Princípios de magnetismo e eletromagnetismo

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Princípios de magnetismo e eletromagnetismo 
A Natureza do Magnetismo: A maioria dos equipamentos elétricos depende diretamente ou 
indiretamente dos fenômenos associados ao magnetismo. Sem magnetismo o mundo elétrico 
que percebemos hoje não existiria. Existem, entretanto, alguns dispositivos elétricos que não 
se baseiam nos princípios do magnetismo. 
Ímãs Naturais: O fenômeno do magnetismo foi descoberto pelos chineses por volta de 2637 
AC. Os ímãs utilizados pelos chineses nas bússolas primitivas eram chamados de pedras guias. 
Agora se sabe que eram peças brutas de minério de ferro conhecido como magnetita. Como a 
magnetita tem propriedades magnéticas em seu estado natural, são classificados como ímãs 
naturais. Outro ímã natural é a própria terra. Todos os outros ímãs produzidos pelo homem 
são conhecidos como ímãs artificiais. 
Campos Magnéticos: Cada imã tem duas pontas que mais facilmente atraem pedaços de ferro. 
Estes pontos são chamados polos do ímã: o Polo Norte e o Polo Sul. Assim como as cargas 
elétricas de igual polaridade se repelem, polos magnéticos iguais também se repelem e polos 
iguais se atraem. O ímã atrai o ferro por causa da força que existe em torno do ímã. Esta força 
é chamada campo magnético. Embora seja invisível a olho nu, sua força pode ser mostrada por 
aspersão de limalhas de ferro pequeno em uma folha de vidro ou de papel sobre uma barra de 
ímã (Fig. 10-1a). A a limalha assume um padrão definido que descreve as linhas de força do 
campo magnético em torno do ímã. Por definição as linhas de força têm o sentido do Polo 
Norte ao Polo Sul para formar um círculo fechado de força. Quanto mais forte o imã, maior o 
número de linhas de força e quanto maior a área coberta pelo campo. A fim de visualizar o 
campo magnético sem limalhas de ferro, o campo é mostrado como linhas de força na Fig. 10-
1b. 
 
Fluxo Magnético ϕ: Todo o grupo de linhas de campo magnético, que fluem para fora do polo 
norte do ímã, chamase o fluxo magnético. O símbolo para o fluxo magnético é a letra grega 
minúscula ϕ (phi). A unidade SI de fluxo magnético é o weber (Wb). 
Densidade de Fluxo Magnético B: A densidade do fluxo magnético é o fluxo magnético por 
unidade de área de uma seção perpendicular à direção de fluxo. A equação para a densidade 
do fluxo magnético é 
Sendo: B = densidade de fluxo magnético em teslas (T) ϕ= fluxo magnético, Wb A = área em 
metros quadrados (m²). Vemos que a unidade de SI para B é webers por metro quadrado (Wb/ 
m²). Um weber por metro quadrado é chamado um tesla (1,0 Wb/ m² = 1,0 T). 
MATERIAIS MAGNETICOS: Materiais magnéticos são aqueles materiais que são atraídos ou 
repelidos por um ímã e que podem ser magnetizados. Ferro e aço são os materiais magnéticos 
mais comuns. Ímãs permanentes são aqueles que retêm o seu magnetismo quando o campo 
magnético é removido, como o aço de cobalto. Um ímã temporário é aquele que não tem 
nenhuma capacidade para manter um estado magnetizado, quando o campo magnetizando é 
removido. Permeabilidade refere-se à capacidade de um material magnético para concentrar o 
fluxo magnético. Qualquer material que é facilmente magnetizado tem alta permeabilidade. 
Uma medida de permeabilidade para materiais diferentes em comparação com o ar ou o 
vácuo é chamada de permeabilidade relativa. O símbolo para a permeabilidade relativa é μr. 
Não é expressa em unidades, porque é uma relação de duas densidades de fluxo, então as 
unidades se cancelam. 
CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS MAGNETICOS: Os materiais magnéticos são classificados 
segundo suas características magnéticas em magnéticos e não magnéticos, baseados nas 
fortes propriedades magnéticas do ferro. A classificação inclui três grupos: 
1. Materiais ferromagnéticos.Estes incluem o ferro, aço, níquel, cobalto e ligas comerciais, tais 
como alnico e Permalloy. Os ferrites são materiais não magneticos que têm propriedades 
ferromagnéticas. Os ferrites são materiais cerâmicos. A permeabilidade dos ferrites está na 
faixa de 50-3000. Uma aplicação comum é um núcleo de ferrite nas bobinas para 
transformadores de RF (radiofrequência) ou de fontes chaveadas. 
2. Materiais paramagnéticos. Estes incluem alumínio, platina, manganês e cromo. 
Permeabilidade relativa é um pouco mais de 1. 
3. Material diamagnético. Estes incluem, bismuto, antimônio, cobre, zinco, mercúrio, ouro e 
prata. Permeabilidade relativa é menor que 1. 
ELETROMAGNETISMO: Em 1819, um cientista dinamarquês chamado Oersted descobriu uma 
relação entre o magnetismo e a corrente elétrica. Ele descobriu que uma corrente elétrica que 
flui através de um condutor produz um campo magnético em seu entorno. Na Fig. 10-2a, 
mostra-se um padrão definido de anéis concêntricos em torno do condutor que representa o 
campo magnético da corrente no fio. Cada seção do fio tem este campo de força em torno 
dele em um plano perpendicular ao fio (Fig. 10-2b). A força do campo magnético em torno de 
um condutor carregado depende da corrente. Uma alta corrente produzirá muitas linhas de 
força, estendendo-se longe do fio, enquanto uma baixa corrente produzirá apenas algumas 
linhas (Fig. 10-3). 
 
