Circuitos e Sistemas Elétricos

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Visão Geral de Circuitos e Sistemas 
Elétricos
Apresentação
Sistemas elétricos estão presentes no nosso cotidiano. Por meio deles, temos acesso à 
comunicação, ao transporte, ao entretenimento e a diversas outras aplicações que transformaram a 
sociedade ao longo do último século. 
 
Uma das aplicações de sistemas elétricos que ganharam destaque, principalmente em centros 
urbanos, foi na área da segurança residencial e industrial. Portões eletrônicos, câmeras de 
segurança e alarmes de movimento e incêndio são alguns exemplos de equipamentos que 
compõem circuitos elétricos voltados para a segurança.
 
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai elaborar suas primeiras ideias sobre circuitos e sistemas 
elétricos por meio da observação de exemplos comumente encontrados na prática. Além disso, vai 
aprender a interpretar diagramas fundamentais de circuitos elétricos, assim como compreender 
circuitos destinados à proteção e à segurança.
 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Demonstrar um conhecimento prático dos circuitos comumente encontrados em instalações 
elétricas.
•
Interpretar diagramas fundamentais de fiação elétrica.•
Compreender circuitos de campainha de porta, porta eletrônica, telefonia e sistemas de 
alarme.
•
Desafio
O papel do profissional eletricista no projeto de sistemas de segurança é fundamental para garantir 
a eficácia e a segurança do sistema. O seu trabalho passa por avaliar as necessidades do cliente até 
o projeto e a manutenção de sistemas elétricos.
Analise a situação descrita a seguir:
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/fc7b1573-f42d-44cd-889d-503c19eca465/fc4b9b48-d3a2-4b64-9dda-2c88663c5a8a.png
Tendo em vista o orçamento do cliente, quais dispositivos você escolherá para solucionar seu o 
problema?
 
Infográfico
Os sistemas elétricos de segurança são essenciais para proteger pessoas, propriedades e bens. Eles 
permitem que ações sejam tomadas por meio da detecção e monitoramento de possíveis ameaças. 
Além disto, são altamente versáteis, podendo ser projetados para melhor atender às necessidades 
dos clientes.
 
Neste Infográfico, você vai observar um exemplo de sistema de segurança e seus principais 
elementos.
 
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
 
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/f384400e-1ee2-428d-a378-e3f47836d7e9/cac75fc8-5302-41da-a40d-63f5498e43f5.png
 
Figura 1
Conteúdo do livro
Com a crescente demanda por segurança, os sistemas elétricos ocupam um papel de destaque na 
evolução e no aprimoramento de tecnologias nessa área. Essa evolução permite que os dispositivos 
de segurança apresentem maior versatilidade e supram as necessidades de nossa sociedade.
No capítulo Visão geral de circuitos e sistemas elétricos, base teórica desta Unidade de 
Aprendizagem, você vai entender mais sobre os circuitos elétricos e sua utilidade em sistemas de 
segurança por meio do sensoriamento de diferentes grandezas e do acionamento de alarmes e 
sistemas de comunicação. 
 
Boa leitura.
FRANK D. 
 
