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2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 96 2.3 Eletricidade Básica Eletricidade – É a designação comum dada aos fenômenos, em que estão envolvidas cargas elétricas em repouso ou em movimento. Fenômenos elétricos – São considerados fenômenos elétricos todos, aqueles que envolvem cargas elétricas em repouso ou em movimento. As cargas em movimento são usualmente os elétrons. A importância da eletricidade advém essencialmente da possibilidade de se transformar a energia da corrente elétrica em outra forma de energia, quer seja mecânica, térmica, luminosa ou outras quaisquer. Classificação dos materiais encontrados na natureza – Podemos dividir os materiais em três grupos distintos: Condutores – A sua principal característica é a sua capacidade de conduzir corrente elétrica de um átomo para outro, através dos elétrons livres. Ex.: Os metais Isolantes – Nos materiais isolantes, não há praticamente deslocamento de cargas elétricas. Ex.: Borracha, o Vidro, o fenolite. Semicondutores – São aqueles que apresentam simultaneamente características dos isolantes e dos condutores. Ex.: O Silício e o Germânio são materiais, os quais são encontrados na natureza. Obs.: Quando adicionamos certas substâncias a um semicondutor, suas propriedades elétricas sofrem profundas alterações, o que torna os semicondutores com características especiais. Ex.: Os diodos e transistores são exemplos desse processo utilizado nos semicondutores, com a finalidade de obter esses componentes eletrônicos EX.: O microprocessador Pentium 4 possui no seu interior mais de 8 milhões de transistores. As memórias eletrônicas, os circuitos integrados, chipset, e os processadores do PC são formados por transistores. Veja o exemplo das memórias eletrônicas, usadas nos computadores. A memória ROM BIOS, a memória RAM, a memória Cachê, a memória CMOS. Obs.: O transistor foi eleito como a maior invenção do século XX. Atenção: O transistor tem a função de amplificar os sinais elétricos, regular a corrente elétrica, e pode também trabalhar como chave eletrônica de comutação rápida. Obs.: As memórias eletrônicas são formadas no seu interior por transistores, capacitores e diodos. As memórias de massa utilizam um material para guardar as informações, por exemplo: a) fita magnética b) a mídia do CD, DVD ou HD. Podemos citar alguns exemplos de equipamento eletrônico, que funcionam como memória de massa. a) HD b) DVD c) CD Defeitos: O calor é responsável por vários problemas no computador. O motivo deve-se ao fato, que os semicondutores quando estão aquecendo ou recebendo calor além do normal, não funcionam corretamente. Hki03 TQO"DKQU Ogoôtkc"TCO Vtcpukuvqtgu 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 97 Tensão Elétrica A tensão elétrica – É a diferença de potencial elétrico (DDP) entre dois pontos de um circuito. A unidade de medida da tensão elétrica é o Volt , indicada pela letra (V). Como múltiplo temos Kvolts = KV a) Kilovolts = 1 KV = 10³V = 1000V 2 KV = 2 x 10³ = 2000V b) Megavolts MV = 106V = 1000000V Como submúltiplos temos: a) Milivolts (mV) = 10-3 V = 0, 001V = V 1000 1 b) Microvolts (µ V) = 10-6 V = 0, 000001V = V 1000000 1 Explicação: Como já estudamos anteriormente, a tensão elétrica pode ser do tipo alternada ou contínua e o instrumento específico para medir a tensão elétrica é o voltímetro, o qual está inserido no multiteste, o qual é também chamado de multímetro. Os equipamentos eletrônicos conforme já foi explicado, necessitam de uma tensão contínua “pura”, para que funcionem corretamente. Isso deve-se ao fato, que os transistores só funcionam corretamente, com uma tensão contínua. Sendo assim, podemos obter uma tensão contínua de duas maneiras, são elas: a) Retificando a tensão alternada, a qual existe na rede elétrica residencial, comercial