 
 
Um sistema eletromecânico converte energia elétrica em mecânica e vice-versa. Os 
dispositivos que convertem energia elétrica em mecânica podem ser de movimento contínuo 
ou de movimento incremental. 
Exemplo de dispositivos de movimento contínuo: motores e geradores. 
Exemplo de dispositivos de movimento incremental: chaves e transdutores 
Há duas formas básicas de produção de forças por campos magnéticos: 
a) Alinhamento de fluxo. b) Interação entre campos magnéticos e condutores circulados por 
correntes elétricas 
Exemplos de alinhamento de fluxos 
Os alinhamentos das linhas de fluxo causam o encurtamento do circuito magnético e a 
redução da relutância. 
Exemplos de alinhamento de fluxos: 
 
 
 
Forma simplificada de um motor de relutância em que a força elétrica tende a alinhar o fluxo 
do rotor com o do estator. 
Exemplos de alinhamento de fluxos: 
 
 
 
Alinhamento de fluxos de duas bobinas que conduzem correntes elétricas. 
Exemplos de interação entre fluxos. 
 
 
Condutores carregados sofrem a ação de força quando colocados em campos magnéticos. 
Exemplos de interação entre fluxos. 
 
 
Condutores carregados sofrem a ação de força quando colocados em campos magnéticos. 
Instrumentos eletromagnéticos são baseados no princípio da interação: voltímetros, 
amperímetros, wattímetros, etc. Motores em geral também se baseiam no princípio da 
interação. 
Transformadores 
Um transformador é um equipamento eletromagnético contendo duas ou mais bobinas 
acopladas via fluxo magnético mútuo. As bobinas são conjuntos de espiras de fio enroladas em 
torno de um núcleo magnético. Para analisar um transformador ideal considera-se que o 
núcleo possui permeabilidade infinita, sem perdas, sem fluxo disperso e que o circuito elétrico 
não possui perdas (R=0). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
➢ Circuito elétrico equivalente do transformador ideal: apenas bobinas 
dos enrolamentos primário e secundário. Não há perdas no núcleo, não há 
dispersão de fluxo, não há quedas de tensão nos enrolamentos. 
 
Num transformador real há não idealidades não consideradas anteriormente: 
- Resistência nos enrolamentos; 
- Dispersão de fluxo nas bobinas; 
 - Saturação no núcleo e histerese; 
- Correntes parasitas induzidas no elemento 
magnético devido ao fluxo 
 
Modelo 
equivalente do 
transformador real 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O rendimento de um transformador é calculado por: ƞ = 
𝑃𝑠
𝑃𝑒
 
