. Acesso em: 27 jul. 2018.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PEQUENAS CENTRAIS HIDRELÉTRICAS E CENTRAIS GE-
RADORAS HIDRELÉTRICAS (ABRAPCH). O que são PCHs e CGHs. 2016. Disponível em: 
<http://www.abrapch.org.br/pchs/o-que-sao-pchs-e-cghs>. Acesso em: 27 jul. 2018.
BASSINI, M. T. Sistemas multiterminais de transmissão em corrente contínua: conversores 
tipo fonte de corrente. 101 fls. 2014. Dissertação (Mestrado em Ciências)- Universidade 
de São Paulo, São Paulo, 2014.
BRASIL. Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Energia nuclear: fontes não 
renováveis. In: BRASIL. Agência Nacional de Energia elétrica (ANEEL). Atlas de energia 
elétrica do Brasil. Brasília, DF: ANEEL, 2002. p. 117-128. Disponível em: <http://www2.
aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par3_cap8.pdf>. Acesso em: 27 jul. 2018.
BRASIL. Operador Nacional do Sistema (ONS). O que é o ONS?. 2018. Disponível em: 
<http://ons.org.br/pt/paginas/sobre-o-ons/o-que-e-ons>. Acesso em: 27 jul. 2018.
COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ (CPFL). Características dos sistemas elétricos e do 
setor elétrico de países e/ou estados selecionados. 2014. Disponível em: <https://www.cpfl.
Sistemas elétricos de potência16
com.br/energias-sustentaveis/inovacao/projetos/Documents/PB3002/caracteristicas- 
de-sistemas-eletricos-de-paises-selecionados.pdf>. Acesso em: 27 jul. 2018.
ELGERD, O. I. Introdução à teoria de sistemas de energia elétrica. São Paulo: McGraw-Hill 
do Brasil, 1976.
ENGIE. Estrutura institucional do setor elétrico. [201-?]. Disponível em: <http://www.
engieenergia.com.br/wps/portal/internet/negocios/conheca-o-mercado-de-energia/
estrutura-institucional-do-setor-eletrico>. Acesso em: 27 jul. 2018.
FERRAZ, R. T.; CODICEIRA, A. Diversificação da matriz de energias renováveis no Brasil: 
o desenvolvimento das novas fontes de 2010 a 2016. Revista de Engenharia e Pesquisa 
Aplicada, v. 2, n. 4, p. 110-117, 2017.
GLOVER, J. D.; SARMA, M. S. Sistemas de potência: análise e desenho. 3. ed. São Paulo: 
Thomson, 2003.
GOMES, A., C. D. et al. O setor elétrico. 2002. (BNDES 50 anos: histórias setoriais). Disponível 
em: <https://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/
Arquivos/conhecimento/livro_setorial/setorial14.pdf>. Acesso em: 27 jul. 2018.
HUNT, J.; FREITAS, M.; PEREIRA JÚNIOR, A. Aumentando a capacidade de armazenamento 
energético do Brasil. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANEJAMENTO ENERGÉTICO, 
9., 2014, Florianópolis. Anais eletrônicos... Disponível em: <www.eletronorte.gov.br/.../
Aumentando_Capacidade_Armazenamento_Energetico_Br...>. Acesso em: 27 jul. 2018.
STEVENSON JR, W. D. Elementos de análise de sistemas elétricos de potência. São Paulo: 
McGraw-Hill do Brasil, 1986.
Leitura recomendada
ABREU, Y. V. de; OLIVEIRA, M. A. G. de; GUERRA, S. M.-G. Energia, sociedade e meio am-
biente. [s.l.]: Ed. dos autores, 2010.
17Sistemas elétricos de potência
 
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
DICA DO PROFESSOR
De um lado, tem-se as usinas, que utilizam diversas fontes primárias, como água, carvão, 
biomassa, petróleo, vento ou sol. Do outro, estão os consumidores, que utilizam a energia com 
total liberdade e flexibilidade de horários, com qualidade garantida pelos órgãos regulatórios e 
pagando tarifas pré-estabelecidas. 
Nesta Dica do Professor, você vai conhecer mais sobre as novas formas de geração do sistema 
elétrico brasileiro. É essencial compreender essas tendências, pois o mercado está em constante 
evolução.
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EXERCÍCIOS
1) A estrutura organizacional do sistema elétrico de potência brasileiro é formadapor 
diversos órgãos e instituições responsáveis pela sua organização, regulação, 
coordenação, operação e planejamento. A Agência Nacional de Energia Elétrica 
(ANEEL) é responsável pela parte de:
A) Planejamento da expansão do sistema elétrico de potência.
B) Regulação e fiscalização do sistema elétrico de potência.
C) Operação do sistema elétrico de potência.
D) Documentação de contratos de comercialização de energia elétrica.
E) Realização de estudos relacionados ao Sistema Elétrico de Potência.
2) O Sistema Interligado Nacional (SIN) interliga mais de 98% do sistema elétrico 
brasileiro e, logicamente, tem uma grande dimensão. Por isso, a ANEEL categoriza o 
Sistema Elétrico de Potência em dois níveis, sendo eles:
A) Nível de geração e nível de distribuição.
B) Nível de fiscalização e nível de operação.
C) Nível de planejamento e nível de proteção.
D) Nível de distribuição e nível de transmissão.
E) Nível de distribuição e nível de consumo.
3) O setor elétrico brasileiro atual é caracterizado por:
A) Uma empresa pública operada única e exclusivamente pelo Estado.
B) Os setores de transmissão, distribuição e geração são coordenados pelo mesmo órgão.
C) Empresas públicas e privadas, coordenadas por agências regulatórias, operando com 
segregação das atividades de geração, transmissão e distribuição.
D) Um sistema completamente radial, principalmente em nível de distribuição.
E) Uma matriz energética baseada em combustíveis fosseis.
4) O sistema responsável por interligar os consumidores às centrais geradoras, bem 
como os subsistemas Sul, Sudeste/Centro-Oeste, Norte e Nordeste é o:
A) Sistema de geração.
B) Sistema de distribuição.
C) Sistema de transmissão.
D) Sistema de manutenção.
E) Sistema de interligação.
5) Os quatro tipos de configuração das redes de distribuição são:
A) Aérea convencional, compacta, aérea isolada e subterrânea.
B) Aérea convencional, subterrânea compacta, subterrânea isolada e subterrânea.
C) Aérea diferenciada, subterrânea compacta, aérea isolada e subterrânea.
D) Aérea em CC, compacta em CC, aérea isolada em CC e subterrânea em CC.
E) Aérea convencional em CA, compacta, aérea isolada em CA e subterrânea.
NA PRÁTICA
Na Prática, existem dois mercados de energia no Brasil: o mercado livre e o mercado cativo. Se 
você for um engenheiro empreendedor e quiser investir na construção de pequenas centrais 
hidrelétricas para gerar e vender energia, deve estar atento às regras de comercialização desse 
mercado. Além disso, como a geração distribuída está em ascensão no Brasil, as resoluções 
normativas estão em constante atualização.
O mercado cativo é aquele em que se enquadram as residências, os pequenos comércios e 
as pequenas indústrias; é onde operam as concessionárias distribuidoras de energia. 
O consumidor cativo é aquele que não tem autonomia para negociar livremente a sua energia 
com os geradores. O mercado livre é onde acontece a comercialização de energia elétrica com 
livre negociação. Ao contrário do mercado cativo, onde o preço da energia é regulado, no 
mercado livre, o que faz o preço da energia é o mercado e a negociação entre os agentes 
envolvidos.
Todo investimento está sujeito a um risco, mas você pode reduzir o seu estando seguro de quem 
pode ser o seu cliente, quais são os seus direitos e quais são as suas obrigações perante a lei.
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SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
ONS
O site do Operador Nacional do Sistema possui diversas informações sobre o sistema de 
transmissão monitorado por ele, bem como seu planejamento de expansão.
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Instalações elétricas de uma residência
APRESENTAÇÃO
Na elaboração de um projeto de uma instalação elétrica residencial, é necessário o conhecimento 
prévio sobre determinados pontos que compõem essa instalação, como equipamentos, aparelhos 
e dispositivos elétricos, a potência instalada e os dispositivos de proteção para o sistema. Para 
isso, é preciso ter bem claro os seus conceitos e as suas aplicações, de acordo com as normas 
técnicas vigentes. Tendo esses conhecimentos, é possível, então, partir para a próxima etapa, 
que é a elaboração de um projeto de instalações elétricas residenciais.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender a conceituar os componentes de uma 
instalação elétrica residencial, aplicar os conceitos relacionados às normas para projeto de 
instalações elétricas de baixa tensão e elaborar um projeto de instalações elétricas residenciais.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Conceituar os componentes de uma instalação elétrica residencial.•
Aplicar os conceitos relacionados às normas para projeto de instalações elétricas de baixa 
tensão.
•
Elaborar um projeto de instalações elétricas residenciais.•
DESAFIO
Quando são realizadas atividades na área de instalações elétricas residenciais, é importante o 
conhecimento sobre os símbolos gráficos utilizados. Esse item se torna necessário, uma vez que 
a instalação é executada por meio da utilização de esquemas elétricos (também denominados de 
diagramas elétricos). 
Os esquemas podem ser do tipo unifilar ou multifilar. O unifilar representa o circuito elétrico de 
forma simplificada, identificando os tipos e o número de condutores por meio de uma única 
linha. Já os esquemas multifilares representam os condutores elétricos de um sistema que 
realiza a conexão dos componentes. Nesse caso, são apresentadas todas as conexões de um 
projeto elétrico, sendo possível a visualização da distribuição de cargas e as suas conexões. 
Geralmente, nos diagramas multifilares são representados barramentos, quadros de distribuição, 
circuitos terminais e aterramento.
Para o seu melhor desenvolvimento na atividade, essa instalação será executada em etapas e, por 
isso, você deverá, primeiramente, elaborar o diagrama da instalação.
Baseado nesse contexto, faça as seguintes atividades:
Etapa 1: elabore o diagrama elétrico do circuito referente a um interruptor simples e uma 
lâmpada (L1).
Etapa 2: acrescente ao circuito anterior uma tomada.
Etapa 3: coloque uma lâmpada (L2) em paralelo com L1. O acionamento da L2 se dará por meio 
do mesmo interruptor de L1.
Etapa 4: adicione uma terceira lâmpada (L3), porém esta deverá ser acionada por meio de um 
interruptor em paralelo.
Etapa 5: finalmente, instale uma lâmpada fluorescente com o acionamento por meio de um 
interruptor simples.
INFOGRÁFICO
Quadro de distribuição (QD) é o local onde se concentra a distribuição de todos os circuitos de 
uma instalação elétrica. Neles estão os dispositivos de controle e proteção dos circuitos, como os 
disjuntores termomagnéticos (DTM) e os disjuntores diferenciais residuais (DR). O quadro de 
distribuição recebe os condutores que vêm do medidor e, dele, partem os circuitos terminais que 
vão alimentar diretamente os circuitos de iluminação, tomadas e aparelhos elétricos da 
instalação. Esses circuitos são constituídos, normalmente, de quadros fixados à parede, 
sobrepostos ou embutidos. O QD, também conhecido como quadro de luz (QL), é composto dos 
seguintes elementos: disjuntor geral, barramentos de interligação das fases, disjuntores dos 
circuitos terminais, barramento de neutro e barramento de proteção (terra).
No Infográfico a seguir, você vai ver a classificação dos disjuntores em relação ao tipo de 
proteção e ao número de polos. 
CONTEÚDO DO LIVRO
Hoje, a eletricidade é um elemento permanente na vida de todos. Dentro de ambientes 
residenciais, comerciais e industriais, há a necessidade da energia elétrica. Porém, essa mesma 
energia que traz tantos benefícios pode ocasionar incêndios ou, então, um choque elétrico, que 
pode ser fatal. 
 
Para que isso não ocorra, é necessário conhecer os componentesde uma instalação 
elétrica, com as suas especificações e normas pertinentes, para saber utilizá-los de forma 
adequada e segura. 
No capítulo Instalações Elétricas de uma residência, da obra Projeto de Instalações Elétricas, 
você irá conhecer os componentes de uma instalação elétrica residencial, saber quais as normas 
que são aplicadas e entender como é realizada a elaboração de um projeto elétrico residencial.
PROJETO DE 
INSTALAÇÕES 
ELÉTRICAS
Gerson Paz Teixeira
Instalações elétricas 
de uma residência
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Conceituar os componentes de instalação elétrica residencial.
 � Aplicar os conceitos de eletricidade relacionados às normas para 
projeto de instalação elétrica em baixa tensão.
 � Elaborar um projeto de instalação elétrica residencial.
Introdução
As instalações elétricas residenciais são compostas por diversos elementos, 
que vão desde condutores básicos em qualquer instalação até dispositivos 
de automação, aplicados em instalações mais complexas. O conhecimento 
desses elementos e de sua forma correta de utilização é necessário aos 
projetistas para garantir instalações confortáveis e seguras a seus usuários.
As normas técnicas apresentam os critérios mínimos de segurança 
e funcionalidade que uma residência deve apresentar, mas é necessário 
um prévio conhecimento dos conceitos relacionados à eletricidade, 
para que a interpretação da norma seja realizada corretamente durante 
a execução de um projeto elétrico.
Neste capítulo, você aprenderá a conceituar os componentes de 
uma instalação elétrica residencial, aplicar os conceitos de eletricidade 
relacionados às normas para projeto de instalações elétricas em baixa 
tensão e elaborar um projeto de instalação elétrica residencial.
Componentes de instalação elétrica residencial
O sistema elétrico predial permite o abastecimento da energia elétrica no inte-
rior das residências e é composto por um conjunto de dispositivos e elementos, 
que podem ser classificados em: dispositivos de proteção, dispositivos de 
comando da iluminação, condutores de corrente elétrica, tomadas de corrente e 
pontos de iluminação. Esses elementos precisam ser dimensionados conforme 
os requisitos mínimos da norma ABNT NBR 5410:2004, para evitar falhas 
técnicas ou de segurança. 
A seguir, são apresentados os componentes de uma instalação elétrica 
residencial.
Interruptores
Segundo Gebran e Rizzato (2017), o interruptor é o equipamento responsável 
por estabelecer e interromper a corrente elétrica em um circuito elétrico. Com 
relação aos interruptores utilizados em instalações elétricas residenciais para 
o comando de iluminação, existem os tipos a seguir:
 � simples de uma seção — um interruptor comanda um único ponto de 
iluminação;
 � simples de duas sessões ou interruptor duplo — um interruptor comanda 
simultaneamente dois pontos de iluminação;
 � interruptor paralelo, popular three-way — dois interruptores comandam, 
a partir de dois pontos diferentes, um mesmo ponto de iluminação;
 � interruptor intermediário, popular four-way — instalado entre dois 
interruptores paralelos, permite o controle de um mesmo ponto de 
iluminação por mais de dois pontos.
A Figura 1, a seguir, apresenta os diagramas de ligação dos interruptores 
utilizados em instalações elétricas residenciais, considerando a instalação de 
uma lâmpada halógena ligada em 127 V entre fase (F) e neutro (N).
Instalações elétricas de uma residência2
Figura 1. Diagrama multifilar de ligação de interruptores residenciais para o comando de 
iluminação.