 PETRUZELLA
ELE
TRO- 
TÉC
NICA I
ELETROTÉCNICA I
FRANK D. PETRUZELLA
ELETRO- 
TÉCNICA I
Este é um livro prático para estudantes em um 
primeiro curso de eletricidade. Tendo trabalhado 
tanto no mercado quanto como instrutor em sala de 
aula, Frank Petruzella fornece uma abordagem única 
dos fundamentos da eletricidade, com uma riqueza 
de aplicações e de procedimentos que os aprendizes 
utilizarão em seu trabalho no dia a dia.
O texto começa abordando tópicos essenciais, com 
ênfase na segurança e nas ferramentas do campo da 
eletricidade. Em seguida, são abordados os componentes 
básicos, como resistores e relés, e a teoria elementar 
da eletricidade e do magnetismo. A obra também 
traz inúmeras ilustrações e exemplos diretamente 
relacionados ao trabalho prático.
A riqueza de conteúdos faz deste um livro indispensável 
para os cursos do eixo Controle e Processos Industriais, 
previstos pelo Ministério da Educação, no Programa 
Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego. 
FRANK D.
PETRUZELLA
Estudante: visite o ambiente virtual 
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ELETRICIDADE
49014 Eletrotecnica I.indd 1 24/07/13 14:12
Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB 10/2052
P498e Petruzella, Frank D.
 Eletrotécnica I [recurso eletrônico] / Frank D. Petruzella ; 
 tradução: Rafael Silva Alípio ; revisão técnica: Antonio 
 Pertence Júnior. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre : 
 AMGH, 2014. 
 Editado também como livro impresso em 2014.
 ISBN 978-85-8055-287-4
 1. Engenharia elétrica. 2. Eletrotécnica. I. Título.
CDU 621
O autor
Frank D. Petruzella tem uma extensa prática no campo de eletrotécnica, bem como muitos anos de experiência 
de ensino e de publicação de livros na área. Antes de se dedicar exclusivamente ao ensino, ele atuou como aprendiz 
e eletricista de instalação e manutenção. Mestre em Ciências pela Niagara University e Bacharel em Ciências pela 
State University of New York College-Buffalo, tem formação também em Eletrotécnica e Eletrônica pelo Erie County 
Technical Institute.
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Sistemas de sinal de baixa tensão
O significado do termo “baixa tensão” depende do contexto em que ele é usado. Em geral, os cir-
cuitos elétricos de sinal de baixa tensão encontrados em uma casa operam a partir de transforma-
dores abaixadores, cuja tensão primária é 127 V e a tensão secundária máxima é de cerca de 30 V. 
Esse nível de tensão mais baixo reduz o perigo de choque elétrico. Os sistemas de sinal de baixa 
tensão são empregados em campainhas, fechaduras de porta e sistema de segurança.
A instalação de circuitos de sinal de baixa tensão é, em muitos aspectos, mais barata e mais 
simples do que a fiação de um circuito elétrico comum. A alimentação é fornecida por um 
transformador aprovado para essa finalidade. Os transformadores aprovados têm embutida 
uma proteção contra sobrecorrente e são propositadamente limitados a valores muito bai-
xos de potência. Por essa razão, esses circuitos são às vezes chamados circuitos limitadores de 
energia. Admite-se que um curto-circuito nesse tipo de circuito não iniciará um incêndio ou 
constituirá qualquer outra ameaça à vida ou à propriedade.
Um transformador de campainha permanentemente conectado à alimentação de 127 VCA é 
usado para abaixar a tensão (Figura 16-1). As tensões padrão no secundário de um transfor-
mador de campainha são 6–10 VCA e 12–18 VCA. Eles são geralmente construídos de modo a 
serem instalados em um orifício de uma caixa de tomada metálica padrão, com os terminais 
primários de 127 V localizados dentro da caixa.
Fios de menor diâmetro são aprovados para uso em circuitos de sinal de baixa tensão. Por 
causa dos baixos níveis de corrente, um condutor de cobre de 0,75 mm2 com isolação ter-
moplástica é geralmente utilizado. Os condutores podem ser colocados em um revestimento 
(jaqueta) que forma um cabo (Figura 16-2) ou torcidos em conjunto sem um revestimento 
global. Os cabos para circuitos de campainha vêm comumente em cabos de dois, três, quatro 
e cinco condutores. Cada condutor é codificado por cores para a sua identificação e para faci-
litar a montagem e a manutenção do circuito. Os cabos são suportados por grampos especiais 
isolados, uma vez que o uso de grampos de metal pode danificar os condutores. É uma boa 
prática passara fiação da campainha separada dos circuitos de potência e de iluminação para 
evitar a transferência acidental de tensão para o circuito de sinal. Além disso, essa fiação deve 
ser mantida longe de tubos de água quente, dutos de ar quente e outras fontes de calor que 
possam danificar a sua isolação.
Fios de
baixa tensão
Transformador