 
𝑃 𝑠 = 𝑃𝑒 – 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 𝑃𝑒 = 𝑃 𝑠 + 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ps= potênciade saída 
Pe= potência de entrada 
Conexão Δ-Y e diagramas fasoriais do primário e do secundário 
Autotranformadores 
Um autotransformador é essencialmente um transformador normal, 
cujos enrolamentos são conectados em série. Efetivamente, devido à 
conexão elétrica entre primário e secundário, se torna um 
equipamento menor, mais barato, com menores reatâncias de 
dispersão, perdas mais baixas, portanto mais eficiente, menor 
corrente de excitação e processa muito mais energia que o 
convencional. Entretanto perde sua característica de isolamento 
galvânico e ambos os enrolamentos devem suportar a tensão mais 
alta. 
Quando projetados para tal fim, os autotransformadores possuem único enrolamento, ou seja, 
uma bobina por fase com derivação de acordo com a tensão desejada na saída. A relação de 
transformação é, então, obtida da seguinte forma: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transformadores para Instrumentos: são equipamentos de baixa potência utilizados apenas 
para a alimentação de instrumentos de medição ou transdutores. 
Servem para informar valores de tensões e correntes em níveis adequados às medições ou 
sinais de controle. Podem ser: 
- Transformadores de Potencial (TP) ou 
- Transformadores de Corrente (TC). 
São utilizados na alimentação de: 
- Amperímetros, - voltímetros, - wattímetros, - relés, - circuitos de proteção, - CLP e outros 
dispositivos de controle. 
 
Máquina de Corrente Contínua 
Os motores em geral agem pela interação eletromagnética entre 
condutores carregados e/ou campos magnéticos provocados por ímãs 
ou eletroímãs. 
A Máquina de Corrente Contínua é composta por uma parte estática e 
outra móvel. 
A parte estática é chamada estator, onde geralmente se posicionam os 
polos com os enrolamentos de campo ou ímãs permanentes que 
substituem estes enrolamentos. 
Na parte móvel, chamada rotor, se posicionam os enrolamentos da armadura. 
É da interação entre estes campos magnéticos que surge o movimento e todas as relações que 
envolvem o funcionamento da Máquina de Corrente Contínua. 
 
 
 
Como gerador de corrente 
contínua a máquina se 
baseia na Lei de Faraday da 
indução eletromagnética: 
uma força eletromotriz 
(tensão) é induzida num 
condutor em movimento 
em uma região sob a ação 
de linhas de fluxo 
magnético em ângulo reto 
(90º) com o condutor. 
Apenas a parcela 
perpendicular ao fluxo 
induzirá tensão nos 
terminas do condutor. 
Se o condutor se mover a 
uma velocidade constante 
(u) numa área com fluxo 
magnético (Φ) surgirá uma 
tensão (e) em seus 
terminais conforme 
equações e figuras abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A direção da tensão induzida pode ser determinada pela regra da mão direita e 
equacionada por: 𝑒 = ∫ 𝑙𝑢𝐵𝑑𝑙 
A ação motora respeita a Lei de Ampère para as linhas de campo 
perpendiculares ao condutor: 𝐹 = 𝐵(𝑙𝑖) 
 
 
Como somente uma tensão CA é produzida nos terminais dos condutores da Figura a, o torque 
provocado será de natureza também senoidal, como na Figura b, com valor médio nulo. 
Assim, como a fonte do campo é CC (ímãs fixos), o torque resultante alinhará a bobina em uma 
posição neutra, conforme Figura a(An elementary ac generator). 
Para tornar o torque médio diferente de zero, algumas modificações são necessárias, como 
mostra a figura abaixo. 
Perceba que os dois anéis da figura anterior foram transformados em um único e particionado, 
formando o comutador. 
Agora, se obtém tensão unidirecional (CC), ainda que variável. 
Dessa forma, a tensão induzida nos terminais da bobina da armadura terá valor médio definido 
e diferente de zero. Veja Figura b. 
 
Para uma bobina única a tensão é de 
baixa qualidade e pulsante, mas quando 
se utilizam conjuntos de bobinas 
espacialmente distribuídas no núcleo da 
armadura e conectadas em paralelo o 
efeito do comutador produz uma tensão 
contínua retificada com baixa ondulação. 
 
Enrolamentos de Armadura e outras partes físicas da Máquina CC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aplicações da Máquina de CC 
Máquinas CC são aplicadas em 
situações que se requeiram: 
- Velocidade variável desde zero a 
valores muito altos; 
- Altos torques de partida; 
 - Controle fino da velocidade 
(precisão); 
 - Controle fácil (pela tensão de 
terminal). 
 
 
 
 
 
 
Máquinas de Indução 
A máquina de indução é a mais utilizada industrialmente e, por esse motivo, é a mais estudada 
e conhecida no mercado. 
Como as outras máquinas rotativas a máquina de indução é constituída por duas partes 
principais: armadura ou estator e rotor. 
No estator são alojados os enrolamentos no núcleo de material ferromagnético (em ranhuras), 
da mesma forma que a máquina síncrona e também a máquina de corrente contínua. Na 
verdade, o estator de uma máquina de indução é exatamente igual ao de uma máquina 
síncrona. 
O rotor da máquina de indução é cilíndrico e pode conter: -enrolamentos alojados em 
ranhuras da mesma forma que o estator ou -barras curto-circuitadas de material condutor 
(geralmente alumínio) no formato de uma gaiola de esquilo, daí o nome comum de motor de 
indução em gaiola de esquilo. 
 