Outros dispositivos de comandos de iluminação podem ser encontrados no Capítulo 8 
da obra Instalações Elétricas Prediais (GEBRAN; RIZZATO, 2017), como relé fotoelétrico, 
sensor de presença, minuteria, dimmer e relé de impulso.
3Instalações elétricas de uma residência
Tomadas de corrente
Segundo Gebran e Rizzato (2017), as tomadas são componentes utilizados 
para possibilitar o fornecimento de eletricidade para um equipamento, sendo 
as mais comuns em uso residencial as que fornecem a alimentação monofásica, 
127 V, ou bifásica, 220 V. 
Na Figura 2, a seguir, está apresentada a forma de ligação de uma tomada 
de corrente, baseada no novo padrão de tomadas, conforme a ABNT NBR 
14136:2012, entre uma fase 01 e o neutro, 127 V, ou entre a fase 01 e a fase 
02, 220 V, com o condutor de proteção (PE).
Figura 2. Ligação de uma tomada de corrente.
Pontos de iluminação
Os pontos de iluminação em uma residência são os locais onde são instaladas 
as lâmpadas. Para instalação das lâmpadas é necessária a utilização de um 
receptáculo, que é um adaptador para ligação delas. Os receptáculos são po-
pularmente conhecidos como “bocais”, sendo o modelo E27 o mais utilizado 
em instalações elétricas residenciais.
Instalações elétricas de uma residência4
Condutores elétricos
Os condutores elétricos devem conduzir a corrente elétrica do ponto de alimen-
tação até o componente a ser energizado. Podem ser fabricados em diversos 
materiais condutores, sendo o cobre e o alumínio os mais utilizados — desses 
dois, o cobre ainda mais, devido à sua alta capacidade de condução de corrente 
elétrica.
Apesar de a norma citar outras formas de isolação dos condutores elétricos, 
eles devem ser isolados com policloreto de vinila (PVC), já que esse isolante 
possui building wire flame (BWF), que é a proteção do condutor contra a pro-
pagação de chamas — requisito obrigatório segundo a ABNT NBR 5410:2004. 
As cores dos condutores também são padronizadas pela norma ABNT NBR 
5410:2004, sendo: azul-claro para condutor neutro e verde-amarela ou verde 
para condutor de proteção (PE). A cor dos condutores de fase e de comando 
não são normalizadas, mas normalmente utilizadas as cores: vermelho, para 
primeira fase e amarelo, preto ou branco, para segunda fase ou comando de 
iluminação.
Dispositivos de proteção
De acordo com Gebran e Rizzato (2017), os dispositivos de proteção são 
componentes inseridos nos circuitos elétricos com o objetivo de interromper a 
circulação da corrente em caso de alguma anomalia. Para cada tipo de defeito, 
existe um dispositivo de proteção adequado. As anomalias mais comuns em 
instalações elétricas residenciais são: curto circuito, sobrecarga, sobretensão 
e fugas de corrente — cabendo aos disjuntores termomagnéticos (DTM), dis-
positivos de proteção contra surtos de tensão (DPS) e dispositivos de proteção 
diferencial residual (DR) as respectivas proteções. 
O DTM é um dispositivo eletromecânico que garante a proteção dos con-
dutores elétricos e equipamentos ligados à sua jusante contra correntes de 
sobrecargas ou correntes de curto-circuito. Garantem, também, a manobra 
do circuito elétrico para realização de uma eventual manutenção. 
5Instalações elétricas de uma residência
O DPS garante a proteção dos equipamentos elétricos contra surtos de 
tensão, como os raios. Esses surtos de tensão podem eventualmente quei-
mar os aparelhos elétricos e eletrônicos de uma residência quando o valor 
deles ultrapassa os limites do equipamento. São instalados geralmente nos 
quadros de distribuição, sendo necessário um DPS para cada fase e um para 
o neutro, mas existem modelos que podem ser conectados localmente direto 
nos equipamentos. 
O DR assegura a proteção de pessoas e animais em choques elétricos 
por contato indireto que acontecerem com fluxo de corrente para terra. Por 
norma, esses dispositivos devem ser instalados no quadro de distribuição e 
proteger todos os ambientes úmidos da casa, como: cozinhas, banheiros, áreas 
de serviço, e locais análogos.
Esses dispositivos de proteção são de instalação obrigatória, conforma a 
norma ABNT NBR 5410:2004. A Figura 3 apresenta um quadro de distribuição, 
em que estão instalados os três dispositivos de proteção. 
Figura 3. Quadro de distribuição completo com os dispositivos de proteção.
Fonte: Adaptada de Clamper (2017, documento on-line).Dispositivo de proteção
contra surtos (DPS)
Disjuntores
termomagnéticos monopolares
Dispositivo de
proteção contra
correntes residuais (DR)
Instalações elétricas de uma residência6
A unificação desses componentes e elementos forma uma instalação elé-
trica. Essas instalações e a conexão dos componentes podem ser representadas 
por diagramas multifilares ou unifilares. Os multifilares são mais didáticos 
que a representação unifilar, porém menos utilizados devido ao seu tamanho, 
não sendo possível desenhá-los em uma planta baixa de uma residência. Já 
os unifilares são mais utilizados em plantas baixas, porém um pouco mais 
complexos, exigindo um maior conhecimento dos profissionais envolvidos 
no projeto elétrico. 
A Figura 4, a seguir, está apresentado um diagrama multifilar de alguns 
componentes instalados em um cômodo de uma residência. Note que as co-
nexões estão todas representadas, sendo possível a visualização de todos os 
detalhes do projeto. 
Figura 4. Diagrama multifilar de uma instalação elétrica residencial.
Já na Figura 5, vemos o diagrama unifilar dessa mesma instalação, com 
os elementos representados por símbolos e as conexões não mais visíveis, 
exigindo maior capacidade de interpretação.
7Instalações elétricas de uma residência
Figura 5. Diagrama unifilar de uma instalação elétrica residencial.
Para realizar um projeto elétrico residencial de baixa tensão, é necessário 
definir a quantidade de pontos de iluminação, de tomadas de corrente e dispo-
sitivos de proteção, distribuir esses elementos pela planta baixa da residência 
e criar o diagrama unifilar da instalação. Além disso, esses dispositivos pre-
cisam ser dimensionados, sendo necessários alguns conceitos importantes de 
eletricidade, que serão abordados a seguir.
Conceitos de eletricidade relacionados às 
normas para projeto de instalação elétrica 
em baixa tensão
Os dispositivos de proteção instalados em um quadro de distribuição precisam 
ser dimensionados conforme os condutores elétricos utilizados na instalação, 
os quais devem ser dimensionados conforme a corrente consumida pelos 
equipamentos ligados no circuito. Logo, vemos que o dimensionamento de 
uma instalação elétrica está interligado.
Instalações elétricas de uma residência8
Para conhecer a corrente consumida por um equipamento, é necessário 
saber sua potência elétrica e seu nível de tensão elétrica. Além desses dois 
fatores, equipamentos ligados em tensões alternadas apresentam fator de 
potência, e suas correntes elétricas de funcionamento podem ser definidas 
pela seguinte equação:
onde: 
 � P é a potência elétrica do equipamento, em Watts (W);
 � U é a diferença de potencial (tensão) do equipamento, em Volts (V);
 � FP é o fator de potência do equipamento elétrico, que não possui unidade;
 � I
B
 é a corrente elétrica consumida pelo equipamento, em Ampères (A).
A corrente elétrica consumida por um equipamento deve ser corrigida para 
utilização no cálculo de projetos elétricos, por dois fatores que dependem da 
forma com que foram distribuídos os condutores na planta elétrica, sendo eles: 
o fator de correção de temperatura (FCT) e o fator de correção de agrupamento 
(FCA). Sendo assim, a corrente corrigida é determinada pela equação:
Os valores de FCT e FCA são definidos pelas tabelas 40 e 42 da norma ABNT NBR 
5410:2004, respectivamente. 
9Instalações elétricas de uma residência
Conhecendo a corrente corrigida, é possível calcular a área de seção trans-
versal de um condutor elétrico, conhecida como bitola de um condutor. Ela 
é definida em função da corrente elétrica corrigida, da queda de tensão que 
esse condutor apresentará devido ao aquecimento do cabo, está diretamente 
relacionada com o comprimento do condutor e o material do condutor, e sua 
área de seção transversal, então, pode ser definida pela seguinte equação:
onde:
 � S
C
 é a área de seção transversal do condutor, em milímetros quadrados 
(mm²);
 � I
C
 é a corrente corrigida da instalação, em Ampères (A);
 � l é o comprimento do condutor elétrico desde a fonte até a carga, em 
metros (m);
 � U é a tensão elétrica do circuito, em Volts (V);
 � ∆V é a máxima queda de tensão permitida, definida pelo item 6.2.7 da 
ABNT NBR 5410:2004;
 � 2 é uma constante para circuitos monofásicos e bifásicos — em caso de 
circuitos trifásicos, essa constante deve ser substituída por √3;
 � 56 é a constante para resistividade do cobre a 20°C, em (Ω∙mm²/m).
A área de seção transversal dos condutores que conduzirão a corrente 
elétrica do quadro medidor até o quadro de distribuição é calculada com 
base na potência demandada pela instalação elétrica, que leva em conside-
ração a possibilidade de não simultaneidade no funcionamento das cargas. 
Por exemplo, em um circuito de iluminação, nem todas as lâmpadas estarão 
acesas ao mesmo tempo. 
A determinação dos fatores de demanda exige o conhecimento detalhado 
da instalação considerada, bem como experiência quanto às condições de 
funcionamento e de utilização dos equipamentos, ou pode-se utilizar as tabelas 
fornecidas pelas concessionárias de energia elétrica como orientação básica.
Instalações elétricas de uma residência10
A Companhia Energética de Minas Gerais S.A. (CEMIG, 2017) apresenta, 
em sua norma de distribuição ND 5.1, uma forma simplificada de realizar o 
cálculo de demanda, sendo ele adaptado para residências:
D = a + b + c + d kVA
onde:
 � a é demanda referente à iluminação e às tomadas;
 � b é demanda relativa aos aparelhos eletrodomésticos e de aquecimento;
 � c é a demanda dos aparelhos condicionadores de ar;
 � d é demanda de motores elétricos. 
Todas as informações sobre o fator de demanda e as tabelas para o cálculo de cada 
demanda individual determinadas pela norma ND 5.1 da CEMIG (2017) podem ser 
vistas no Capítulo 5 da Norma, disponível no link a seguir.
https://qrgo.page.link/gW3Xw
A potência demandada é definida em forma de potência aparente, que é a 
soma vetorial das potências ativas e reativas da instalação. A potência aparente 
de qualquer equipamento pode ser calculada por meio da utilização da potência 
ativa do equipamento e de seu fator de potência, sendo descrita pela equação:
onde: 
 � S
e
 é a potência aparente do equipamento, em Volt-Ampère (VA);
 � P
e
 é a potência elétrica do equipamento, em Watts (W);
 � FP é o fator de potência do equipamento elétrico, que não possui unidade.
11Instalações elétricas de uma residência
Unificando os conceitos sobre os componentes de uma instalação e os 
conceitos elétricos envolvidos em um projeto, é possível realizar o projeto 
elétrico de uma residência. 
Projeto de instalação elétrica residencial
O projeto elétrico deve basear-se nos conceitos descritos nas normas técnicas, 
para garantir aos usuários das instalações elétricas condições seguras de utili-
zação e conforto e, para máquinas e equipamentos, proteção contra eventuais 
falhas que possam ocorrer.
Segundo Mamede Filho (2017), um projeto elétrico deve conter os seguintes 
dimensionamentos básicos: 
 � previsão de cargas; 
 � demanda provável; 
 � divisão de circuitos; 
 � dimensionamento de condutores; 
 � dimensionamento de eletrodutos; 
 � dimensionamento de dispositivos de proteção.
É necessário desenvolver um memorial de cálculo do projeto e, também, 
um descritivo, apresentando a descrição dos materiais a serem utilizados, 
as etapas do projeto a serem seguidas e indicação do uso correto dos equipa-
mentos e componentes.
O projeto elétrico deve ainda ter uma planta baixa da residência, onde 
constam as informações de localização correta dos quadros, dos interrupto-
res, das tomadas e de todos equipamentos a serem instalados, percursos dos 
eletrodutos necessários e identificação dos condutores que alimentarão os 
circuitos terminais da instalação elétrica.
A apresentação do conteúdo de como executar um projeto elétrico será 
diretamente relacionada ao exemplo de residência da Figura 6, a seguir. 
Já todos os cálculos e as informações serãobaseados nesse projeto. Para 
o cálculo do ramal de entrada, será utilizada a planta de situação apresentada 
na Figura 7.
Instalações elétricas de uma residência12
Figura 6. Planta baixa da residência utilizada como modelo de projeto.
Figura 7. Planta de situação da residência.
13Instalações elétricas de uma residência
Previsão de cargas
Na norma ABNT NBR 5410:2004, em sua subseção 9.5, há prescrições apli-
cáveis especificamente a locais utilizados como habitação, compreendendo, 
assim, as unidades residenciais como um todo. Conforme o item 9.5.2 dessa 
subseção, em cada cômodo ou dependência, deve ser previsto pelo menos 
um ponto de iluminação fixo no teto ou em parede para locais de pequenas 
dimensões, comandado por interruptor e com potência prevista conforme os 
critérios apresentados a seguir.
 � Em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m², deve 
ser prevista uma carga mínima de 100 VA.
 � Em cômodo ou dependências com área superior a 6 m², deve ser prevista 
uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m², acrescida de 
60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros.
Ainda conforme o item 9.5.2 da subseção 9.5 da norma, o número de pon-
tos de tomada deve ser determinado em função da destinação do local e dos 
equipamentos elétricos que podem ser ali utilizados. Os critérios simplificados 
para o número mínimo de pontos de tomadas de uso geral (TUE), conforme 
a ABNT NBR 5410:2004, estão listados a seguir.
 � Em banheiros, deve ser previsto, pelo menos, um ponto de tomada, 
próximo ao lavatório, a, no mínimo, 60 cm do box;
 � em cozinhas, copas, área de serviço, lavanderias e locais análogos, 
deve ser previsto, no mínimo, um ponto de tomada para cada 3,5 m, 
ou fração, de perímetro;
 � em varandas, deve ser previsto, pelo menos, um ponto de tomada;
 � em salas e dormitórios, deve ser previsto, pelo menos, um ponto de 
tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro, espaçados tão unifor-
memente quanto possível;
 � em cada um dos demais cômodos e das dependências de habitação, 
devem ser previstos, pelo menos um ponto de tomada, se a área do 
cômodo for igual ou inferior a 6 m².
A potência a ser atribuída a cada ponto de tomada é definida em função 
dos equipamentos que ele poderá vir a alimentar, e não deve ser inferior aos 
valores listados a seguir.
Instalações elétricas de uma residência14
 � Em banheiros, cozinhas, copas, áreas de serviço, lavanderias e locais 
análogos, no mínimo, 600 VA por ponto de tomada, até três pontos, e 
100 VA por ponto para os excedentes, considerando-se cada um desses 
ambientes separadamente;
 � nos demais cômodos ou nas dependências, no mínimo, 100 VA por 
ponto de tomada.
Para finalizar o levantamento de cargas, é necessário considerar as especiais, 
que são cargas cuja potência é elevada e demanda instalação de tomadas de 
corrente de uso específico (TUE). São consideradas cargas especiais: aquece-
doras, ar condicionado, fornos, entre outros. Para essas cargas, deve-se verificar 
o tipo de carga, a potência, a corrente e a tensão à qual a carga será submetida. 