Fios de 127 V
Conexão do transformador
127 V
16 V
Símbolo do transformador
Caixa
Figura 16-1 Conexão de um transformador de campainha.
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Isolamento termoplástico 0,75 mm2
Figura 16-2 Cabo de campainha com dois fios.
Circuito de campainha
A campainha é um dispositivo de sinal muito popular nas residências de modo geral. Uma 
campainha de porta típica de dois tons permite identificar sinais de dois lugares. Ela é consti-
tuída por dois solenoides elétricos de 16 V e duas barras de tom (também chamadas barras de 
timbre). Um solenoide, como você deve lembrar, é um eletroímã que tem um núcleo móvel. 
Quando uma tensão é momentaneamente aplicada ao solenoide frontal (associado à porta 
da frente), o seu núcleo móvel se desloca e atinge ambas as barras de tom. Quando uma 
tensão é momentaneamente aplicada ao solenoide traseiro (associado à porta de trás), o seu 
núcleo móvel atinge apenas uma barra de tom. Assim, um tom duplo (ding-dong) é produ-
zido por um sinal do solenoide frontal e um tom único é produzido pelo solenoide traseiro 
(Figura 16-3).
O quadro de terminais da unidade de campainha tem geralmente três terminais de parafuso 
(Figura 16-4). O terminal marcado com “F” (frontal ou frontal) é conectado a um dos lados 
do solenoide frontal (porta da frente). O terminal marcado com “B” (back ou traseiro) é co-
nectado a um dos lados do solenoide traseiro (porta de trás). O terminal marcado com “T” é 
conectado a ambos os terminais restantes dos solenoides. Isso torna o terminal “T” comum 
a ambos os solenoides.
O esquemático completo e uma amostra do quadro de sequência numérica da fiação são apre-
sentados na Figura 16-5. Um transformador 127 V/16 V é usado como fonte de alimentação. 
O circuito esquemático pode ser lido facilmente para mostrar como o circuito funciona. Aper-
tando o botão (tipo pushbutton) apropriado, o circuito entre os solenoides frontal e traseiro 
Solenoide frontalBarra de tom
frontal e traseira
Barra apenas
de tom frontal
Solenoide traseiro Batente
Frontal
Traseiro
Figura 16-3 Campainha de porta de dois tons.
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será devidamente fechado. Botões são usados em vez de interruptores de modo que o circuito 
permanecerá ativo apenas quando o botão estiver pressionado. Uma campainha de dois tons 
indica que o sinal é da porta da frente. Uma campainha de um único tom indica que o sinal é 
da porta de trás.
Quando esse circuito é ligado em uma casa, talvez haja diferentes tipos de esquemas de fiação e 
de passagem dos cabos para o mesmo esquemático. Aquele desenhado na Figura 16-6 é proje-
tado para simular um circuito típico de um layout residencial. O transformador fica comumente 
F T B
Símbolo da campainha
Quadro de terminais
F T B Unidade de campainha
Figura 16-4 Quadro de terminais da campainha.
Comum,
conectados
juntos
127 V
16 V 1, 3, 5
2, 8
4, 7
6, 9
Diagrama esquemático
BB
3 4
1 2
7
8
965
F F
Sequência numérica da fiação
Figura 16-5 Diagrama esquemático do circuito de campainha de porta.
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localizado no porão da casa*, com o seu primário de 127 V permanentemente ligado ao sistema 
elétrico da casa. Três passagens de cabo são usadas. Um cabo único de dois condutores é instala-
do do transformador para cada uma das portas e um cabo de três condutores vai do transforma-
dor para a campainha. A campainha está localizada em um local central no primeiro andar (ou 
no único andar da residência). Observe que os componentes foram enumerados de acordo com 
a sequência de numeração adotada no esquema. Os botões e o transformador estão representa-
dos pictoricamente. O diagrama de ligação é completado pela conexão dos terminais de acordo 
com o quadro da sequência de numeração da ligação. Use o código de cores da isolação do fio 
para identificar de forma correta as extremidades dos fios do cabo. Um cabo de dois condutores 
geralmente contém um fio preto e um branco (ou azul). Um cabo de três condutores costuma 
ter fios preto, branco (ou azul) e vermelho**. Esse tipo de fiação de sinal normalmente não requer 
a utilização de caixas de luz (ou caixas de tomada).
Circuito de porta eletrônica
O circuito de porta eletrônica é usado em alguns edifícios de apartamentos para permitir que 
cada apartamento destrave a entrada principal por controle remoto. Uma trava de porta ele-
trônica típica (Figura 16-7) é constituída de um eletroímã com uma armadura que serve como 
* N. de T.: Nas residências no Brasil, em que não é tão usual a existência de porões, como é o caso das residências ame-
ricanas, o citado transformador pode estar situado em algum outro ponto da residência, às vezes dentro do próprio 