Principais características dos Motores de Indução: 
- Podem ser monofásicos ou trifásicos; 
- São de baixo custo; 
- Requerem pouca manutenção; 
- São os de menor volume em comparação aos outros tipos de motores; 
- Associados a inversores possuem excelente controlabilidade; 
 - Apresentam bom rendimento (boa eficiência energética); 
- Apresentam baixo ruído 
- São os mais utilizados na indústria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Máquina Síncrona: O funcionamento da máquina síncrona age pela 
interação eletromagnética entre condutores carregados e/ou campos 
magnéticos provocados por ímãs ou eletroímãs, da mesma forma que a 
máquina CC. 
A Máquina Síncrona recebe este nome por operar com velocidade 
angular fixa, igual a da rede e em sincronismo com ela. Pode operar como 
motor ou como gerador. A Máquina Síncrona é composta por uma parte 
estática, chamada de estator, onde se posicionam os enrolamentos 
trifásicos (parte de potência) e por uma parte móvel, chamada rotor, 
onde se localizam os enrolamentos de campo. É da interação entre estes 
campos magnéticos que surge o movimento (para operação como 
motor) e todas as relações que envolvem a geração de tensão 
(funcionamento como gerador). 
Rotores cilíndricos são utilizados em máquinas de alta velocidade e poucos polos. 
Rotores salientes são utilizados em máquinas de baixa velocidade e muitos polos. 
 
 
 
A máquina síncrona 
opera com base na Lei de 
Faraday da indução 
eletromagnética: uma 
força eletromotriz 
(tensão) é induzida num 
condutor em movimento 
numa região sob a ação 
de linhas de fluxo magnético em ângulo reto (90o) com o condutor. 
Apenas a parcela perpendicular ao fluxo induzirá tensão nos terminas do condutor. 
Se o condutor se mover a uma velocidade constante numa área com fluxo magnético surgirá 
uma tensão em seus terminais, tal qual ocorre numa máquina CC. 
Na ilustração o campo está fixo e o enrolamento em movimento, mas nas máquinas síncronas 
modernas o campo se move e os enrolamentos ficam fixos. 
Considerando um rotor cilíndrico como na figura abaixo as tensões trifásicas geradas serão 
senoidais e defasadas 120º uma da outra. 
 
 
 
As tensões trifásicas são geradas pela rotação do rotor e a ação do campo em relação aos 
enrolamentos fixos da armadura (estator). 
Fundamentos da Máquina Síncrona 
Deseja-se que a frequência num gerador seja fixa e no caso do motor que sua velocidade seja 
constante. Sabe-se que:Um motor síncrono não consegue partir sozinho, pois o campo girante do estator é 
estabelecido instantaneamente e não consegue girar o rotor. 
Para que o motor parta é necessário um meio auxiliar para colocá-lo a girar próximo da 
velocidade síncrona e, então, estabelecer o campo girante do estator. 
Isto ocorre porque perto da velocidade síncrona é possível estabelecer o sincronismo entre os 
fluxos magnéticos produzidos pelos enrolamentos do campo e da armadura. 
O circuito equivalente da máquina síncrona é dado por: 
 
 
 
Não é comum representar o circuito de campo na máquina síncrona. 
Este é normalmente excitado por meio de uma fonte CC externa ou 
auto excitado por meio de retificadores. 
Aplicações dos Motores Síncronos: - Situações em que se requeira 
velocidade constante com precisão; - Situações em que se 
requeira controle do fator de potência, já que o motor síncrono 
pode operar como capacitor, indutor ou resistor; - Alta potência. 
 