Considerando os critérios descritos para iluminação, tomadas de uso geral 
e inserção das cargas especiais no projeto, apresentamos o levantamento final 
de cargas no Quadro 1, a seguir.
A potência instalada total da residência é calculada em Quilowatts. Dessa 
forma, as cargas apresentadas em Volt-Ampère precisam ser convertidas por 
meio do fator de potência. A ND 5.1 da CEMIG (2017) indica a utilização de 
fator de potência médio de 0,92 para cargas de TUG e de iluminação. O valor 
da potência total instalada é a soma de todas as cargas da residência, sendo:
P
I
 = (500 × 0,92) + (4.600 × 0,92) + 8.500 = 13.192,0 W ou 13,19 kW
Ainda de acordo com a ND 5.1, consumidores que possuam carga instalada 
entre 10 kW e 15 kW devem ser atendidos por fornecimento bifásico a três 
fios, possuindo, assim, em sua residência, dois níveis de tensão 127 V (fase-
-neutro) e 220 V (fase-fase). 
O tipo de fornecimento de energia elétrica é determinado pelas concessionárias de 
energia de cada região. Verifique as normas de distribuição da concessionária da sua.
15Instalações elétricas de uma residência
C
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Instalações elétricas de uma residência16
Após realizada a previsão de cargas, essas podem ser distribuídas pela planta 
baixa, seguindo os critérios anteriormente mencionados. Essa tarefa conta 
com a expertise do projetista e pode ser realizada com base nas preferências 
do proprietário da residência.
Nessa etapa, escolhe-se o local para instalação do quadro de distribuição 
e deve-se atentar a duas observações: quadros de distribuição devem ser 
instalados em locais visíveis de fácil acesso, não podendo estar atrás de ar-
mários ou escondidos em dispensas; escolha um lugar onde a economia com 
os condutores de maior seção reta transversal seja possível — os condutores 
de maior seção em uma instalação residencial ficam nos circuitos de chegada 
do padrão e no circuito do chuveiro.
A altura de instalação das tomadas de corrente deve ser selecionada con-
forme o local de instalação. Em locais como banheiros, cozinhas, copas, áreas 
de serviço, lavanderias e locais análogos, deve-se utilizar tomadas médias, 
1,4 m do piso, e nos demais cômodos da residência, tomadas baixas, 30 cm 
do piso. As tomadas altas, 2,2 m do piso, são definidas pela necessidade das 
cargas, como no caso do chuveiro.
Cálculo da potência demandada
Para realizar o cálculo da potência demandada, será utilizado o critério esta-
belecido pela norma ND 5.1 da CEMIG (2017). Os fatores de demanda, assim 
como os de potência, foram utilizados conforme recomendado pela norma, 
ficando assim definido:
a = (500 × 0,86) + (4.600 × 0,68) = 3.558,0 VA
b
1
 = 6.000 × 1 × 1 = 6.000,0 VA
b
4
 = (1.000⁄0,92) × 1 = 1.086,9 VA
b
5
 = (1.500⁄0,92) × 1 = 1.630,4 VA
D = 3.558 + 6.000 + 1.086,9 + 1.630,4 = 12.275,3 VA ou 12,28 kVA
onde: 
 � a é a demanda referente à iluminação e às tomadas;
 � b
1
 são chuveiros, torneiras e cafeteiras elétricas;
 � b
4
 são máquinas de lavar e secar roupas, máquinas de lavar louça e 
ferro elétrico;
 � b
5
 são os demais aparelhos (TV, micro-ondas, ventilador, geladeira, 
freezer, etc.).
17Instalações elétricas de uma residência
O circuito que interliga o quadro medidor ao quadro de disjuntores da 
residência em estudo contém uma corrente elétrica determinada conforme 
demonstrada pela equação:
Agora, é preciso definir os circuitos do quadro de distribuição da residência. 
Para isso, existem diversos critérios de divisão de circuitos, vistos a seguir.
Divisão de circuitos
A norma ABNT NBR 5410:2004 prevê, no seu item 9.5.3, a divisão da instalação 
em circuitos elétricos residenciais com o objetivo de não superdimensionar 
cabos e evitar a elevada queda de tensão. Isso porque, se colocarmos muitos 
aparelhos em um único circuito e ligarmos o ultimo equipamento, há a pos-
sibilidade de não ter tensão suficiente para o alimentar.
A norma ABNT NBR 5410:2004 estipula que a instalação deve ser dividida 
em tantos circuitos quantos necessários, devendo cada um ser concebido de 
forma a poder ser seccionado sem risco de realimentação inadvertida através 
de outro circuito, atendendo a critérios de segurança, conservação de energia, 
funcionalidadeda instalação, de produção e de manutenção.
A divisão dos circuitos de uma instalação residencial deve ser realizada 
conforme os critérios adaptados da ABNT NBR 5410:2004 e apresentados 
a seguir.
 � Circuito deve ser independente para todo ponto de utilização em que seja 
previsto alimentar equipamentos com corrente nominal superior a 10 A.
 � Os pontos de tomada de cozinhas, copas, áreas de serviço, lavanderias 
e locais análogos devem ser atendidos por circuitos exclusivamente 
destinados à alimentação de tomadas desses locais.
 � Circuitos terminais distintos devem ser previstos para pontos de ilu-
minação e pontos de tomada.
 � Em locais de habitação, admite-se, como exceção à regra anterior, que 
pontos de tomada — exceto aqueles para equipamentos com mais de 
10 A — e pontos de iluminação possam ser alimentados por circuito 
Instalações elétricas de uma residência18
comum, desde que as seguintes condições sejam simultaneamente 
atendidas:
 ■ a corrente de projeto (I
B
) do circuito comum (iluminação mais to-
madas) não deve ser superior a 16 A;
 ■ os pontos de iluminação não sejam alimentados, em sua totalidade, 
por um só circuito, caso esse circuito seja comum (iluminação mais 
tomadas); 
 ■ os pontos de tomadas não sejam alimentados, em sua totalidade, 
por um só circuito, caso esse circuito seja comum (iluminação mais 
tomadas).
Sendo assim, a planta modelo apresentará os dados mostrados no Quadro 2, 
a seguir.
Circuito Tipo Cômodo
Potência 
(VA)
Tensão 
(V)
Corrente 
(I
B
)
1 Ilumi-
nação
 � Cozinha
 � Hall
 � Banho
 � Quarto
 � Área de serviço
500 VA 127 V 3,94 A
2 TUG Hall
Quarto
400 VA 127 V 3,15 A
3 TUG Cozinha 1.800 VA 127 V 14,17 A
4 TUG Área de serviço 1.800 VA 127 V 14,17 A
5 TUG Banho 600 VA 127 V 4,72 A
6 TUE Cozinha 1.086,95 VA 127 V 8,55 A
7 TUE Área de serviço 1.630,43 VA 127 V 12,84 A
8 TUE Banho 6.000 VA 220 V 27,27 A
9 GERAL - 12.275,3 VA 220 V 55,69 A
Quadro 2. Divisão de circuitos conforme critérios da norma na residência objeto de es-
tudo
19Instalações elétricas de uma residência
Com os circuitos divididos respeitando os critérios da ABNT NBR 
5410:2004, é necessário distribuí-los pela planta baixa da residência antes 
de realizar o cálculo da área de seção transversal dos condutores, já que esse 
cálculo depende da distribuição dos condutores pela planta baixa. 
Ao realizar a distribuição dos eletrodutos, deve-se evitar a passagem de 
eletrodutos por amarrações de paredes, pilares ou vigas. Outra observação 
importante durante a realização do projeto elétrico é que eletrodutos não devem 
cruzar-se em paredes ou lajes, executar curvas superiores a 90º e, para cada 
15 metros de eletroduto, em trechos não retilíneos, é necessária a instalação 
de uma caixa de passagem.
Em relação à distribuição dos condutores, se possível, sugere-se evitar 
a passagem de mais de três circuitos por um único eletroduto, fugindo da 
utilização de eletrodutos com diâmetro muito grande.
Dimensionamento de condutores
Os condutores elétricos devem conduzir, sem problemas, as correntes elétricas 
dos equipamentos a eles ligados. Para definição dos condutores elétricos de 
uma instalação elétrica residencial, conforme a ABNT NBR 5410:2004, o 
condutor deve atender, no mínimo, aos critérios apresentados a seguir.
 � A capacidade de condução de corrente dos condutores, conforme a tabela 
36 da ABNT NBR 5410:2004, deve ser igual ou superior à corrente de 
projeto do circuito.
 � Os limites de queda de tensão devem ser de 4% para circuitos terminais 
e de 1% para o circuito que interliga o quadro medidor ao quadro de 
distribuição.
 � As seções mínimas devem ser de 1,5 mm² para iluminação e 2,5 mm² 
para tomadas.
Primeiramente, é preciso identificar a corrente elétrica de projeto. Para nossa 
planta-modelo, vamos considerar a temperatura ambiente média de 30°C e o 
fator de agrupamento dependendo do circuito analisado. Além disso, devemos 
considerar a pior condição apresentada pelo projeto: se, em um determinado 
eletroduto, o circuito for agrupado com outros dois, mas a situação não se 
repetiu, mesmo assim ela deve ser considerada. Então, para nossa planta, 
teremos conforme apresentado no Quadro 3.
Instalações elétricas de uma residência20
Circuito Corrente (I
B
) FCT FCA Corrente corrigida (I
C
)
1 3,94 A 1 0,7 5,63 A
2 3,15 A 1 0,8 3,93 A
3 14,17 A 1 0,7 20,24 A
4 14,17 A 1 0,7 20,24 A
5 4,72 A 1 0,8 5,90 A
6 8,55 A 1 0,7 12,21 A
7 12,84 A 1 0,7 18,34 A
8 27,27 A 1 1 27,27 A
9 55,69 A 1 1 55,69 A
Quadro 3. Corrente corrigida dos circuitos da residência objeto de estudo
Com a corrente de projeto, pode-se determinar os condutores pela capa-
cidade de condução de corrente. Consultando a tabela 33 da ABNT NBR 
5410:2004, definimos a forma de instalação dos cabos. Para projetos resi-
denciais, considera-se que os condutores são instalados em eletroduto de 
seção circular embutido em alvenaria, obtendo-se o método de referência de 
instalação B1.
Verificando na tabela 46 da ABNT NBR 5410:2004, encontramos o nú-
mero de condutores carregados; agora, consultando a tabela 36 da ABNT 
NBR 5410:2004 e de posse da corrente corrigida, do método referência da 
instalação e do número de condutores carregados, definimos a área de seção 
transversal do condutor.
Para o cálculo do condutor pela máxima queda de tensão, é preciso saber 
o comprimento do circuito terminal do quadro de distribuição até o ponto 
mais distante que ele deve alimentar. Para isso, é preciso medir diretamente na 
planta baixa da residência o comprimento do circuito. Depois disso, pode-se 
definir a área de seção transversal por meio da equação a seguir, já descrita 
anteriormente.
21Instalações elétricas de uma residência
Unificando os três métodos de dimensionamento dos condutores, a área de 
seção transversal dos condutores será aquela que apresentar maior área de seção 
transversal. Sendo assim, para o nosso modelo, teremos conforme o Quadro 4.
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1 2 0,5 mm² 9,4 m 4% 127 V 0,37 
mm²
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mm²
1,5 
mm²
2 2 0,5 mm² 9,9 m 4% 127 V 0,27 
mm²
2,5 
mm²
2,5 
mm²
3 2 2,5 mm² 6,9 m 4% 127 V 0,98 
mm²
2,5 
mm²
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mm²
4 2 2,5 mm² 8,7 m 4% 127 V 1,24 
mm²
2,5 
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2,5 
mm²
5 2 0,5 mm² 3,6 m 4% 127 V 0,15 
mm²
2,5 
mm²
2,5 
mm²
6 2 1,0 mm² 5,0 m 4% 127 V 0,43 
mm²
2,5 
mm²
2,5 
mm²
7 2 2,5 mm² 6,3 m 4% 127 V 0,81 
mm²
2,5 
mm²
2,5 
mm²
8 2 4,0 mm² 1,6 m 4% 220 V 0,18 
mm²
2,5 
mm²
4,0 
mm²
9 3 16,0 mm² 7,2 m 1% 220 V 6,51 
mm²
2,5 
mm²
16,0 
mm²
Quadro 4. Área de seção transversal dos condutores após aplicação dos critérios da nor-
ma
Instalações elétricas de uma residência22
Definido o condutor da fase, o condutor neutro deve ter a mesma seção. 
Além disso, a norma determina que o condutor neutro não pode ser comum 
a mais de um circuito. 
A área de seção transversal do condutor de proteção deve seguir a seguinte 
regra, apresentada no Quadro 5. 
Seção dos condutores 
de fase (mm²)
Seção mínima do condutor de 
proteção correspondente (mm²)
S ≤ 16 S
16 < S ≤ 35 16
S > 35 S/2
Quadro 5. Área de seção transversal mínima dos condutores de proteção conforme nor-
ma
Para saber mais sobre o dimensionamento de condutores, você pode consultar o 
Capítulo 5 da obra Instalações elétricas prediais (GEBRAN; RIZZATO, 2017), onde en-
contrará as tabelas da norma ABNT NBR 5410:2004 e demais informações sobre os 
condutores elétricos.
Definidas as seções de condutores e a quantidade de condutores agrupados 
em cada eletroduto, pode-se definir seu diâmetro nominal. 
23Instalações elétricas de uma residência
Dimensionamento de eletrodutos
Conforme a ABNT NBR 5410:2004, os eletrodutos de uma instalação elétricadevem ser dimensionados de tal forma que sua área útil de transversal seja 
capaz de suportar a passagem de todos os cabos neles agrupados, com uma taxa 
máxima de ocupação de 53% (no caso de um condutor), 31% (dois condutores) 
e 40% (três ou mais condutores).
O diâmetro interno mínimo necessário dos eletrodutos pode ser definido 
por meio da equação:
onde: 
 � D
I
 é o diâmetro interno mínimo do eletroduto;
 � d é o diâmetro externo dos condutores elétricos, considerando a camada 
isolante;
 � N é o número de condutores de uma mesma bitola, agrupados no 
eletroduto;
 � k é a taxa máxima de ocupação, conforme ABNT NBR 5410:2004 
(0,31 ou 0,4 ou 0,53).
O diâmetro externo dos condutores pode ser obtido pelo catálogo do fabri-
cante de cabos. O Quadro 6, a seguir, apresenta uma tabela das características 
dos cabos de cobre com isolação em PVC para tensões até 750 V, adaptada 
de um fabricante de cabos.
Instalações elétricas de uma residência24
Fonte: Adaptado de Sil (2019).
Quadro 6. Características dos cabos elétricos para instalações elétricas residenciais
Seção nominal 
do condutor 
(mm2)
Diâmetro 
nominal do 
condutor (mm)
Espessura 
nominal da 
isolação
Diâmetro 
nominal 
externo (mm)
0,5 0,9 0,6 2,1
0,75 1,1 0,6 2,3
1 1,2 0,6 2,4
1,5 1,5 0,7 2,9
2,5 2,0 0,8 3,4
4 2,4 0,8 4,0
6 2,9 0,8 4,5
10 3,9 1,0 5,9
16 5,0 1,0 7,0
25 6,5 1,2 8,8
35 7,5 1,2 9,9
O diâmetro comercial dos eletrodutos depende da espessura de cada um, 
mas, calculado o diâmetro interno, é possível verificar qual o nominal ao 
consultar o catálogo dos fabricantes. A Figura 8, a seguir, adaptada de um 
fabricante de eletrodutos, apresenta características de um eletroduto corrugado 
de PVC antichama.