sistema da campainha.
** N. de T.: Observe que a cor dos fios em nada altera as ligações elétricas apresentadas na Figura 16-6.
Campainha
Campainha
frontal
2/C
0,75 mm2
2/C
0,75 mm2
3/C
0,75 mm2
Campainha traseira
Transformador
Código de cor da isolação
 B – Preto
W – Branco
R – Vermelho
B
B
B
(7) (8) (9)
F T
B B
B
B
4
3
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Figura 16-6 Diagrama de fiação típico de um circuito de campainha.
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uma placa de trava de liberação. Quando uma corrente flui através do eletroímã, ele atrai a 
trava de liberação e permite que a porta seja aberta.
O esquemático com um exemplo de quadro de sequência numérica da fiação para um circuito 
simples de porta eletrônica de dois apartamentos é mostrado na Figura 16-8. O fluxo de cor-
rente para o eletroímã da porta eletrônica é controlado por dois botões de pressão conectados 
em paralelo. Esses botões (A1 e B1) estão localizados em seus respectivos apartamentos (João 
e Pedro). Ao pressionar o botão de qualquer um dos apartamentos, o circuito para o eletroímã 
da porta eletrônica é fechado. O fluxo de corrente para a campainha localizada no Apartamen-
to A (João) é controlado pelo botão de pressão A2, que está localizado na entrada (térreo). De 
Eletroímã
Placa da trava
de liberação
Trava da porta
Figura 16-7 Trava da porta eletrônica.
Quadro de sequência
numérica de fiação Porta eletrônica
1, 11, 7, 9
2, 4, 6, 14, 16
12, 3, 5
8, 13
10, 15
9
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 (Pedro)
A (João)
B (Pedro)
Figura 16-8 Circuito esquemático de porta eletrônica de dois apartamentos.
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modo similar, a corrente para a campainha localizada no Apartamento B (Pedro) é controlada 
pelo botão B2, que está também localizado na entrada do edifício.
Utilizado em conjunto com um sistema de intercomunicação, os visitantes se identificam a 
partir do hall de entrada (ou na parte externa do edifício, em alguns casos) e a porta é des-
bloqueada a partir do apartamento que está sendo chamado. Um esquema de ligações típico 
para os circuitos é mostrado na Figura 16-9.
As portas eletrônicas fazem parte dos sistemas de acesso via cartão eletrônico (Figura 16-10). 
Ao contrário das chaves utilizadas em uma trava mecânica, cartões de controle de acesso são 
empregados.Cada cartão de acesso de plástico contém informações codificadas. Quando um 
cartão é apresentado a um leitor, uma pesquisa de tabela (table lookup) é realizada por um con-
trolador baseado em microprocessador para determinar se o cartão está autorizado. Se o cartão 
estiver autorizado, o microprocessador emite um sinal para abrir a porta. Quando um cartão 
tiver que ser substituído ou for perdido ou roubado, o seu número é simplesmente excluído 
Apartamento A
(João)
A2 (João)
A1 B1
3 4 5 6
16 15
8 7 9 10
11
12
B
B
R
R
R
R
B
B
B
B
B
BW W
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W
W
W
R R
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B2 (Pedro)
Hall de entrada
Apartamento B
(Pedro)
Porta eletrônica
Figura 16-9 Esquema de ligação de porta eletrônica de dois apartamentos.
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Dica do professor
As instalações elétricas evoluíram ao longo dos anos. A fiação elétrica era montada sem padrão de 
qualidade. Eram usados fios fase e neutro apenas. Além disso, eram utilizados fusíveis do tipo 
cartucho. Raramente, eram utilizadas caixas de derivação para as conexões elétricas.
Os métodos usuais de cabeamento/fiação utilizam cabos ou dutos que são lançados em 
comprimentos contínuos entre as caixas elétricas, e essas caixas devem ser acessíveis para a 
inspeção e a manutenção.
Nesta Dica do Professor, você vai ter uma visão geral dos tipos mais comuns de circuitos e sistemas 
encontrados nas modernas instalações atuais.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/3dc5871bb8be4718d5861bf4db8a1bd3
Exercícios
1) Normas técnicas são estipuladas para garantir a segurança do profissional eletricista durante 
a instalação e a manutenção de circuitos elétricos. Além disso, essas normas preveem 
dispositivos de segurança que devem ser utilizados para assegurar o bem-estar dos usuários 
da rede elétrica. 
As atuais normas elétricas (NBR 5410, NR-10 e NR-12) indicam que, em corrente alternada 
(CA), por maior segurança, os acionamentos sejam feitos em tensão inferior a:
A) 127 volts.
B) 100 volts.
C) 60 volts.
D) 30 volts.
E) 12 volts.
O profissional eletricista tem como funções identificar os diferentes dispositivos encontrados em 
circuitos elétricos e compreender o seu funcionamento.
Observe a figura a seguir: 
 