 Conclusão sobre rotores: 
 
Distribuição de Energia em Média e Baixa Tensão Redes de Energia Elétrica 
Desde a descoberta da eletricidade ainda não foi possível transmitir a energia elétrica pelo ar, 
ao menos não de forma economicamente viável. Há a necessidade de encaminhar a energia 
gerada nas usinas, sejam elas térmicas, hidráulicas, termonucleares, eólicas, solares, etc., até 
os centros urbanos -onde, em sua maioria, a energia elétrica será consumida. Há a necessidade 
de construção das redes de energia elétrica –do contrário, não haveria como a energia gerada 
chegar ao seu destino final. 
Redes de Energia Elétrica: Ao sair das usinas e seus geradores, a eletricidade é transportada 
por cabos aéreos, ou seja, cabos visíveis por não estarem enterrados, sendo revestidos ou não 
por camadas isolantes e fixados em grandes (e altas) torres de metal. Chamamos a todo esse 
conjunto de cabos e torres de rede de transmissão de energia elétrica. As Transmissoras de 
energia costumam administrar as Linhas de Transmissão com as maiores tensões; contudo, há 
também redes de menor tensão dentro das próprias distribuidoras de energia elétrica, isso 
para permitir que as distribuidoras possam levar a energia de tensões menores e mais seguras 
aos clientes de sua área de concessão. Outros elementos importantes das redes de 
transmissão são os isolantes de vidro ou porcelana que circundam e sustentam os cabos, 
impedindo descargas elétricas durante o trajeto e, com isso, prevenindo acidentes e 
minimizando custos de perdas e manutenção. Além das linhas de transmissão propriamente 
ditas, as redes de transmissão de energia elétrica também são compostas por subestações de 
transformação, dotadas de transformadores e equipamentos de proteção e controle. O 
sistema elétrico nacional é regido por uma série de normas e procedimentos. Em nível 
nacional a regulamentação é regida pela ANEEL, mas cada concessionária ou permissionária 
tem suas regras próprias para determinados procedimentos em conformidade com as regras 
gerais da ANEEL. As concessionárias possuem áreas de abrangência definidas, elas podem 
coincidir com a área de um estado, parcela dele ou região independente de divisões regionais, 
geográficas ou políticas. A ANEEL regulamenta a distribuição tendo como base o PRODIST 
(Procedimentos de Distribuição). Os Procedimentos de Distribuição são documentos 
elaborados pela ANEEL, com a participação dos agentes de distribuição e de outras entidades e 
associações do setor elétrico nacional, que normatizam e padronizam as atividades técnicas 
relacionadas ao funcionamento e desempenho dos sistemas de distribuição de energia 
elétrica. Classificação das tensões: O sistema é basicamente dividido em dois grupos, o de Alta 
Tensão e o de Baixa Tensão 
Grupo A: • Grupamento composto de unidades consumidoras com fornecimento em tensão 
igual ou superior a 2,3 kV, subdividido nos seguintes subgrupos: a) Subgrupo A1 -tensão de 
fornecimento igual ou superior a 230 kV. b) Subgrupo A2 -tensão de fornecimento de 88 kV a 
138 kV. c) Subgrupo A3 -tensão de fornecimento de 69 kV. d) Subgrupo A3a -tensão de 
fornecimento de 30 kV a 44 kV. e) Subgrupo A4 -tensão de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV. f) 
Subgrupo AS -tensão de fornecimento inferior a 2,3 kV, atendidas a partir de sistema 
subterrâneo de distribuição. As tensões acima de 138 kV são utilizadas em redes de 
transmissão. As tensões de 138 kV e abaixo são denominadas de sub-transmissão, pois 
normalmente são utilizadas nos sistemas das próprias concessionárias. 
Grupo B: Grupamento composto de unidades consumidoras com fornecimento em tensão 
inferior a 2,3 kV, subdividido nos seguintes subgrupos: 
a) subgrupo B1 –residencial; b) subgrupo B2 –rural; c) subgrupo B3 –demais classes; d) 
subgrupo B4 –Iluminação Pública. Ainda que a norma diferencie apenas AT e BT, 
industrialmente se utiliza o termo Média Tensão –MT para caracterizar tensões de utilização 
de 1 kV a 69 kV. 
Assim, industrialmente se estabelecem os termos gerais: 
• Alta Tensão (AT) –acima de 69 kV • Média Tensão (MT) –entre 1 kV e 69 kV • Baixa Tensão 
(BT) –abaixo de 1 kV 
Noções de Instalações Elétricas: Instalação Elétrica é um conjunto de componentes 
elétricos associados e com características coordenadas entre si e com uma finalidade 
determinada. A finalidade da instalação é o uso da energia elétrica. As instalações elétricas 
compreendem a fiação e todos os equipamentos necessários para a geração, transmissão e 
distribuição da energia elétrica em uma residência, edifício ou indústria. Geração, transmissão 
e distribuição envolvem as concessionárias e/ou permissionárias do sistema elétrico nacional. 
As instalações de residências, comércios e indústrias são de responsabilidade dos 