Considerando a equação para o dimensionamento dos eletrodutos e as 
tabelas apresentadas, nossa residência modelo apresentará os resultados do 
Quadro 7.
25Instalações elétricas de uma residência
Figura 8. Características dos eletrodutos corrugados para instalações elétricas residenciais.
Fonte: Adaptada de Tigreflex (2015).
Condição de 
agrupamento
Número 
de cabos 
x área 
de seção 
transversal
Fator de 
agrupamento 
(k)
Diâmetro 
interno 
(DI)
Diâmetro 
comercial
1 9 × 2,5 mm² 0,4 16,1 25
2 6 × 2,5 
mm² + 4 x 
1,5 mm²
0,4 16,0 25
3 3 × 2,5 mm² 0,4 9,3 20
Quadro 7. Área de seção transversal dos condutores após aplicação dos critérios da nor-
ma
(Continua)
Instalações elétricas de uma residência26
Quadro 7. Área de seção transversal dos condutores após aplicação dos critérios da nor-
ma
Condição de 
agrupamento
Número 
de cabos 
x área 
de seção 
transversal
Fator de 
agrupamento 
(k)
Diâmetro 
interno 
(DI)
Diâmetro 
comercial
4 3 × 1,5 mm² 0,4 7,9 20
5 3 × 2,5 
mm² + 2 x 
1,5 mm²
0,4 11,3 25
6 3 × 2,5 
mm² + 3 x 
1,5 mm²
0,4 12,2 25
7 6 × 2,5 mm² 0,4 13,2 25
8 2 × 1,5 mm² 0,31 7,4 20
9 4 × 16,0 mm² 0,4 22,1 32
10 3 × 4,0 mm² 0,4 11,0 20
(Continuação)
Definidos os diâmetros dos eletrodutos, essa informação deve ser adicio-
nada à planta baixa do projeto, finalizando, assim, a execução dessa parte 
do projeto. A planta baixa completa da residência adotada como modelo é 
apresentada na Figura 9, a seguir.
27Instalações elétricas de uma residência
Figura 9. Planta baixa do projeto elétrico da residência adotada como modelo.
Estando a planta baixa concluída para finalizar o projeto, é necessário 
dimensionar os dispositivos de proteção e desenhar o digrama unifilar do 
quadro de distribuição.
Instalações elétricas de uma residência28
Dimensionamento de dispositivos de proteção
Os dispositivos de proteção são determinados para realizar as proteções exi-
gidas pela ABNT NBR 5410:2004: contra sobrecarga e curto-circuito, contra 
correntes de fuga e contra surtos de tensão. Cada dispositivo exige uma forma 
diferente de dimensionamento — por exemplo, os DTM são para proteção 
contra sobrecargas e curtos-circuitos — e são determinadas conforme as 
características de cada circuito. Sendo assim, deve conter no painel um DTM 
para cada circuito elétrico. As características a serem observadas conforme 
a ABNT NBR 5410:2004 são: corrente nominal (I
n
), corrente de atuação (I2) 
e curva de atuação. As equações para determinar as características nominais 
dos disjuntores são as seguintes:
I
b
 ≤ I
n
 ≤ I
Z
I2 ≤ 1,45 × IZ
onde:
 � I
b
 é a corrente de projeto, em Ampère (A);
 � I
n
 é a corrente nominal do disjuntor, em Ampère (A);
 � I
Z
 é a capacidade de condução de corrente dos condutores, em Ampère 
(A);
 � I2 é a corrente convencional de atuação dos dispositivos de proteção, 
em Ampère (A).
A determinação da curva de atuação do disjuntor depende do tipo de carga 
a ser protegida por ele, sendo:
 � curva de disparo magnético B — utilizada para circuitos resistivos, 
como chuveiros, lâmpadas incandescentes, etc.;
 � curva de disparo magnético C — utilizada para circuitos de iluminação 
fluorescente, tomadas, pequenos motores e aplicações em geral;
 � curva de disparo magnético D — utilizada para circuitos com elevada 
corrente de energização, como grandes motores.
29Instalações elétricas de uma residência
Os DR garantem o desligamento de um circuito elétrico em caso de fugas 
de correntes para terra e devem ser instalados em todas as áreas úmidas 
da residência, como cozinhas, banheiros, áreas de serviço, ou análogos. As 
características a serem observadas conforme a ABNT NBR 5410:2004 são: 
corrente nominal (I
nDR
), sensibilidade do DR (I∆n) e classificação do DR. 
As equações para determinar suas características nominais são as seguintes:
I
nDR
 ≥ I
n
I∆n ≤ 30 mA
onde:
 � I
nDR
 é a corrente nominal do DR, em Ampère [A];
 � I
n
 é a corrente nominal do disjuntor, em Ampère [A];
 � I∆n é a corrente residual de disparo do DR, em Miliampère [mA].
A determinação da classificação do DR depende do tipo de tensão de 
alimentação do circuito a ser protegida por ele, sendo:
 � AC — correntes de faltas alternadas, mais utilizado em instalações 
residenciais;
 � A — correntes de falta alternada e corrente contínua pulsante;
 � B — correntes de falta alternada, corrente contínua pulsante e corrente 
contínua pura.
Os DPS garantem o escoamento para terra das correntes geradas pelos 
surtos na rede e devem ser instalados no quadro de distribuição, sendo um 
para cada fase e um para o neutro. Em caso de equipamentos mais sensíveis, 
pode-se optar pela instalação de um DPS local junto ao equipamento. As 
características a serem observadas conforme a ABNT NBR 5410:2004 são: 
 � tensão de suportabilidade de impulso (Up); 
 � tensão máxima de operação contínua (Uc); 
 � corrente nominal de descarga (In); 
 � classificação do DPS. 
Instalações elétricas de uma residência30
As equações para determinar as características nominais dos DPS são as 
seguintes:
Up ≥ 1500 V
Uc ≥ 1,1 × Uo
DPS de fase: In ≥ 5 kA
DPS de neutro: In ≥ 10 kA
onde:
 � Up é a suportabilidade a impulso exigível dos componentes da insta-
lação, que seve ser maior que a tensão mínima indicada na tabela 31 
da ABNT NBR 5410:2004;
 � Uc é o valor mínimo de tensão exigível do DPS;
 � Uo é a tensão de fase-neutro da instalação;
 � In é a corrente nominal para proteção contra descargas atmosféricas 
indiretas.
A determinação da classificação do DPS depende do local onde o equipa-
mento será instalado e do tipo de proteção desejada, sendo:
 � classe I — indicada para locais sujeitos à descarga de alta intensidade, 
sendo a rede elétrica aérea e exposta diretamente à incidência do raio 
(instalado na entrada da rede local);
 � classe II — indicada para locais com rede elétrica interna (instalado 
diretamente dentro do quadro de distribuição);
 � classe III — indicada para proteção pontual de equipamentos, como 
centrais telefônicas ou circuitos de informática (instalado junto ao 
equipamento).
Dimensionando as proteções para nossa residência utilizada como modelo, 
temos a relação apresentada no Quadro 8, a seguir.
31Instalações elétricas de uma residênciaQuadro 8. Corrente corrigida dos circuitos da residência objeto de estudo
Circuito
Corrente 
(I
B
)
Condutor 
do circuito
Corrente 
(I
Z
)
DTM DR
1 3,94 A 1,5 mm² 17,5 A C10 —
2 3,15 A 2,5 mm² 24 A C20 —
3 14,17 A 2,5 mm² 24 A C20 25 A — 
30 mA
4 14,17 A 2,5 mm² 24 A C20 25 A — 
30 mA
5 4,72 A 2,5 mm² 24 A C20 25 A — 
30 mA
6 8,55 A 2,5 mm² 24 A C20 25 A — 
30 mA
7 12,84 A 2,5 mm² 24 A C20 25 A — 
30 mA
8 27,27 A 4,0 mm² 32 A B32 40 A — 
30 mA
9 55,69 A 16,0 mm² 68 A C63 —
O diagrama unifilar do quadro de distribuição apresenta os dispositi-
vos de proteção, suas ligações e os respectivos circuitos protegidos por eles. 
O diagrama unifilar do quadro da residência utilizada como modelo está 
representado na Figura 10, a seguir.
Utilizou-se aqui um exemplo simples de projeto, para que ficasse claro 
o passo a passo. O importante é seguir essa sequência, contar com um bom 
planejamento e uma boa previsão de carga. Um projeto de projetos elétricos 
residenciais precisa sempre seguir as normas de distribuição da concessionária 
local e a ABNT NBR 5410:2004. Seguindo esse detalhamento, o projeto será 
facilmente interpretado por todos os envolvidos na sua execução.
Instalações elétricas de uma residência32
Fi
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ro
 d
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is
tr
ib
u
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ão
.
33Instalações elétricas de uma residência
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5410:2004. Instalações 
elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 14136:2012. Plugues e 
tomadas para uso doméstico e análogo até 20 A/250 V em corrente alternada — Pa-
dronização. Rio de Janeiro: ABNT, 2012. Versão Corrigida 4:2013.
CEMIG. Norma de distribuição: fornecimento de energia elétrica em tensão secundária 
– rede de distribuição aérea — edificações individuais. Belo Horizonte: CEMIG, 2017.
CLAMPER. Clamper VCL Slim. 2017. Disponível em: https://www.clamper.com.br/wp-
-content/uploads/2017/08/05-CLAMPER-VCL-Slim-275-20kA-798x796.jpg. Acesso em: 
04 nov. 2019.
GEBRAN, A. P.; RIZZATO, F. A. P. Instalações elétricas prediais. Porto Alegre: Bookman, 
2017. (Série Tekne).
MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais: de acordo com a norma brasileira NBR 
5419:2015. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
SIL. Cabos elétricos. 2019. Disponível em: https://www.sil.com.br/media/75843/Flexil750V.
png. Acesso em: 04 nov. 2019.
TIGREFLEX. Ficha técnica. 2015. Disponível em: https://tigrecombr-prod.s3.amazonaws.
com/ default/files/produtos/ficha-tecnica/Ficha%20Tecnica%20156_Tigreflex%20
Amarelo.pdf. Acesso em: 04 nov. 2019.
Leituras recomendadas
ARAUJO, L. M. M.; BARBOSA, F. S. Desenho técnico aplicado à engenharia elétrica. Porto 
Alegre: SAGAH, 2018.
FRIEDRICH, D. N. et al. Equipamentos elétricos. Porto Alegre: SAGAH, 2018.
RODRIGUES, R.; GUIMARÃES, R. F. A.; SOUZA, D. B. C. Instalações elétricas. Porto Alegre: 
SAGAH, 2017.
Instalações elétricas de uma residência34
DICA DO PROFESSOR
Quando se atua em instalações elétricas residenciais, um item extremamente importante é a 
segurança. Ela deve ser colocada em prática no momento de selecionar os materiais e 
componentes para a instalação, de realizar o correto dimensionamento de todos elementos, entre 
os quais estão os condutores, eletrodutos, disjuntores e outros, e de obedecer aos requisitos 
prescritos nas normas técnicas. Com isso, é possível diminuir a possibilidade de um acidente. 
Porém, em relação às instalações elétricas energizadas, é necessário ver o que é tratado na 
Norma de Instalações e Serviços em Eletricidade, a NR-10.
Essa norma trata de várias diretrizes básicas para implantação de medidas de controle e sistemas 
preventivos de segurança e saúde, de forma a garantir segurança dos trabalhadores que, direta ou 
indiretamente, interagem em instalações elétricas e serviços com eletricidade. 
Na Dica do Professor, você vai conhecer mais sobre o item de segurança em instalações 
elétricas energizadas da NR-10.
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EXERCÍCIOS
1) A instalação elétrica é uma das etapas mais importantes no processo de construção 
ou reforma de uma residência. Para isso, é necessário que o projeto elétrico esteja 
adequado às normas técnicas vigentes. Na elaboração de um projeto de instalações 
elétricas residenciais, é preciso cumprir algumas etapas.
Dentre as alternativas a seguir, qual delas contempla todas essas etapas?
A) Memorial descritivo, plantas e memorial de cálculo.
B) Memorial descritivo, plantas e prumadas e memorial de cálculo.
C) Memorial descritivo, plantas e prumadas, memorial de cálculo e orçamento.
D) Memorial descritivo, plantas e prumadas e memorial de cálculo.
E) Memorial descritivo, plantas e prumadas e orçamento.
2) Os condutores podem ser utilizados como fase, neutro, proteção e proteção e neutro. 
Considerando que fosse solicitado realizar a instalação elétrica de uma lâmpada, cuja 
tensão de fornecimento é de 127v, quantos condutores seriam necessários e quais 
seriam as suas funções?
A) Dois condutores, fase e fase.
B) Três condutores, fase, fase e neutro.
C) Um condutor, fase.
D) Dois condutores, fase e neutro.
E) Quatro condutores, fase, fase, fase e neutro.
3) Sabe-se que a NBR 5410 é aplicada em diversas instalações elétricas. Dentre as 
muitas aplicações referentes à instalações elétricas de baixa tensão, é possível afirmar 
que a norma é utilizada em quais instalações?
A) Residências, indústrias e iluminação pública.
B) Residências, instituições e instalações agropecuárias.
C) Iluminação pública e instalações residenciais e comerciais.
D) Instalações residenciais, comerciais e industriais e redes de distribuição de energia elétrica.
E) Instalações residenciais, comerciais e industriais e cercas eletrificadas.
4) Considerando um determinado projeto elétrico residencial, vários aspectos devem ser 
levados em consideração para ser possível realizar a sua elaboração. Um dos 
componentes fundamentais é o quadro de distribuição de energia elétrica. Para 
realizar o seu dimensionamento, deve-se ter bastante clareza de quais informações 
técnicas são necessárias.
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que contenha todas as informações 
necessárias para executar o dimensionamento de um quadro de distribuição 
residencial.
A) Tensão de fornecimento, corrente corrigida do projeto e circuitos de cargas.
B) Diâmetro dos condutores, fator de demanda e fator de agrupamento.
C) Capacidade dos disjuntores, fator de demanda e corrente de projeto.
D) Corrente corrigida de projeto, fator de demanda e fator de agrupamento.
E) Tensão de fornecimento, corrente de projeto e circuitos de cargas.
5) A padronização de componentes elétricos é de extrema importância, pois garante 
maior confiabilidade nos sistemas e nas instalações elétricas. Em 2011, foi 
implementado o padrão de três pinos para tomadas no Brasil.
Dentre as opções a seguir, qual foi a norma que padronizou os tipos de tomadas?
A) NBR 13534.
B) NBR 13570.
C) NBR 5418.
D) NBR 5410.
E) NBR 14136.
NA PRÁTICA
Seguir as normas técnicas é fundamental. Porém, por desconhecimento ou descaso, algumas 
práticas, apesar de estarem completamente erradas, acontecem com certa frequência.
Essas situações práticas serão apresentadas mostrando a maneira correta de agir em cada uma 
delas.