2) 
Qual é o equipamento?
A) Porta eletrônica.
B) Campainha de porta tipo ding-dong.
C) Sensor por ultrassom.
D) Sensor magnético.
E) Sensor térmico.
Diferentes equipamentos e dispositivos podem estar conectados ao mesmo circuito elétrico. 
O profissional eletricista deve estar apto a identificar e instalar esses dispositivos.
Observe o circuito na imagem a seguir: 
3) 
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/16421d26-81fa-4321-ae75-56dd878969d4/633392b5-aae5-4942-9472-5cb87269395c.png
É correto afirmar que se trata de:
A) porta eletrônica de dois apartamentos em baixa tensão de acionamento.
B) porta eletrônica de dois apartamentos alimentada por 127 volts.
C) trava de porta eletrônica.
D) campainha residencial.
E) circuito de telefonia.
4) Os sensores são elementos fundamentais em diversos sistemas de segurança, permitindo detectar 
diferentes tipos de grandezas para acionamento de alarmes e dispositivos de proteção. Conhecer 
diferentes sensores é fundamental para que o profissional eletricista possa atender às 
necessidades do cliente.
Sabendo disso, observe a imagem a seguir: 
Assinale a alternativa que indica o sensor que está sendo ilustrado.
A) Proteção de perímetro.
B) Proteção de exteriores.
C) Proteção contra incêndio.
D) Proteção de área.
E) Proteção contra quebra de vidros.
5) No cotidiano do profissional, diferentes situações dependem do conhecimento a respeito de 
circuitos elétricos e, principalmente, de aplicações de sensores para o sucesso do projeto.
Sabendo da importância dos sensores, observe a imagem a seguir: 
Assinale a alternativa que indica o tipo de sensor que está representado na figura.
A) Sensor magnético.
B) Sensor de movimento infravermelho passivo.
C) Sensor tipo capacitivo.
D) Interruptor de emergência.
E) Sensor indutivo.
Na prática
A instalação de equipamentos de segurança é uma forma eficaz de aumentar a proteção de 
residências, estabelecimentos comerciais e industriais. Esses equipamentos podem ser instalados 
por profissionais capacitados e ajudam a aumentar a tranquilidade e a segurança dos usuários da 
instalação.
Confira, neste Na Prática, o caso de um atendimento visando à instalação e à manutenção de 
equipamento de segurança por um eletricista especializado.
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https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/9eb2c4ac-cc24-4f0f-a3bb-873441a8fba1/05d7965e-3485-4731-b1d6-cd092877911f.png
 
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Sensor: tipos de sensores e aplicações
Neste vídeo, você vai ver diferentes sensores, entendendo suas principais características e onde 
podem ser empregados.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Sistemas de segurança residencial
Neste vídeo, você poderá observar os tipos mais comuns de sensores utilizados em sistemas de 
segurança residencial e suas aplicações.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Abordagem baseada em aprendizado de máquina para detecção 
de alarmes industriais
Neste artigo, você vai saber sobre o uso de técnicas de aprendizado de máquina para aumentar a 
segurança de processos industriais por meio do uso inteligente e otimizado de alarmes e sensores 
presentes na instalação.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://www.youtube.com/embed/Xx94b1UGSeI
https://www.youtube.com/embed/Rb9x4XxqBT8
https://proceedings.science/sbai-2019/trabalhos/abordagem-baseada-em-aprendizado-de-maquina-para-deteccao-de-alarmes-industriais?lang=pt-br