consumidores e devem respeitar as normas nacionais (NBR 5410) e as das concessionárias ou 
permissionárias. Em Santa Catarina a Concessionária de maior abrangência é a CELESC 
(Centrais Elétricas de Santa Catarina). Norma Brasileira: ABNT NBR 5410- Fornecimento de 
energia em tensão primária de distribuição. 
As instalações elétricas são classificadas quanto ao nível de tensão em: 
1. Baixa Tensão (BT) se: 𝑉𝑛 ≤ 1000 𝑉 se for corrente alternada (CA) ou 𝑉𝑛 ≤ 1500 𝑉 se corrente 
contínua (CC); 
2. Alta Tensão (AT) se: 𝑉𝑛 > 1000 𝑉 se for corrente alternada (CA) ou 𝑉𝑛 > 1500 𝑉 se corrente 
contínua (CC); 
3. Extra Baixa Tensão (EBT) se: 𝑉𝑛 ≤ 50 𝑉 se for corrente alternada (CA) ou 𝑉𝑛 ≤ 120 𝑉 se 
corrente contínua (CC); 
Componentes de uma instalação: Além dos cabos (fios) e tomadas, há dispositivos essenciais 
numa instalação elétrica, são os dispositivos de proteção. Os dispositivos de proteção servem 
para proteger: • a vida humana • o equipamento • os cabos • o patrimônio. 
Os principais dispositivos de proteção são: • fusíveis • disjuntores • DR –dispositivo diferencial 
residual. 
Fusível: é um dispositivo de segurança que tem a função de interromper a passagem de 
corrente elétrica quando ela ultrapassar o limite permitido, evitando assim um curtocircuito. 
Um curto-circuito pode causar incêndios, explosões ou danos a alguns equipamentos do 
circuito, os fusíveis são bastante usados nos eletrodomésticos. 
Alguns fusíveis são feitos de uma pequena liga metálica, geralmente o chumbo, de baixo ponto 
de fusão, pois quando a intensidade da corrente elétrica ultrapassa o limite do fusível, essa liga 
se esquenta e se funde, cortando, assim, a passagem de corrente elétrica. 
O tempo que o fusível demora para fundir é proporcional ao quadrado da corrente aplicada e 
da inércia térmica do material da liga metálica utilizada, portanto com a variação desse 
material, pode-se ter fusível de ação muito rápida, rápida, média, lenta ou muito lenta. 
Normalmente o valor da corrente que o fusível suporta vem expressa no seu próprio corpo. 
A representação esquemática de um fusível é a seguinte:Disjuntor: É um dispositivo eletromecânico, que funciona como um interruptor automático, 
destinado a proteger uma determinada instalação elétrica contra possíveis danos causados por 
curto-circuito e sobrecargas elétricas. Sua função básica é detectar picos de corrente que 
ultrapassem o adequado para o circuito, interrompendo-a imediatamente antes que os seus 
efeitos térmicos e mecânicos possam causar danos à instalação elétrica protegida. 
Uma das principais características dos disjuntores é a sua capacidade de poderem ser 
rearmados manualmente, depois de interromperem a corrente em virtude da ocorrência de 
uma falha. Diferem assim dos fusíveis, que têm a mesma função, mas que ficam inutilizados 
quando realizam a interrupção. Os disjuntores servem também como dispositivos de manobra, 
funcionando como interruptores normais que permitem interromper manualmente a 
passagem de corrente elétrica, ainda que esta função não seja recomendada, já que há 
desgaste de material e a sua inutilização em função do limite máximo de manobras. 
Existem diversos tipos de disjuntores. Podem ser desde pequenos dispositivos que protegem a 
instalação elétrica de uma única habitação até grandes dispositivos que protegem os circuitos 
de alta tensão que alimentam uma cidade inteira. 
DR –Dispositivo Diferencial Residual: O Interruptor DR mede permanentemente a soma 
vetorial das correntes que percorrem os condutores de um circuito. Se o circuito elétrico 
estiver funcionando sem problemas, a soma vetorial das correntes nos seus condutores é 
praticamente nula. Ocorrendo falha de isolamento em um equipamento alimentado por esse 
circuito, irromperá uma corrente de falta à terra. Quando isto ocorre, a soma vetorial das 
correntes nos condutores monitorados pelo DR não é mais nula e o dispositivo detecta 
justamente essa diferença de corrente. Da mesma forma, se alguma pessoa vier a tocar uma 
parte viva do circuito protegido, a corrente circulará pelo corpo da pessoa, provocando um 
desequilíbrio na soma vetorial das correntes. Este desequilíbrio será também detectado pelo 
DR, tal como se fosse uma corrente de falta à terra. A instalação do DR não dispensa a 
instalação de um disjuntor. Entretanto, há no mercado dispositivos DR e disjuntores integrados 
em um só produto, facilitando a instalação e otimizando o espaço. Para que a instalação 
elétrica seja adequada tecnicamente e segura deve-se seguir determinadas prescrições 
normatizadas. A NBR 5410 é a norma central de instalações elétricas no Brasil e está alinhada 
com a norma internacional IEC 60364 de uso primordialmente europeu. Outras normas devem 
ser seguidas em complementação, pois cada componente da instalação pode ter uma norma 