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SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Projetos elétricos residenciais - aula 1
O vídeo aborda a importância de um projeto elétrico em uma residência, quais os elementos 
necessários para o desenvolvimento do projeto e o cálculo de área e perímetro.
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Projetos elétricos residenciais - aula 2
Nesta aula, são mostradas a determinação da potência de iluminação, as tomadas de uso geral 
(TUGs), as tomadasde uso específico (TUEs) e a proteção do medidor de energia elétrica.
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Projetos elétricos residenciais - aula 3
A terceira aula do projeto trata da quantidade de circuitos e distribuição de carga em um projeto 
elétrico residencial.
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Projetos elétricos residenciais - aula 4
A última aula aborda a transposição dos circuitos na planta baixa, o cálculo de corrente baseado 
no fator de agrupamento e o quadro de distribuição.
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Dispositivos de proteção elétrica
Este vídeo apresenta o funcionamento de um disjuntor termomagnético e suas classificações, 
referentes à carga a ser protegida. Portanto, há disjuntores de classe B, C e D. Também é 
apresentado o disjuntor diferencial residual (DDR) e o interruptor diferencial residencial (IDR).
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Projeto de instalações elétricas
Este vídeo aborda algumas características do fornecimento de energia elétrica e apresenta 
diagramas unifilares de uma instalação elétrica. São apresentados exemplos simples que ajudam 
na compreensão dos conceitos.
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Dispositivos de proteção elétrica
Este vídeo apresenta tipos de proteção, no caso, fusível, disjuntor termomagnético e 
aterramento.
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Equipamentos elétricos de instalações 
prediais de baixa tensão
APRESENTAÇÃO
Seja bem-vindo! 
 
Você já imaginou como viver num mundo sem energia elétrica? Sem iluminação, por exemplo? 
Parece uma utopia e, com certeza, deve ser, pois a comodidade e a praticidade que se tem 
atualmente veio com o advento das instalações elétricas e com a utilização dos equipamentos 
elétricos, tanto residenciais e industriais como comerciais.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender como funciona o sistema elétrico brasileiro 
de energia, bem como os conceitos técnicos necessários para a elaboração de projetos elétricos 
de instalações e acessórios. Vai compreender, também, a finalidade dos equipamentos elétricos 
de instalações para baixa tensão, os principais conceitos relacionados à carga instalada e à 
potência de trabalho. Por fim, você vai aprender a calcular a demanda.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Reconhecer os equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão.•
Determinar a potência ou carga instalada dos equipamentos elétricos.•
Analisar a demanda de utilização dos equipamentos elétricos.•
INFOGRÁFICO
Os equipamentos elétricos fazem parte da nossa rotina: no trabalho, em casa e no lazer. É 
preciso saber, contudo, que eles apresentam uma classificação de acordo com sua 
funcionalidade.
Acompanhe, no Infográfico a seguir, como são classificados os equipamentos elétricos.
CONTEÚDO DO LIVRO
Conhecer sobre a energia elétrica e sobre as funcionalidades das instalações elétricas de baixa 
tensão é primordial na atualidade. Portanto, com a leitura do conteúdo indicado, você vai 
aprender sobre a origem, conceitos e especificações relacionadas ao tema.
 
No capítulo Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão, da obra 
Equipamentos elétricos, você vai aprender sobre como dimensionar e optar por dispositivos em 
projetos, analisar os requisitos, e conhecer a carga instalada, a demanda elétrica, a potência, 
o uso racional de energia elétrica, entre outros assuntos. 
 
Boa leitura.
EQUIPAMENTOS 
ELÉTRICOS
Patrícia Sebajos Vaz
Equipamentos elétricos 
de instalações prediais 
de baixa tensão
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Reconhecer os equipamentos elétricos de instalações prediais de 
baixa tensão. 
 � Determinar a potência ou a carga instalada dos equipamentos elétricos.
 � Analisar a demanda de utilização dos equipamentos elétricos.
Introdução
Para que você possa utilizar e compreender os equipamentos elétricos, é 
necessário aprender inicialmente alguns conceitos básicos, como as suas 
características, especificações técnicas e funcionalidades. Neste capítulo, 
serão apresentadas ferramentas para que você possa ser capaz de definir, 
conhecer e ter a capacidade técnica para o dimensionamento e a escolha 
dos dispositivos utilizados em projetos de instalações elétricas prediais de 
baixa tensão por meio de um recurso tão importante atualmente para 
humanidade, que se chama energia elétrica. Abordaremos, ao longo deste 
texto, de onde a energia elétrica é fornecida, o que é carga instalada e 
como podemos dimensionar potência elétrica e demanda elétrica.
Instalações elétricas
Para compreender instalações elétricas de baixa tensão e tudo que envolve 
esse universo, é indispensável que possamos ir desvendando pouco a pouco 
os seus princípios e entendendo como é elaborado e projetado e de que forma 
funciona basicamente o nosso sistema elétrico brasileiro, cuja principal fina-
lidade é transportar energia elétrica até nós. Basicamente, são quatro etapas: 
geração, transmissão, distribuição e utilização. O transporte é realizado por 
meio de linhas de transmissão ou subtransmissão em alta tensão, porém, para 
a nossa utilização, é preciso fazer o rebaixamento de baixa tensão ou média 
tensão. Isso acontece em subestações abaixadoras e essa etapa se chama 
distribuição primária, realizada atrávés de linhas aéreas, com cabos nus 
ou cobertos de alumínio ou cobre, suspensos por postes ou linhas 
subterrâneas com cabos isolados. Em ambos os casos as redes são 
protegidas contra aci-dentes. A distribuição secundária é quando chega até a 
entrada de energia do consumidor, em nossa residência ou prédio. 
Em geral, as linhas de distribuição alimentam diretamente indústrias, 
prédios comerciais e residenciais de grande porte, pois, para essas instalações, 
devem ser previstos subestações ou transformadores específicos. Para pequenos 
consumidores, ou seja, residências, a alimentação pode ser realizada sem a 
necessidade de uma subestação, como as linhas de distribuição que passam 
em nossa rua residencial. 
Como última etapa temos a utilização, ou seja, é quando, depois das etapas 
de geração, transmissão e distribuição, a energia elétrica pode finalmente 
ser consumida, por exemplo, quando utilizamos o nosso chuveiro, em que a 
resistência elétrica esquenta a água e podemos tomar banho. 
Como definição, a instalação elétrica é o conjunto de componentes elétricos constitu-
ídos de características técnicas. São interligados, têm a finalidade de fornecer energia 
elétrica e estão classificados em: 
 � instalações elétricas de baixa tensão, que são caracterizadas pelas tensões de 
alimentação não superiores a 1000 V, em corrente alternada (CA), ou a 1500 V, em 
corrente contínua (CC); 
 � instalações de extrabaixa tensão, as quais são alimentadas com tensões não
superiores a 50 V, em CA, ou a 120 V, em CC.
Você pode estar se perguntando: de onde provém a energia elétrica? Onde 
ela é gerada? Como são classificadas as suas fontes? Quais os princípios de 
funcionamento? São questionamentos importantes para que você entenda a 
energia elétrica e saiba de onde vêm os processos de transformação ou, por 
exemplo, como denominamos as usinas de geração ou cogeração destinadas 
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão2
à produção, à conversão e à distribuição. As usinas estão divididas em tipos, 
de acordo com a fonte primária que utiliza, e são as seguintes:
 � Hidrelétricas, cuja fonte é a energia mecânica de quedas d’água, prin-
cipalmente de rios.
 � Termelétricas, que utilizam a energia térmica da queima de combus-
tíveis, tais como carvão, óleo diesel, gasolina, gás, etc.
 � Nucleares, que utilizam a energia térmica produzida pela fissão nuclear 
de materiais, como urânio, tório, etc.
 � Eólicas, aquais utilizam a energia mecânica dos ventos.
 � Fotovoltaicas ou solares, que utilizam a luz do sol para geração de 
energia elétrica.
De forma geral, as instalações elétricas estão classificadas em residenciais, 
comerciais e industriais. O nosso objetivo é estudar sobre as instalações elétrica 
de baixa tensão prediais.
O que é um equipamento elétrico?
Equipamento elétrico é todo aquele que faz parte de uma instalação elétrica. 
É constituído de componentes mecânicos distintos ou em conjunto e são 
aplicados para o funcionamento da instalação elétrica. Para o correto funcio-
namento, devem estar aplicados a uma fonte de energia, tais como baterias, 
transformadores, geradores e rede elétrica da concessionária.
O que é uma fonte energia?
As fontes de energia são as diferentes formas de recursos que direta ou indire-
tamente produzem energia e passam a fornecer intensidade, carga e potência 
para que algum determinado equipamento elétrico funcione ou opere e seja 
capaz ao seu propósito. São classificadas como fonte em CC ou fonte em CA.
 � Fontes de CC: são aquelas em que a circulação de corrente é contínua, 
ou seja, sempre a mesma polaridade, e não ocorrem oscilações na forma 
de onda, tendo um polo positivo e outro negativo. Exemplificando, 
equipamentos os quais são alimentados por uma fonte de CC, tais como 
as pilhas e baterias. 
3Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
 � Fontes de CA: são aquelas que têm oscilação em sua forma de onda 
diversas vezes em cada segundo, ou seja, a polaridade é invertida um 
certo número de vezes por segundo. A maioria dos equipamentos elétri-
cos funciona em CA, como os motores de indução, os eletrodomésticos, 
as lâmpadas de iluminação, etc.
Classificação dos equipamentos elétricos 
quanto ao tipo
 � Fixos: instalados em local permanentemente, tais como um disjuntor 
num quadro elétrico ou um transformador num poste ou numa subes-
tação elétrica.
 � Estacionários: não têm alça para transporte, tais como geladeira, fre-
ezer, fogão, forno elétrico, micro-ondas, ar-condicionado, exaustor, 
televisão, etc.
 � Portáteis: facialmente movimentados ou transportados, tais como 
aspirador, enceradeira, ventilador, liquidificador, cafeteira elétrica, 
batedeira, etc.
 � Manuais: para o funcionamento, são suportados pelas mãos, tais como 
furadeiras, ferro de passar, secador de cabelo, etc.
Classificação dos equipamentos elétricos 
quanto à utilização
Em geral, os equipamentos existem para atender às seguintes funções: alimen-
tação da instalação (geradores, transformadores e baterias), manobra, comando 
e proteção (chaves em geral, disjuntores, dispositivo, fusíveis, contadores, etc.). 
Quanto à utilização, são os que transformam energia elétrica em uma outra 
forma de energia que seja utilizável (equipamentos a motor, equipamentos a 
resistor, equipamentos de iluminação, etc.).
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão4
A parte final de um sistema elétrico é a subestação abaixadora para a baixa tensão, ou 
seja, a tensão de utilização. No Brasil, há cidades onde a tensão é de 220 V (Florianópolis, 
por exemplo) e outras em que é 110 V (Porto Alegre e Curitiba, por exemplo). O motivo 
de isso acontecer é em razão de as redes elétricas terem equipamentos elétricos nessas 
tensões. Quando foram projetadas, adotou-se esse nível de tensão. 
Carga elétrica, tensão e potência
Carga elétrica instalada
É a soma das potências nominais de todos os aparelhos instalados em um 
consumidor ligados ou não a uma rede elétrica, isto é, a potência que pode 
ser absorvida pelo equipamento elétrico. Em relação aos circuitos dos equi-
pamentos elétricos, podemos dizer que: funcionamento em carga, quando o 
circuito ou o equipamento está transferindo potência, ou funcionamento em 
vazio, quando o circuito ou o equipamento não está transferindo potência, 
sendo, porém, normais as outras condições de funcionamento.
Tensão nominal nas instalações 
Os sistemas distribuição de energia nas instalações elétricas são caracterizadas 
por suas tensões nominais, dadas em valores eficazes. A tensão nominal de 
uma instalação alimentada por uma rede pública de baixa tensão é igual à 
da rede, isto é, do sistema de distribuição. Se a instalação for alimentada por 
um transformador próprio, sua tensão nominal é igual à tensão nominal do 
secundário do transformador. As tensões nominais são indicadas por U 0 /U 
ou por U, sendo U 0 a tensão fase-neutro e U a tensão fase-fase.
Sistemas trifásicos a quatro condutores: observe um sistema trifásico a 
quatro condutores na Figura 1.
5Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
Figura 1. Sistema trifásico a quatro condutores.
Fonte: Prysmian Cables & Systems (2010, p. 10).
Sistemas monofásicos a três condutores: para entender os sistemas mono-
fásicos a três condutores, observe a Figura 2.
Figura 2. Sistema monofásico a três condutores.
Fonte: Prysmian Cables & Systems (2010, p. 10-11).
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão6
Sistemas trifásicos a três condutores: visualize o sistema trifásico a três 
condutores nas Figuras 3 e 4.
Figura 3. Sistema trifásico a três condutores.
Fonte: Prysmian Cables & Systems (2010, p. 10). 
Figura 4. Sistema trifásico a três condutores.
Fonte: Prysmian Cables & Systems (2010, p. 10).
Nas Tabelas 1 e 2 são apresentados os principais valores de tensões nomi-
nais utilizados no sistema elétrico brasileiro, tanto para equipamentos como 
na rede de distribuição.
7Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
Fonte: Adaptada de Prysmian Cables & Systems (2010).
Sistemas trifásicos a 3 
ou 4 condutores (V)
Sistemas monofásicos 
a 3 condutores (V)
115/230* 110/220
120/280* 115/230*
220/380* 127/254*
220*
254/440
440
460
*Usadas em redes públicas de baixa tensão.
Tabela 1. Tensões nominais de sistema de baixa tensão usadas no Brasil
Fonte: Adaptada de Prysmian Cables & Systems (2010).
Tipo Tensão nominal (V)
Monofásicos 110
115
120
127
220
Trifásicos 220
380
400
Tabela 2. Tensões nominais de equipamentos de utilização no Brasil
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão8
Potência nominal: é aquela especificada na placa de identificação dos 
equipamentos elétricos. Normalmente contém os dados de fabricação do 
equipamento, tais como corrente, tensão de operação, frequência e número 
de série.
Potência aparente: é o produto da tensão e da corrente, sua unidade de 
medida é o volt-ampère (VA). A potência aparente é composta pela soma da 
potência ativa e da potência reativa.
Potência ativa: é a parcela da potência aparente efetivamente transformada 
em potência mecânica, potência térmica ou potência luminosa, ou seja, é o 
trabalho efetuado na unidade de tempo. Para exemplificar, podemos utilizar 
uma lâmpada. Ao ser percorrida pela corrente elétrica, ela acende e aquece. A 
luz e o calor produzidos nada mais são do que o resultado da potência elétrica 
que foi transformada em potência luminosa (luz) e potência térmica (calor).
As fórmulas que podemos utilizar para o cálculo da potência são as 
seguintes:
P = U × I (Watts)
P = R × I²
P =U² / R
Onde:
P: potência elétrica
U: tensão elétrica
I: corrente elétrica
R: resistência elétrica
Cálculo de energia elétrica: a energia elétrica (E) é a potência elétrica (P) 
vezes o tempo de utilização (em horas, por exemplo) que o fenômeno elétrico 
acontece (uma lâmpada acesa, por exemplo).
E = (U x I) × t
E = P × t
Onde:
t: tempo — normalmente, nesse caso, é adotado em horas (h).
9Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
A unidade de E é o Watt-hora e o seu símbolo é Wh.