específica de fabricação ou especificação, já que para se ter uma certa uniformidade no 
mercado os produtos são padronizados em termos de seus desempenhos mínimos. Assim, 
condutores, tubulações, dispositivos de manobra, dispositivos de proteção, etc. terão suas 
especificações mínimas padrões e normatizadas. 
Dimensionamento de Fios e Cabos: O dimensionamento técnico de um circuito baseia-se na 
aplicação das diversas prescrições da NBR 5410 em relação à escolha da seção de um condutor 
e seu respectivo dispositivo de proteção. São aconselhados seis cálculos para o correto 
dimensionamento: 1. seção mínima; 2. capacidade de condução de corrente; 3. queda de 
tensão; 4. proteção contra sobrecargas; 5. proteção contra curtos-circuitos e 6. proteção 
contra contatos indiretos. 
Aquele que apontar a maior seção circular de condutor deve ser o utilizado. 
1. Seção Mínima 
Condutor Fase: a seção dos condutores de fase, 
em circuitos de corrente alternada, e dos 
condutores vivos, em circuitos de corrente 
contínua, não deve ser inferior ao valor pertinente 
dado na Tabela 47 da NBR 5410. Condutor 
Neutro: o condutor neutro não pode ser comum a 
mais de um circuito e deve ter a mesma seção do 
condutor de fase. 
2. Capacidade de Condução de Corrente As prescrições da NBR 5410 são destinadas a garantir 
uma vida satisfatória a condutores e isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos 
pela circulação de correntes equivalentes às suas capacidades de condução durante períodos 
prolongados em serviço normal. Os métodos de instalação são os indicados na IEC 60364-5-52, 
para os quais a capacidade de condução de corrente foi determinada por ensaio ou por 
cálculo. São eles: A1: condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em 
parede termicamente isolante; A2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido 
em parede termicamente isolante; B1: condutores isolados em eletroduto de seção circular 
sobre parede de madeira; B2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede 
de madeira; C: cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede de madeira; D: cabo 
multipolar em eletroduto enterrado no solo; E: cabo multipolar ao ar livre; F: cabos unipolares 
justapostos (na horizontal, na vertical ou em trifólio) ao ar livre; G: cabos unipolares espaçados 
ao ar livre. Consulte Tabelas 35 a 39 da NBR 5410. 
3. Queda de Tensão Em qualquer ponto de utilização da instalação, a queda de tensão 
verificada não deve ser superior aos seguintes valores, dados em relação ao valor da tensão 
nominal da instalação: a) 7%, calculados a partir dos terminais secundários do transformador 
MT/BT, no caso de transformador de propriedade da(s) unidade(s) consumidora(s); b) 7%, 
calculados a partir dos terminais secundários do transformador MT/BT da empresa 
distribuidora de eletricidade, quando o ponto de entrega for aí localizado; c) 5%, calculados a 
partir do ponto de entrega, nos demais casos de ponto de entrega com fornecimento em 
tensão secundária de distribuição; d) 7%, calculados a partir dos terminais de saída do gerador, 
no caso de grupo gerador próprio. 
Para circuitos de motores, ver também itens 6.5.1.2.1, 6.5.1.3.2 e 6.5.1.3.3 da NBR 5410. 
Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%. 
4. Proteção Contra Sobrecargas e 5. Correntes de Curto-circuito 
A proteção contra correntes de sobrecarga ou de curto-circuito é prescrita na norma visando a 
proteção do condutor. Isto não garante a proteção do equipamento que o condutor alimenta, 
veja o que diz a Nota do item 5.3.1.3 da NBR 5410: “A proteção dos condutores realizada de 
acordo com esta seção não garante necessariamente a proteção dos equipamentos ligados a 
esses condutores.” Dessa forma, as regras estabelecidas nos itens 5.3.3 (Proteção Contra 
Correntes de Sobrecarga) e 5.3.4 (Proteção Contra Correntes de Curto-circuito) têm como 
ênfase exclusivamente a proteção dos condutores de um circuito. 
6.Proteção Contra Contatos Indiretos 
Só se aplica aos casos em que houver seccionamento automático da alimentação. É atribuído a 
dispositivos de sobre corrente. Deve-se assegurar que o circuito seja automaticamente 
desligado caso algum dos equipamentos por ele alimentados venha a sofrer uma falta à terra 
ou à massa capaz de originar uma tensão de contato perigosa. 
Quadro de Distribuição: deve ser localizado em ambiente de fácil acesso e deve ser pensado 
para facilitar os serviços de instalação e manutenção, visando a otimização de materiais e a 
organização da instalação. Pode ser dividido em tantos quantos forem necessários. 
Os dispositivos de seccionamento e proteção nele instalados devem ser dispostos de maneira 
organizada e identificados por circuitos que alimentam e protegem. A instalação deve garantir 
a fácil identificação e a segurança para os usuários. 
 