Potência reativa: é aquela em que a parcela da potência aparente é trans-
formada em campo magnético, necessário ao circular, por exemplo, em dis-
positivos como motores, transformadores e reatores, e cuja unidade de medida 
é o volt-ampère reativo (VAR).
Fator de potência: é um índice (porcentagem)que mostra a forma como 
a energia elétrica recebida está sendo utilizada, ou seja, ele indica quando a 
energia solicitada da rede da concessionária (potência aparente) está sendo 
usada de forma útil (potência ativa). O fator de potência pode se apresentar 
de duas formas, em circuitos puramente resistivos e indutivos (Tabela 3).
Fonte: Adaptada de Prysmian Cables & Systems (2010).
Circuitos puramente 
resistivos
FP = cos Ø = 1,0 Chuveiros, aquecedores 
elétricos e lâmpadas 
incandescentes
Circuitos indutivos
FP = cos Ø < 1,0 Motores de indução, reatores 
e transformadores elétricos
Tabela 3. Circuitos puramente resistivos e indutivos
Verifique na conta de energia da sua casa quantos kWh são consumidos por mês. Com-
pare com alguma conta anterior. Procure identificar os equipamentos que consomem 
mais energia e elabore alternativas para minimizar essa situação. Se você morar em 
prédio, analise a conta de luz do condomínio, procure dar sugestões de melhorias 
para a redução do consumo de energia.
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão10
Fornecimento de energia elétrica
O fornecimento de energia elétrica que recebemos é realizado pelas concessio-
nárias. Conforme Cavalin e Cervelin (2006, p. 205-206), para o fornecimento 
de energia elétrica são definidos algumas terminologias e procedimentos que 
normalmente são adotados na elaboração e no desenvolvimento de projetos 
de instalações elétricas de baixa tensão, tanto residenciais como prediais. 
Esses conceitos têm a finalidade de padronizar e definir premissas, por isso, é 
muito importante que você os conheça. A seguir, apresentamos os principais 
conceitos definidos pelas concessionárias COPEL, CEMIG e CESP.
Consumidor é toda a pessoa física ou jurídica usuária de energia elétrica, 
isto é, quem, por meio da solicitação à concessionária por esse fornecimento, 
é responsável por todas as obrigações regulamentares e contratuais.
Unidade consumidora é o ponto de entrega de energia elétrica. Pode 
ser em residenciais ou em edifícios, o que varia são os pontos de medição 
individual ou coletiva, como em edifícios de uso coletivo, tais como prédios 
residenciais ou comerciais. 
Ponto de entrega é o ponto de fixação dos condutores do ramal de ligação 
da propriedade do consumidor, sendo de responsabilidade da concessionária 
sua operação, manutenção e instalação.
Ramal de ligação é o conjunto de condutores e acessórios instalados pela 
concessionária entre o ponto de derivação da rede secundária e o ponto de 
entrega.
Ramal de entrada são o conjunto de condutores, acessórios e equipamentos 
instalados pelo consumidor a partir do ponto de entrega até a medição, inclusive.
Ramal alimentador é o conjunto de condutores e acessórios instalados 
pelo consumidor após a medição para alimentação das instalações internas 
da unidade consumidora.
Limitador de fornecimento é o equipamento de proteção (disjuntor ter-
momagnético) destinado a limitar a demanda da unidade consumidora.
Centro de medição é o local onde está situada a medição de dois ou mais 
consumidores.
Caixa para medidor é a caixa lacrável destinada à instalação de medidor ou 
medidores de energia e seus respectivos acessórios, na qual pode ser instalado 
também o equipamento de proteção.
Caixa para disjuntor de proteção é a instalação de disjuntor de proteção 
geral da entrada de serviço.
11Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
Caixa lacrável destinada é a instalação elétrica pertencente a um único 
consumidor. No caso de edifícios, cada apartamento, ou sala comercial, é uma 
unidade consumidora individual.
Cabina é o compartimento localizado dentro da propriedade do consumidor, 
destinado a abrigar o transformador de distribuição, os equipamentos e os 
acessórios necessários à sua ligação.
Medição direta é a medição de energia, efetuada por medidores conectados 
diretamente aos condutores do ramal de entrada.
Medição indireta é a medição de energia efetuada com auxílio de equi-
pamentos auxiliares (transformadores de corrente [TC], e para média e alta 
tensão transformador de potencial [TP]).
Chave de aferição é um dispositivo que possibilita a retirada do medidor 
do circuito sem interromper o fornecimento, ao mesmo tempo em que coloca 
em curto-circuito o secundário dos transformadores de corrente.
Alimentador principal ou prumada é a continuação ou o desmembra-
mento do ponto de entrega e do ponto de entrada, do qual fazem parte os 
condutores, os eletrodutos e os acessórios, conectados a partir da proteção 
geral ou do quadro de distribuição principal (QDP) até as caixas de medição 
ou de derivação.
Limite de fornecimento: utilização e demanda — 
potência de alimentação
O fornecimento de energia elétrica é determinado pelas limitações estabelecidas 
pelas concessionárias em função da potência (carga) instalada ou da potência 
de demanda e do tipo ou de fornecimento. Especificar uma entrada de energia 
para um consumidor significa adequar uma categoria de atendimento (tipo 
de fornecimento) à respectiva carga desse consumidor, tais como potência ou 
carga instalada, demanda de utilização (provável demanda), fator de demanda 
e fator de potência.
Dispositivos de conexão para os equipamentos 
elétricos
A norma de instalações em baixa tensão NBR 5410:2004 (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004) classifica os componentes 
e os acessórios que são utilizados para a conexão física com o equipamento 
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão12
elétrico, como tomadas, e estabelece o número mínimo que deve ser previsto 
numa residência em pontos específicos, conforme a utilização e ao que se destina:
Tomada da corrente ou ponto de tomada: são componentes elétricos 
responsáveis por ligar equipamentos à fonte de energia por meio de um plugue.
Tomadas de uso específico: destinadas a ligar equipamentos fixos ou 
estacionários de potência elevada (chuveiro elétrico, ar-condicionado, máquina 
de lavar, etc.).
Tomadas de uso geral: destinadas aos equipamentos portáteis, manuais 
ou estacionários.
Tomadas de uso geral (TUG): destinadas ao uso geral de equipamentos 
móveis ou portáteis.
A norma orienta: quantidade em cômodos ou dependências com área inferior 
ou igual a 6 m²; no mínimo uma tomada para cômodos ou dependências com 
área superior a 6 m² e uma tomada para cada 5 m ou fração de perímetro e 
espaçadas tão uniformemente quanto possível. Em cozinhas, copas, copas-
-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos: uma tomada para 
cada 3,5 m ou fração de perímetro ou no mínimo potência de 600 VA por 
tomada até três tomadas e demais tomadas de 100 VA em diante; uma para 
bancada com largura igual ou superior a 0,3 m. Subsolos, varandas, garagens, 
sótãos, halls de escadarias, sala de bombas e locais análogos: no mínimo 
uma tomada em banheiros; pelo menos uma tomada junto ao lavatório com 
distância mínima de 60 cm do limite do boxe. 
Tomadas de uso específico (TUE): destinadas a aparelhos fixos de acordo 
como a norma verificar a potência nominal do equipamento; deve estar loca-
lizada no máximo a 1,5 m do equipamento.
Objetivos da especificação da entrada de energia
A norma de instalações em baixa tensão NBR 5410:2004 (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004, p. 12), no item 4.2.1.1.1, diz 
que “a determinação da potência de alimentação é essencial para a concepção 
econômica e segura de uma instalação, dentro de limites adequados de elevação 
de temperatura e de queda de tensão”. O item 4.2.1.1.2 diz também que devem 
ser “consideradas as possibilidades de não simultaneidade de funcionamento 
dos equipamentos, bem como a capacidade de reserva para futuras ampliações” 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004, p. 12).
De acordo com Cavalin e Cervelin (2006, p. 209), devemos adotar os 
seguintes objetivos para especificar a entrada de energia: determinar o tipo de 
13Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
fornecimento; dimensionaros equipamentos de medição e proteção; efetuar 
estimativa de carga e demanda declarada; efetuar estimativa de fator de potência 
(no caso de residências e apartamentos individuais, considera-se FP = 1,00); e, 
para se enquadrar na categoria adequada ou no tipo de fornecimento, obedecer 
ao seguinte roteiro: determinar a carga instalada, conforme NBR 5410:2004 
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004); verificar 
a demanda do consumidor, em kVA; verificar o número de fases das cargas do 
consumidor; verificar a potência dos motores, FN, 2F, 3F, em cv; verificar a 
potência dos aparelhos de solda e raio X, em kVA; e enquadrar o consumidor 
na categoria adequada, consultando a norma da concessionária local.
Demanda de energia
Demanda é a potência elétrica realmente absorvida em um determinado instante 
por um equipamento ou por um sistema. A demanda média de um consumidor 
ou sistema: é a potência elétrica média absorvida durante um intervalo de 
tempo determinado (15 minutos ou 30 minutos). A demanda máxima de um 
consumidor ou sistema é a maior de todas as demandas ocorridas em um 
período de tempo determinado; representa a maior média de todas as demandas 
verificadas em um dado período (um dia, uma semana, um mês ou um ano).
A potência de alimentação, potência de demanda ou provável demanda é 
a demanda máxima da instalação. É o valor que será utilizado para o dimen-
sionamento dos condutores alimentadores e dos respectivos dispositivos de 
proteção; será utilizado também para classificar o tipo de consumidor e seu 
padrão de atendimento pela concessionária local.
Fator de demanda: razão entre a demanda máxima e a potência instalada: 
FD = D
máx
 / P
inst
.
Demanda de utilização
É a soma das potências nominais de todos os aparelhos elétricos que funcio-
nam simultaneamente, utilizada para o dimensionamento dos condutores dos 
ramais alimentadores, dispositivos de proteção, categoria de atendimento ou 
tipo de fornecimento e demais características do consumidor. A demanda varia 
conforme a utilização dos equipamentos elétricos. O valor em watts (W) da 
carga instalada não varia, a variação que ocorre é conforme a demanda de 
utilização dos equipamentos.
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão14
O cálculo da demanda é utilizado para definir a categoria de atendimento 
da concessionária, conforme a respectiva carga do consumidor. Esse cálculo 
é estatístico, por meio de estudos realizados por projetistas, pois caso isso não 
fosse utilizado, ocorreria um superdimensionamento na entrada de energia, 
em condutores, disjuntores, postes, chaves, e, consequentemente, com custos 
maiores por parte da concessionária. Portanto, é calculado uma estimativa 
máxima de demanda prevista.
Confira o cálculo de um consumidor residencial:
D = (P1 × g
1
) + (P2 × g
2
)
Onde:
D: demanda individual da unidade consumidora, em kVA.
P1: soma das potências ativas da iluminação e TUGs em W.
P2: soma das potências de TUEs em W.
g
1
: fator de demanda dado pela Tabela 4.
g
2
: fator de demanda dado pela Tabela 5.
Fonte: Adaptada de Cavalin e Cervelin (2006).
Linha Potência (W) g
1
01 0 a 1000 0,86
02 1001 a 2000 0,75
03 2001 a 3000 0,66
04 3001 a 4000 0,59
05 4001 a 5000 0,52
06 5001 a 6000 0,45
07 6001 a 7000 0,40
08 8001 a 9000 0,35
09 9001 a 10000 0,31
10 10001 a 11000 0,27
11 Acima de 10000 0,24
Tabela 4. Fatores de demanda para TUGs
15Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
Fonte: Adaptada de Cavalin e Cervelin (2006).
Número de 
circuitos de TUEs g
2
Número de circuitos 
de TUEs g
2
01 1,00 11 0,49
02 1,00 12 0,48
03 0,84 13 0,46
04 0,76 14 0,45
05 0,70 15 0,44
06 0,65 16 0,43
07 0,60 17 0,41
08 0,57 18-19-20 0,40
09 0,54 21-22-23 0,39
10 0,52 24 e 25 0,38
Tabela 5. Fatores de demanda para TUEs
A Figura 5 traz um exemplo de curva da demanda diária em uma residência.
Figura 5. Curva da demanda diária em uma residência.
Fonte: Adaptada de Cavalin e Cervelin (2006). 
Pinst.
DM
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 t(h)
Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão16
Confira a Tabela 6 para entender melhor o cálculo para carga instalada 
em uma residência.
Tipo de carga
Potência 
nominal (W)
Quantidade Total parcial (kVA)
Lâmpada 
fluorescente
100 4 0,4
Lâmpada 
incandescente
60 4 0,24
Tomadas 100 8 0,8
Chuveiro 5400 2 5,4
Geladeira 300 1 0,3
TV 90 1 0,09
Ar-condicionado 1800 2 3,04
Ferro elétrico 1000 1 1
Aquecedor a gás 1000 1 1
Forno elétrico 6000 1 0,6
Total 12,87
Tabela 6. Exemplo de cálculo para carga instalada em uma residência
Carga instalada total em “kW”:
CI (kW) = 15,85 kVA × 0,92 = 14,58 kW
Carga instalada total em “kVA”:
CI kVA = 12,87 kVA
17Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410: instalações elétricas de 
baixa tensão. Rio de Janeiro, 2004. 
CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais: conforme norma NBR 5410:2004. 
14. ed. São Paulo: Erica, 2006.
PRYSMIAN CABLES & SYSTEMS. Manual Prysmian de instalações elétricas. [S.l.]: Prys-
mian, 2010.
Leituras recomendadas
AMPLA. Energia Elétrica do Grupo Ebel. Cálculo de demanda para medição de cliente 
em baixa tensão. Rio de Janeiro: Ampla, 2009. (ITA-001, rev. 3).
CARVALHO, M. R. L. Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro, 2000. (Apostila).
COTRIN, A. A. M. B. Instalações elétricas. 3. ed. São Paulo: Makron Books, 1992.
NISKIER, J.; MACINTYRE, A. J. Instalações elétricas. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara 
Dois, 1992.
SOUZA, D. R. Instalações elétricas prediais. Jataí, GO: CEFET, 2006. 
19Equipamentos elétricos de instalações prediais de baixa tensão
 
 
DICA DO PROFESSOR
O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel) é coordenado pelo governo 
federal e tem por objetivo orientar o consumidor no momento da compra. Além de 
indicar quais produtos apresentam os melhores níveis de eficiência energética dentro de cada 
categoria, propicia economia na conta de energia elétrica.
Assistindo ao vídeo da Dica do Professor, você vai compreender como funciona o Procel. Verá, 
também, como a etiqueta é padronizada para os fabricantes de eletrodomésticos, como estes são 
classificados e as principais vantagens do programa. 
 
Confira, a seguir.
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EXERCÍCIOS
1) Em uma residência, vivem quatro pessoas. Cada uma delas toma dois banhos diários 
de dez minutos, sendo a potência elétrica do chuveiro de 5400W (5000).
Determine o consumo de energia elétrica mensal em kWh referente ao chuveiro.
A) 216 kWh.
B) 100 kWh.
C) 80 kWh.
D) 350 kWh.
E) 220 kWh.
2) Calcule o custo diário e mensal de apenas uma lâmpada incandescente de 60 W 
ligada por doze horas diárias. Considere que a concessionária cobra o valor de 
R$0,50 centavos de real/(kWh) pelo consumo da energia elétrica.
A) R$ 0,36 diário e R$ 10,80 mensal.
B) R$ 0,25 diário e R$ 9,80 mensal.
C) R$ 0,27 diário e R$ 11,80 mensal.
D) R$ 0,20 diário e R$ 10,40 mensal.
E) R$ 0,30 diário e R$ 12,10 mensal.
3) Conceitualmente, é possível afirmar que a potência ativa se transforma em potência 
luminosa, térmica e mecânica, produzindo trabalho útil.
Marque a alternativa em que equipamentos que atendam a esse conceito são 
apresentados.
A) Tomadas de uso geral, luminárias e interruptores monofásicos.
B) Poste da entrada de energia, isoladores e eletrodutos.
C) Canaletas, eletrocalhas e parafusos.
D) Disjuntores, fusíveis e medidores de energia.
E) Lâmpadas de LED, aquecedores elétricos e motores de indução.
4) 
Sendo o cálculo da demanda um método estatístico, calculado por fórmulas e com a 
utilização de tabelas disponibilizadas pelas concessionárias de energia elétrica, o 
projetista de instalações elétricas o utiliza com a finalidade de:
A) dimensionar e especificar a entrada de energia, adequando uma categoria de atendimentopor parte da concessionária a uma respectiva carga do consumidor, baseado no princípio 
de que nem todos os equipamentos elétricos serão utilizados ao mesmo tempo, ou seja, 
100% da carga instalada em funcionamento.
B) definir os valores de tensão, corrente e potência das residências. Não é utilizado pelas 
concessionárias de energia.
a. 
C) fazer cálculos estatísticos de projetos elétricos de instalações, sem função prática 
junto às concessionárias de energia.
a. 
D) estimar valores de impedância, resistência das linhas de distribuição de energia por 
parte da concessionária, não sendo utilizados nos projetos de instalações elétricas 
residenciais.
a. 
E) definir os valores dos cabos do sistema de proteção atmosférica das residências e prédios, 
não sendo utilizado para fins de cálculo de carga ou consumo de energia.
5) O sistema elétrico brasileiro é predominantemente constituído de usinas 
hidrelétricas, devido à nossa extensa e diversa bacia hidrográfica de rios. 
 
 Marque a alternativa que apresente características desse sistema.
A) Esse sistema tem como principal matéria-prima a movimentação dos ar para a geração de 
energia elétrica. Por meio do vento, é possível transformar a energia cinética de translação 
em energia cinética de rotação, utilizando turbinas éolicas.
Depende do regime de chuvas na região dos reservatórios das usinas e do ciclo das águas, B) 
pois, para o correto funcionamento das turbinas, é necessário existir uma vazão mínima de 
água.
C) Esse sistema não depende do regime de chuvas na região dos reservatórios das usinas e do 
ciclo das água. Se ocorrerem períodos de seca, o sistema funcionará normalmente, sem 
prejuízo para as turbinas hídricas.
D) No sistema de usinas hidrelétricas, é possível estocar a energia produzida para o consumo 
conforme as turbinas operam, havendo grandes acumuladores da eletricidade.
E) Nesse sistema, a principal matéria-prima para geração de energia elétrica é a queima de 
combustível. A água vaporizada nas caldeiras é transportada à alta pressão até a turbina, 
sem prejuízo com períodos de secas.
NA PRÁTICA
João, é um engenheiro eletricista e foi contratado pelo escritório de Engenharia PMSV para 
calcular a demanda de um apartamento de 100m².
Inicialmente, ele fez o levantamento das cargas previstas a serem instaladas, a partir dos 
desenhos das plantas elétricas elaboradas pelo escritório PMSV. Posteriormente, com as tabelas, 
elaborou os cálculos. 
 
Confira, a seguir, Na Prática.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
As tarifas de uso da rede para baixa tensão e os custos das distribuidoras
Leia o artigo indicado, para aprender mais sobre demanda elétrica, tarifas de uso da rede para 
baixa tensão e os custos da distribuição de energia no Brasil.
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Equipamentos elétricos e eletrônicos
Para conhecer mais sobre a instalação de equipamentos elétricos e eletrônicos, leia o material 
técnico desenvolvido pelo Ministério Público da Educação.
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Análise de geração de corrente contínua e 
alternada I
APRESENTAÇÃO
Nesta Unidade de Aprendizagem, estudaremos a análise de geração de corrente contínua e 
alternada I. A corrente contínua (CC) é aquela que flui em apenas um sentido em um circuito 
enquanto que na corrente alternada (CA) é aquele em que o sentido e a amplitude do fluxo de 
corrente muda em intervalos regulares Bons estudos! Ao final desta unidade você deve 
apresentar os seguintes aprendizados:
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar formas de onda em corrente contínua (CC) e corrente alternada (CA) e tipos de 
geração.
•
Comparar sistemas CA monofásicos e trifásicos, vantagens e padrões.•
Relacionar os valores eficaz, médio, de pico e pico a pico de uma forma de onda senoidal.•
DESAFIO
Em uma pequena propriedade rural existe um arroio, onde foi construída uma barragem com 
uma turbina tipo Francis, para uma microcentral de energia elétrica. O desnível é de cerca de 
três metros, a vazão é baixa, e a potência teórica máxima é de cerca de 1,5 KVA.
Está instalado um gerador monofásico CA de 5 KVA, da marca Kolbach. Esse gerador é antigo, 
com excitação de corrente de campo CC. Existe um reostato para fixação da tensão CA final. A 
linha de alimentação de energia tem cerca de 200 metros de distância da produção de energia à 
utilização. Os fios de transmissão de energia são de alumínio.
A energia que estará disponível para utilização será de 5 KVA?
INFOGRÁFICO
Veja na ilustração o esquema do que veremos nesta Unidade referente à análise de geração de 
corrente contínua e alternada:
CONTEÚDO DO LIVRO
Existem dois tipos de geradores de energia elétrica: CC e CA. Para transmissões a maiores 
distâncias, são utilizados os geradores CA. Podem ser monofásicos e polifásicos, sendo o 
trifásico o mais utilizado, com maior rendimento.
Aprofunde seu conhcecimento no capítulo Análise de Geração de Corrente Contínua e 
Alternada I, da obra Eletrotécnica.
Boa leitura.
ELETROTÉCNICA 
Felipe de Oliveira Baldner
Análise de geração 
de corrente contínua 
e alternada I
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Identificar formas de onda em corrente contínua (CC) e corrente al-
ternada (CA), bem como os tipos de geração.
 � Distinguir sistemas CA monofásicos de trifásicos, além de suas van-
tagens e padrões.
 � Relacionar os valores eficaz, médio, de pico e pico a pico de uma 
forma de onda senoidal.
Introdução
Neste capítulo, você conseguirá distinguir formas de onda em corrente 
contínua (CC) e corrente alternada (CA), identificar as principais formas de 
geração e os parâmetros controláveis para obtenção de energia nessas 
formas.
Atualmente, com a existência de diversos tipos de formas de geração 
de energia, tanto as mais tradicionais quanto as sustentáveis, é necessário 
identificar parâmetros de cada tipo de geração em CA, trifásica ou mono-
fásica, para uma instalação residencial, comercial ou até mesmo industrial.
Por fim, as formas de onda senoidais serão estudadas de modo a 
extrair todas as características presentes e entender suas aplicações.
Geração de energia
Hoje, os equipamentos elétrico-eletrônicos são onipresentes em todos os tipos 
de ambientes — do celular às máquinas de cartão de crédito em um estabe-
lecimento comercial, além dos motores elétricos que permitem a produção 
industrial, sem contar os sistemas de iluminação que possibilitam a realização 
de tudo isso. Por mais que todas essas atividades não pareçam se relacionar, 
há um ponto em comum entre todas: a energia. Todas essas atividades se 
caracterizam por apresentar uma fonte de energia acoplada, seja esta móvel, 
como no caso das baterias, seja fixa, como tomadas e pontos de ligação.
Assim, torna-se necessário compreender os modos como a energia é for-
necida aos diferentes tipos de cargas, bem como a maneira como essa energia 
é gerada.
A corrente alternada (CA) se caracteriza por um sinal elétrico que:
 � seja periódico, ou seja, que se repita a cada período T (em segundos);
 � seja simétrico, em que a forma de onda em metade do período é igual 
à forma de onda da outra metade, mas com sinal negativo;
 � tenha a mesma amplitude positiva e negativa.
A partir dessas características, pode-se visualizar dois tipos de formas 
de onda alternadas na Figura 1, uma com forma senoidal e a outra, quadrada 
(PETRUZELLA, 2013).
Figura 1. Exemplos de formas de onda em CA.
Análise de geração de corrente contínua e alternada I2
Já a energia gerada em corrente contínua (CC) tem uma forma de onda 
que se caracteriza por ter apenas um sinal, ou positivo ou negativo, constante 
ou variante no tempo, como pode ser visto nos exemplos da Figura 2 (PE-
TRUZELLA,2013).
Figura 2. Exemplos de formas de onda em CC.
Geração de corrente alternada
A geração de CA é um processo eletromecânico que se dá pelo movimento de 
um campo magnético em um condutor estacionário. O condutor estacionário 
(estator do gerador) é composto por uma bobina com N espiras, enquanto 
a parte móvel (rotor do gerador) constitui-se por um ímã ou eletroímã que 
gerará o campo magnético. O movimento do rotor no interior da bobina faz 
com que, a cada instante, o ímã esteja em uma posição diferente, para que 
uma quantidade diferente de fluxo magnético passe pela bobina. Pela lei de 
Faraday, a tensão (também denominada força eletromotriz) induzida por esse 
processo é dada pela equação (1), em que o fluxo é descrito matematicamente 
por uma função senoidal, que gira em uma frequência angular ω (UMANS, 
2014). A Figura 3 exibe esquematicamente os principais componentes de um 
gerador rotativo de CA.
 
(1)
3Análise de geração de corrente contínua e alternada I
Figura 3. Principais componentes de um gerador rotativo CA.
Geração de corrente contínua
A CC pode ser gerada de diversas maneiras, como a partir de reações químicas 
(baterias), exposição de certos materiais à luz (efeito fotovoltaico), transfor-
mação da tensão CA (processo de retificação) ou utilização de geradores CC.
As baterias são compostas por dois eletrodos de material metálico imersos 
em um eletrólito, com uma membrana separando-os, como mostra a Figura 4. 
Nesse meio, ocorre um processo de oxirredução desses materiais, fazendo com 
que haja um fluxo de elétrons saindo do material sofrendo oxidação (anodo) 
em direção ao material sofrendo redução (catodo). A membrana evita que seja 
fechado um curto-circuito entre o anodo e catodo, além de ajudar no fluxo de 
íons. Como o sentido da corrente elétrica é dado pelos materiais empregados 
como eletrodos, não haverá mudança de seu sentido.
Análise de geração de corrente contínua e alternada I4
Figura 4. Elementos básicos de um processo eletroquí-
mico de geração de CC.
O processo de geração fotovoltaica consiste na excitação de cargas pelos 
fótons presentes na luz solar, fazendo com que essas cargas ganhem energia 
cinética e produzam corrente elétrica dentro de um material semicondutor. 
Cada pequeno pedaço de material é chamado de célula fotovoltaica e seu 
arranjo em série e paralelo forma as placas fotovoltaicas, gerando CC em seus 
terminais. A Figura 5 apresenta de forma esquemática seus componentes.
5Análise de geração de corrente contínua e alternada I
Figura 5. Elementos básicos do processo fotovoltaico de geração CC.
O processo de transformação de energia de CA para CC é chamado de 
retificação. Utilizando uma ponte de diodos, como mostrado na Figura 6, o 
sinal CA é transformado em um sinal CC pulsado. Adicionalmente, podem 
ser adicionados capacitores e circuitos reguladores de tensão para uma tensão 
CC constante (BOYLESTAD; NASHELSKY, 2013).
Figura 6. Retificação de tensão CA em tensão CC pulsada.
Análise de geração de corrente contínua e alternada I6
Um gerador CC tem estrutura similar a um gerador CA. Contudo, uma de 
suas diferenças reside na construção, já que o ímã permanente está presente 
no estator, enquanto a bobina na qual a tensão é induzida fica no rotor. Os 
terminais de saída estão ligados a escovas que fazem contato com o rotor por 
meio de um anel segmentado, onde cada parte faz contato com uma extremi-
dade da bobina. Como o ímã é fixo, a corrente induzida pelo fluxo magnético 
terá sempre um mesmo sentido. Assim, cada escova sempre terá contato com 
a corrente induzida pelo mesmo polo: a escova positiva com o polo norte e a 
negativa com o polo sul. Esse processo também é conhecido como retificação 
mecânica. Dessa forma, a tensão gerada nos terminais das escovas terá sempre 
o mesmo sinal, como pode ser visto no esquema da Figura 7 (UMANS, 2014).
Figura 7. Esquema de geração CC. (a) Elementos principais. (b) Forma de onda de saída. 
(c) Processo de retificação mecânica.
7Análise de geração de corrente contínua e alternada I
Sistemas CA monofásicos e trifásicos
Um gerador CA tem como saída um único sinal senoidal de tensão para ali-
mentar cargas, passando por dois condutores, a fase e o neutro. Outro tipo 
de sistema CA empregado é o trifásico, que apresenta as seguintes vantagens 
em relação ao monofásico (KELJIK, 2013; MEIER, 2006; MORRIS, 1996):
 � um gerador trifásico a quatro fios, três fases e um neutro, fornece três 
vezes mais energia do que um gerador monofásico a dois fios;
 � a eficiência de um gerador trifásico é maior, ou seja, produz mais energia, 
proporcionalmente;
 � em um gerador trifásico o torque de saída é praticamente constante, 
enquanto no monofásico é pulsado;
 � geradores trifásicos são de fácil paralelização e sincronização em com-
paração ao monofásico.
Construtivamente, um gerador CA é composto por uma parte fixa, o estator, 
e uma parte rotativa, o rotor. O tipo mais comum de gerador CA, o síncrono, 
constitui-se por um ímã permanente ou eletroímã no rotor que gera um campo 
magnético responsável por induzir tensão elétrica nos enrolamentos do estator. 
O gerador mais simples é composto por um ímã permanente de dois polos no 
rotor e dois enrolamentos no estator. O rotor, sofrendo ação externa, girará 
e induzirá uma tensão em cada enrolamento. Conforme o polo do rotor se 
afasta do enrolamento do estator, a tensão induzida diminui até chegar a zero. 
A partir desse instante, a tensão continua a diminuir até que o outro polo do 
rotor (de sentido oposto) esteja próximo ao enrolamento. Nesse momento, a 
tensão induzida é mínima. O processo então se repete, como se observa no 
esquema da Figura 8 (UMANS, 2014).
Análise de geração de corrente contínua e alternada I8
Figura 8. Processo de geração CA de um gerador monofásico síncrono de dois polos.
Observando a curva da tensão induzida da Figura 8, pode-se perceber que, 
se o tempo que um polo do rotor leva até obter uma revolução completa for 
menor, a frequência da tensão induzida será maior. Outra maneira de obter 
esse mesmo resultado é aumentando a quantidade de polos do rotor e enrola-
mentos do estator. Assim, a frequência f (em hertz) de um gerador CA de P 
polos (lembrando que P pode ser apenas números pares) pode ser encontrada 
pela equação (2), em que n é a velocidade angular mecânica do motor em 
rotações por minuto. A Figura 9 exemplifica um gerador CA de quatro polos. 