 
 
 
 
- O dimensionamento de fios e cabos condutores de eletricidade é feito utilizando-se de seis 
critérios especificados na NBR 5410. Assinale a única alternativa em que esses seis critérios estão 
citados adequadamente. 
b. seção mínima; capacidade de condução de corrente; queda de tensão; proteção contra 
sobrecargas; proteção contra curtos-circuitose proteção contra contatos indiretos. 
- Um motor de indução de 10 CV, 380 V de linha, 2 polos, 60 Hz opera com escorregamento de 
2,77%. Qual a velocidade do eixo em rpm? 
3500 rpm. 
- Em relação aos dispositivos de proteção assinale as afirmações corretas. Escolha uma ou mais: 
a. Os fusíveis são dispositivos de proteção baseados na ação térmica da corrente elétrica que 
funde o material quando a corrente ultrapassa o valor especificado para o dispositivo por um 
certo intervalo de tempo. CERTA 
b. Os disjuntores termomagnéticos são dispositivos de proteção que aliam a ação térmica e 
eletromagnética em um só dispositivo. 
c. O disjuntor uma vez acionado tem de ser trocado por um novo, pois não pode ser rearmado. 
d. O fusível tem a vantagem de poder ser rearmado toda vez que é acionado. 
 e. O dispositivo diferencial residual atua quando a corrente ultrapassa o valor máximo da 
corrente da carga. 
 f. O dispositivo diferencial residual atua quando a diferença da corrente que flui para o circuito 
comparada com a que volta for maior que o valor ajustado para disparo, protegendo o circuito 
de eventuais problemas de fuga de corrente. CERTA 
- Uma bobina é constituída por espiras de fio condutor enroladas em torno de um cilindro de 
material ferromagnético. Sabendo que a bobina possui N=100 espiras e que por ela circula uma 
corrente de I=2,5 A, calcule a força magnetomotriz desenvolvida pela bobina, assinalando a 
resposta correta. 250 Ae 
- Um motor síncrono de 50 kVA, 440 V de linha, 8 polos, 60 Hz, opera a plena carga. Qual a 
velocidade do eixo em rpm? b. 900 rpm 
- Um transformador de 15 kVA possui 500 espiras no enrolamento primário e 250 espiras no 
enrolamento secundário. Qual será a tensão do secundário se o transformador for alimentado 
por uma tensão de 220 V no lado primário? 
b. 110 V 
- Um transformador alimenta carga nominal de 1450 W. Sabendo-se que suas perdas totais são 
de 50 W calcule o seu rendimento e assinale a resposta correta. 
 96,7 % 
- Os materiais podem ser classificados em magnéticos e não magnéticos baseados nas fortes 
propriedades magnéticas do ferro. Entretanto, como materiais magnéticos com propriedades 
fracas podem ser importantes em certas aplicações, a classificação é feita em três grupos. 
Assinale a afirmativa correta em relação a classificação dos materiais em relação ao 
magnetismo: 
Materiais ferromagnéticos, materiais paramagnéticos e materiais diamagnéticos. 
- Em instalações elétricas a proteção é utilizada para prevenir danos às pessoas, aos 
equipamentos, à própria instalação e ao patrimônio. Dentre os principais dispositivos de 
proteção assinale a alternativa correta. 
b. fusível, disjuntor e dispositivo diferencial residual (DR) 
- Um motor de corrente contínua de 5 kW, 250 V operando a plena carga consome qual valor de 
corrente da fonte? 
20 A