Nesse caso, os enrolamentos a
1
–a
1
’ e a
2
–a
2
’ devem ser ligados em série para 
a obtenção da tensão induzida (UMANS, 2014).
 (2)
9Análise de geração de corrente contínua e alternada I
Figura 9. Gerador CA monofásico de quatro polos.
Ao projetar um gerador CA monofásico para uma frequência de 60 Hz, qual deve ser 
a velocidade angular mecânica da fonte de energia mecânica para um rotor com (a) 
dois polos, (b) quatro polos e (c) seis polos?
Utilizando a equação (2) e resolvendo para a velocidade angular mecânica n:
Para um rotor com dois polos:
Para um rotor com quatro polos:
Análise de geração de corrente contínua e alternada I10
Para um rotor com seis polos:
Os geradores CA trifásicos têm estrutura similar, embora haja uma diferença 
inicial na quantidade de polos e enrolamentos. Enquanto a quantidade de polos 
deve ser múltipla de 2, em razão da fonte de campo magnético, os enrolamentos 
devem ser múltiplos de 3. Para prover energia de forma simétrica, as tensões 
induzidas de cada fase serão defasadas de 120° em unidades de tempo. Para 
isso, os enrolamentos de cada fase também deverão estar afastados de 120° 
mecânicos, como pode ser observado no esquema da Figura 10 (FLARYS, 
2013; PETRUZELLA, 2013).
Figura 10. Gerador CA trifásico de dois polos e 
três enrolamentos.
11Análise de geração de corrente contínua e alternada I
A energia CA que chega a residências, comércios e indústria é gerada, 
transmitida e distribuída pelo Sistema Elétrico de Potência (SEP), constituído, 
por sua vez, de geradoras de energia,linhas de transmissão, subestações 
transformadoras e linhas de distribuição. Em cada uma dessas etapas, a tensão 
tem diferentes níveis. A baixa tensão (BT) é aquela presente nas cidades e tem 
valores inferiores a 1.000 V. Os principais níveis de tensão BT existentes são 
o 127 V/220 V e o 220 V/380 V, operando em 60 Hz ou 50 Hz de acordo com 
o país. Nestes, o primeiro valor refere-se à tensão entre fase e neutro, também 
conhecida como tensão de fase, enquanto o segundo faz menção à tensão entre 
duas fases, também conhecida como tensão de linha. A média tensão (MT) 
é aquela cuja tensão tem valores entre 1.000 V e 50 kV e a alta tensão (AT) 
valores entre 50 kV e 230 kV. Adicionalmente, existem duas faixas, a extra alta 
tensão (EAT), compreendendo tensões entre 230 kV e 750 kV, e a ultra alta 
tensão (UAT), com tensões acima de 750 kV (MONTICELLI; GARCIA, 2011).
O Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) é responsável por coordenar e controlar 
todas as atividades relacionadas às etapas de geração e transmissão de energia no 
Brasil, conforme observado no link a seguir.
https://qrgo.page.link/3sN9B
Já a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) regula todas as atividades associadas 
ao SEP no Brasil, fiscalizando as concessionárias de energia das cidades:
https://qrgo.page.link/Z9JdG
Parâmetros de formas de onda CA senoidais
Uma forma de onda senoidal varia ao longo do tempo, com valor instantâneo 
v(t) (na unidade da grandeza senoidal) em um instante t (em segundos) e tem 
como parâmetros sua amplitude (V
máx
, na unidade da grandeza senoidal — 
também conhecida como valor de pico), sua frequência angular (ω, em rad/s) 
e uma defasagem (θ, em rad). Matematicamente, pode ser descrita com esses 
parâmetros, pela equação (3). A frequência angular relaciona-se à frequência f 
Análise de geração de corrente contínua e alternada I12
e ao período T, como mostram as equações (4) e (5), respectivamente. O valor 
de pico a pico de uma função senoidal é o dobro de sua amplitude. Grafica-
mente, a função senoidal da equação (3) é mostrada na Figura 11 (HAYT JR.; 
KEMMERLY; DURBIN, 2014).
v(t) = V
máx
 sen(ωt + θ) (3)
ωΩ = 2 πf (4)
 (5)
Figura 11. Função senoidal representada ao longo 
do tempo.
Os sinais de tensão e corrente fornecidos por um gerador a uma carga 
também terão a mesma forma matemática da equação (3). Assim, em um 
sistema monofásico, a tensão e a corrente que alimentam uma carga resistiva 
são dadas pelas equações (6) e (7), respectivamente. A potência instantânea 
fornecida por este gerador é oferecida pelo produto entre sua tensão e corrente, 
como mostra a equação (8).
13Análise de geração de corrente contínua e alternada I
v(t) = V
máx
sen(ωt) (6)
i(t) = I
máx
sen(ωt) (7)
p(t) = v(t)i(t) = V
máx
 I
máx
sen2(ωt) (8)
Essas três formas de onda podem ser vistas no gráfico da Figura 12.
Figura 12. Formas de onda de tensão, corrente e potência.
É possível perceber que, como os valores de tensão e corrente variam no 
tempo, a potência fornecida também se altera. Em comparação a sistemas CC, 
há apenas um valor constante para tensão, corrente e potência. Chama-se valor 
eficaz de uma corrente ou tensão senoidal aquele que é numericamente igual 
a uma tensão e corrente CC por dissiparem a mesma potência em uma carga 
resistiva. É importante notar que a potência não tem um valor eficaz, pois, 
matematicamente, é representada pela função senoidal ao quadrado. Matemati-
camente, o valor eficaz de qualquer função que varia periodicamente no tempo 
é encontrado pela equação (9) (HAYT JR.; KEMMERLY; DURBIN, 2014).
Análise de geração de corrente contínua e alternada I14
 (9)
Para um sinal senoidal, o valor eficaz é constante e relaciona-se, respecti-
vamente, ao valor de pico e ao valor de pico a pico de uma senoide de acordo 
com as equações (10) e (11). Graficamente, é representado na Figura 13.
 (10)
 (11)
Figura 13. Valor eficaz de uma forma de onda senoidal.
15Análise de geração de corrente contínua e alternada I
O valor médio de uma função matemática que varia ao longo do tempo 
é aquele a qual tende em um intervalo definido de tempo, determinado pela 
equação (12).
 (12)
Aplicando a equação (11) à função de tensão senoidal da equação (6), é 
possível encontrar como resultado para a tensão média o valor 0. Analisando 
graficamente a função, ela é simétrica tanto no eixo do tempo quanto no 
da tensão, o que significa que, dentro de um período, ela passará a mesma 
quantidade de tempo com valores negativos e positivos, bem como seu valor 
de pico positivo é igual ao seu valor de pico negativo, justificando o valor 
encontrado como tensão média.
Determine os valores de pico e de pico a pico para tensões eficazes de (a) 127 V, (b) 
220 V e (c) 380 V.
Utilizando o resultado das equações (10) e (11), é possível determinar que:
Para uma tensão eficaz de 127 V:
Para uma tensão eficaz de 220 V:
Análise de geração de corrente contínua e alternada I16
Para uma tensão eficaz de 380 V:
BOYLESTAD, R. L.; NASHELSKY, L. Dispositivos eletrônicos e teoria dos circuitos. 11. ed. São 
Paulo: Pearson, 2013.
FLARYS, F. Eletrotécnica geral: teoria e exercícios resolvidos. 2. ed. Barueri: Manole, 2013.
HAYT JR., W. H.; KEMMERLY, J. E.; DURBIN, S. M. Análise de circuitos em engenharia. 8. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2014.
KELJIK, J. Electricity 3: power generation and delivery. 10. ed. Clifton Park: Cengage 
Learning, 2013.
MEIER, A. Electric power systems: a conceptual introduction. New Jersey: John Wiley 
& Sons, 2006.
MONTICELLI, A.; GARCIA, A. Introdução a sistemas de energia elétrica. 2. ed. São Paulo: 
Unicamp, 2011.
MORRIS, N. M. Mastering electronic and electrical calculations. London: Macmillan, 1996.
PETRUZELLA, F. D. Eletrotécnica II. Porto Alegre: AMGH, 2013. (Série Tekne).
UMANS, S. D. Máquinas elétricas de Fitzgerald e Kingsley. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014.
Leituras recomendadas
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. [2019]. Disponível em: http://www.aneel.
gov.br/. Acesso em: 10 jun. 2019.
OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO. c2019. Disponível em: http://www.ons.
org.br/. Acesso em: 10 jun. 2019.
PETRUZELLA, F. D. Eletrotécnica I. Porto Alegre: AMGH, 2013. (Série Tekne).
17Análise de geração de corrente contínua e alternada I
DICA DO PROFESSOR
Um gerador é uma máquina que usa o magnetismo para converter energia mecânica em energia 
elétrica. Os geradores práticos de eletricidade são classificados em dois grupos gerais: corrente 
contínua (CC) e corrente alternada (CA). A corrente contínua gerada não altera a sua polaridade, 
e a corrente alternada, devido à polaridade de seus terminais, altera continuamente, para semi-
ciclos positivos e negativos, dentro de uma frequência específica (normalmente, no Brasil, 60 
Hz), amplitude com valores eficazes, médios, pico, pico a pico. Os geradores CA podem ser 
monofásicos e polifásicos. Os geradores trifásicos têm maior rendimento, utilizam melhor a 
fiação, com maior economia. Vamos acompanhar mais detalhes no vídeo.
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EXERCÍCIOS
1) 1) Por questões de rendimento e maior economia de fiação, qual o tipo de gerador 
mais utilizado? 
A) Corrente contínua.
B) Corrente alternada monofásico.
C) Corrente alternada trifásico.
D) Dínamos.
E) Alternadores automotivos.
2) 2) Os geradores de corrente contínua têm, normalmente, como terminal de saída: 
A) Dois anéis coletores.
B) Um único anel segmentado chamado comutador.
C) Três anéis coletores.
D) Não têm anéis coletores.
E) Nenhuma resposta acima.
3) 3) Geradores trifásicos têm uma defasagem entre as três fases de: 
A) 45 graus.
B) 60 graus.
C) 90 graus.
D) 120 graus.
E) 180 graus.
4) 4) A frequência de saída (número de ciclos de tensão por segundo) de um alternador 
é determinada pelo: 
A) Número de polos do estator e a velocidade de rotação do rotor.
B) Tipo do gerador: CC ou CA.
C) Número de polos e tipo de gerador CC ou CA.
D) Velocidadede rotação e tipo de gerador CC ou CA.
E) Nenhuma resposta acima.
5) 5) O período de um ciclo em corrente alternada é: 
A) Frequência da onda.
B) Amplitude.
C) Tempo necessário para percorrer um ciclo completo da onda CA.
D) Valor eficaz da forma de onda.
E) Valor de pico.
NA PRÁTICA
 
 
Geradores de energia elétrica são muito importantes para assegurar o abastecimento de energia 
em casos de apagões da concessionária, que podem acontecer por desastres naturais, como 
temporais e tormentas que derrubam linhas de transmissão. As grandes empresas têm instalado, 
de prontidão, grupos geradores que automaticamente entram em funcionamento quando a 
energia da concessionária é desligada. Esses grupos geradores têm de ser bem dimensionados 
para atender bem as necessidades atuais e futuras da empresa, dentro de uma logística. Os 
combustíveis para esses geradores podem ser gasolina, álcool etanol, óleo diesel ou gás natural. 
A escolha deve ocorrer conforme fatores de disponibilidade, aplicações e custos.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Princípio de funcionamento de Motores CC
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Gerador elétrico de corrente alternada
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Geradores de corrente alternada e corrente contínua
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Análise de geração de corrente contínua e 
alternada II
APRESENTAÇÃO
APRESENTAÇÃO Olá! Nesta unidade, estudaremos análise de geração de corrente contínua e 
alternada, entendendo os sistemas CA monofásicos e trifásicos. Bons estudos! Ao final desta 
unidade você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar geradores monofásicos e polifásicos.•
Comparar sistemas CA em estrela e triângulo, vantagens e padrões.•
Relacionar os valores de tensão de fase e linha, corrente de fase e linha para ligações em 
estrela e triângulo.
•
INFOGRÁFICO
Conheça na ilustração o esquema do que veremos nesta unidade referente à análise de geração 
de corrente contínua e alternada - parte II.
CONTEÚDO DO LIVRO
Os sistemas monofásicos e trifásicos são os mais utilizados. 
 
Leia o livro Eletrotécnica II, de Frank D. Petruzella, da Série Tekne, que serve de base teórica 
para a unidade de aprendizagem. Inicie a leitura a partir do título Corrente Contínua (CC) e 
aprenda um pouco mais!
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DICA DO PROFESSOR
As cargas trifásicas podem ser alimentadas em configurações estrela ou triângulo. O sistema 
trifásico apresenta maior rendimento e tem menor fiação, em uma comparação com sistemas 
monofásicos, sendo mais econômicos para alimentação de cargas. As ligações podem ser feitas 
na configuração estrela ou triângulo. Temos para cada configuração estrela ou triângulo tensões 
de linha e fase, e correntes de linha ou fase.
Vamos acompanhar mais detalhes no vídeo.
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EXERCÍCIOS
1) , 1) Geradores trifásicos de corrente alternada têm cada fase defasada de:
A) 45 graus.
B) 60 graus.
C) 90 graus.
D) 120 graus.
E) 180 graus.
2) , 2) Geradores e cargas trifásicas podem ser ligados nas configurações:
A) Delta e triângulo.
B) Série e triângulo.
C) Estrela e triângulo.
D) Delta e paralelo.
E) Triângulo e série.
3) , 3) Medições de corrente e tensão feitas para um gerador trifásico conectado em 
estrela indicam uma tensão de fase de 240 Volts e uma corrente de linha de 30 
amperes. Qual o valor da Tensão de linha?
A) 220 Volts.
B) 240 Volts.
C) 380 Volts.
D) 415 Volts.
E) 480 Volts.
4) , 4) Medições de corrente e tensão feitas para um gerador trifásico conectado em 
estrela indicam uma tensão de fase de 240 Volts e uma corrente de linha de 30 
amperes. Qual o valor da corrente de fase?
A) 30 amperes.
B) 20 amperes.
C) 40 amperes.
D) 45 amperes.
E) 60 amperes.
5) , 5) Medições feitas de corrente e tensão em um gerador trifásico ligado em triângulo 
(também denominado delta) indicam uma tensão de linha de 480 Volts e uma 
corrente de linha de 100 amperes. Qual o valor da tensão de linha e da corrente de 
fase?
A) 380 Volts e 100 amperes.
B) 480 Volts e 100 amperes.
C) 380 Volts e 57,8 amperes.
D) 280 Volts e 100 amperes.
E) 480 Volts e 57,8 amperes.
NA PRÁTICA
Motores trifásicos são largamente utilizados, e pelo fato de ter maior rendimento, encontramos 
no mercado motores trifásicos de baixa potência, como 3 CV ou menos. As ligações do tipo 
estrela/triângulo são importantes para o acionamento (partida). O conhecimento das tensões de 
linha e fase, e das correntes de linha e fase, nas configurações estrela e triângulo, são 
importantes para o dimensionamento de sistemas de acionamento e manobra.
 
Exaustores industriais utilizam motores trifásicos de 1,5 cv
 
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Montagem de quadro elétrico estrela triângulo:
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Partida estrela triangulo:
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Eletricidade - Por que devemos usar a chave estrela triângulo?
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