ou industrial. b) Através de processo químico. Você deve saber, que a tensão alternada senoidal com a freqüência de 60Hz quando é retificada por meio de diodos retificadores e depois filtrada e armazenada através de capacitores, irá transforma-se, em uma tensão contínua “pura”, a qual não varia de valor nem sentido com o tempo. Essa tensão contínua obtida por esse processo de (retificação e filtragem) não é 100% perfeita, contudo os equipamentos funcionam normalmente. Já a tensão contínua obtida por processo químico, é 100% perfeita. Na tensão alternada, vamos verificar a existência de ruídos elétricos, interferências e transientes. Ex.: As tensões contínuas obtidas na saída da fonte dos computadores, serão encontradas nos fios amarelo com (+12 v), no fio vermelho com (+5V), no fio azul com (-12V), no fio branco com (-5V), e o fio laranja da fonte ATX com (3,3V). Obs.: Veja na Fig.2, os dois capacitores de filtro, mais a ponte retificadora, a qual possui internamente os diodos retificadores. Ex.: As baterias. Nos computadores, mais especificamente na placa mãe do mesmo, encontramos uma bateria que alimenta a memória CMOS, a qual guarda a configuração dos dados do PC. Fig.2 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 98 Corrente Elétrica A corrente elétrica – É o movimento ordenado do fluxo de elétrons no condutor, isso só irá existir em um circuito fechado, quando esse é submetido a uma diferença de potencial elétrico, nesse momento passa a gerar um campo magnético e calor nesse condutor. A unidade de medida da corrente elétrica é o Ampère, indicada pela letra (A). Como múltiplo temos: a) Kiloampère 1KA = 10³A = 1000A b) Megaampère 1MA = 106A = 1000000A Como submúltiplo temos: a) Miliampère (mA) = 10-3A = 0,001A = A 1000 1 b) Microampère (µ A) = 10-6A = 0, 000001A = A 1000000 1 A corrente elétrica pode ser: 1 - Corrente alternada – É aquela cuja intensidade, valor e sentido variam com o tempo. Ex.: A tensão da rede elétrica é do tipo alternada senoidal. A tensão alternada também é obtida por meio de um microfone, quando submetido a um sinal sonoro, mas essa não será senoidal. Obs.: Os multímetros utilizam as siglas (ACA ou A~), para informar ao usuário, as escalas de medidas para a corrente alternada. 2 - Corrente contínua – É aquela cuja intensidade de corrente é constante, nunca invertendo o sentido. Sigla (DCA, Dcma, A ………… ). Obs.: Os multímetros utilizam as siglas (DCA, Dcma, A ...), para informar ao usuário, as escalas de medidas para a corrente continua. Obs.: o instrumento específico para medir corrente elétrica, é o amperímetro. Você agora irá conhecer os dois equipamentos mais utilizados para medir uma corrente elétrica são eles: a) Alicate amperímetro b) O amperímetro de linha Atenção: Quando compramos uma fonte do PC original, a mesma vem selecionada para trabalhar com 110 volts, nesse caso o fusível interno é de 5, 6, 7 ou 8 ampères, esses valores tem relação direta com a potência da fonte. A qual é dada em Watts. Veja a Fig. 4 e 5. Quando desejamos trabalhar com o computador em 220 v, o correto é substituir o fusível original de 5A, 6A, 7A ou 8A por um de 2,5A, 3A ou 4A,já que a fonte irá trabalhar com 220volts. Obs.: Quanto maior a potência da fonte, maior será a capacidade em ampères desse fusível, que será usado nessa fonte. A corrente elétrica poderá ser contínua ou alternada, dependendo da tensão que o circuito está sendo alimentado. Quando você desejar medir uma corrente alternada ou continua de alto valor, você deve usar um equipamento chamado de alicate amperímetro, porque você estará bem protegido contra o risco de choque elétrico perigoso. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 99 Quando você desejar medir uma corrente contínua ou alternada em um circuito, o qual consome uma baixa corrente, você deve abrir esse circuito e usar um amperímetro de linha, selecionando o mesmo para medir uma corrente contínua (DcmA), ou uma corrente alternada (ACA). Obs.: Utilizando um amperímetro de linha, você deve ter muito cuidado. Conclusão: Quando um circuito é alimentado por uma tensão alternada, a corrente elétrica nessecircuito será alternada. Quando um circuito é alimentado por uma tensão contínua, a corrente elétrica nesse circuito será contínua. Dessa maneira, você poderá saber o tipo de corrente elétrica que está presente no circuito, o qual você deseja medir. Hki06 Hki07 Fonte original de 300W Fusível de 6A da fonte original Hwuîxgn " " Potência Elétrica A potência elétrica – É o trabalho realizado pelas cargas elétricas. A unidade de medida da potência elétrica é o Watt = indicada PE,la letra (W). Como múltiplo temos Kwatts = Kw 1000W = 103 W Megawatts = Mw 1000000W = 106 w Gigawatts = Gw 1000000000 = 109 W Como submúltiplo temos Miliwatts = mW 0,001W = 10-3 W Microwatts = µW 0,000001 = 10-6 W Nano watts = nW 0,000000001 = 10-9 W Watt, é a potência gerada por uma corrente de 1A, passando por um condutor submetido a uma (DDP) de 1volt. A potência elétrica possui uma relação direta com a voltagem e com a corrente elétrica. Veja a 1ª fórmula: � Pot = V x I Você poderá utilizar as outras duas fórmulas para calcular a potência elétrica, são elas: Veja a 2ª fórmula: � Pot = R x I2 = R x I x I Veja a 3ª fórmula: � Pot = V2 ÷ R Os computadores da linha PC vêm gradativamente aumentando o consumo de corrente elétrica, para suprir a necessidade dos circuitos mais desenvolvidos presentes na placa Mãe e nos periféricos em geral. Sendo assim, as fontes dos computadores estão sendo projetadas e fabricadas com maior potência, a fim de suprir a necessidade de corrente elétrica dos circuitos eletrônicos mais desenvolvidos. Comprove na tabela a seguir. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 100 Computadores Fonte de alimentação PC- 486 250W PC- 586 250W Pentium 100MHz até 266MHz 300W Pentium II 450 300W Pentium IV 450W, 500W, 550W, 800W Obs.: Uma fonte de menor potência do PC poderá ser substituída por uma de maior potência. Ex.: A fonte de 250W de um PC Pentium está com defeito, podemos substituir por outra fonte de 400W, 450W, 500W. Hki08 Potência de 300W registrado pelo fabricante Fonte AT do PC Hki09 Fonte ATX do PC " Estudando os condutores elétricos: Quando por um condutor existe um movimento de cargas elétricas, em um único sentido, chamamos esse movimento de corrente elétrica. Para existir a movimentação de cargas elétricas em um único sentido em um condutor, será necessário existir uma diferença de potencial elétrico entre os dois pontos desse condutor. Chamamos isso de (DDP). Quando a corrente elétrica atravessa um condutor, (resistência) desenvolve certa quantidade de calor. Desse fato, decorre um dos processos mais comumente usados para transformar energia elétrica em energia calorífica. Ex.: O chuveiro elétrico, ferro de solda, lâmpada incandescente e o disparo do fusível. Obs.: O fusível tem a função de proteger o circuito, contra o excesso de carga elétrica. A corrente elétrica provoca um aquecimento no frágil fio condutor do fusível. Quando existe um curto elétrico, a resistência ôhmica entre dois pontos do circuito é igual a zero. A DDP que existe tende a zero volt e a corrente será muito alta. Nesse caso, normalmente provocará a fusão do fio condutor e conseqüentemente irá abrir o circuito, protegendo os outros componentes do circuito, que estva sendo alimentado por esse fusível. Conclusão: a) Podemos obter um campo magnético através de um condutor, quando o mesmo está sendo percorrido por uma corrente elétrica. Nesse momento esse condutor também irá aquecer. b) Podemos também produzir corrente elétrica por meio de uma variação de um fio condutor em um campo magnético. Ex: Veja na figura (8), a utilização prática do alicate amperímetro, captando o campo magnético e determinando no medidor, o valor da corrente existente nesse fio elétrico. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 101 Obs.: Atualmente podemos medir uma corrente alternada ou continua em um fio elétrico, utilizando um alicate amperímetro para (AC) e (DC). Hki0; Fusível de 6A da fonte original Hwuîxgn Amperímetro capitando campo magnético Hki0: Campo magnético e as correntes elétricas O fenômeno da produção de um campo magnético, por meio de correntes elétricas é absolutamente geral, isto é, sempre que houver uma corrente elétrica circulando por um condutor, em torno desse condutor aparecerá um campo magnético. Esse campo será tanto mais intenso, quanto maior for à corrente elétrica presente nesse condutor. O defeito no PC poderá ocorrer, quando não mantemos uma distância entre os fios da rede elétrica e os cabos da rede com sinais lógicos. Devemos separar os mesmos , por uma distância mínima de 10 cm. Ex: Travamento no programa da rede dos computadores. Obs.: Os campos magnéticos provocam vários problemas nos computadores. Fios e cabos condutores: Classifica-se como sendo um condutor, toda e qualquer substância que permita a livre circulação de um grande número de elétrons. Os fios e os cabos são portanto, os dois tipos mais comuns de condutores elétrico. Chamamos de fio, ao condutor sólido maciço geralmente de seção circular constante e invariável, empregado diretamente como condutor de energia elétrica. O termo cabo - Serve para designar um conjunto de fios enrolados em torno de si próprio. Resistência dos condutores - Considerando-se que todo o material, por melhor condutor que seja sempre oferece certa resistência à passagem de corrente elétrica, é correto concluir-se que mesmo o melhor cabo ou fio elétrico apresenta certo valor ôhmico. Veja as Figs.11 e 12. Hki032 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 102 " 1ª Lei de Ohm George Ohm chegou a uma conclusão sobre o comportamento da resistência elétrica de um condutor, quando submetido a uma DDP, e definiu duas leis básicas. Definição da 1 LEi de Ohm. A diferença de potencial elétrica entre dois pontos de umaresistência é igual ao produto dessa resistência ôhmica ,vezes a corrente que passa pelo mesmo. Fórmula: DDP = R x I DDP = diferença de potencial elétrica R = resistência ôhmica I = corrente elétrica DEMONSTRAÇÃO DA 1ª LEI DE OHM Ex.: Uma bateria de 12VDC está alimentando uma lâmpada de 6,0VDC de 0,5 ampères, qual o valor da resistência ôhmica que devemos usar, para alimentar esta lâmpada corretamente? No ponto (A), temos 12Volts (veja no multiteste (1)), e no ponto (B), desejamos 6,0V (veja no multiteste (2)). Desejamos alimentar uma lâmpada de 6Volts com 0,05 ou 0,06 ampères. Neste caso a diferença de potencial no resistor é de 12V – 6V = 6Volts. Obs.: O resistor deve provocar uma queda de 6,0V, para que a lâmpada possa funcionar com 6,0V como é pedido. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 103 Dados: Bateria = 12V Lâmpada = 6V / 0,05 Ampères Fórmula: DDP = R x I R =? Explicando: Devemos usar um resistor de 120Ω para provocar uma queda de 6,0V, e neste caso a lâmpada irá receber no ponto B uma tensão de 6,0V em relação ao pólo negativo da bateria. 2ª Lei de Ohm Definição: A resistência ôhmica de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional a sua área da seção transversal. DEMONSTRAÇÃO DA 2ª LEI DE OHM Fórmula: A L ρR = 1º Caso: L� � R� � V� 2º Caso: A� � R� � V� Dados: R = Resistência total oferecida pelo condutor em ohms. ρ = Resistividade do material Obs.: Cada condutor elétrico possui um valor determinado de resistividade Ôhmica. A = Área da seção transversal do condutor L = Comprimento do condutor Explicando: Temos um condutor L1 com a mesma área da seção transversal do condutor L2. O condutor L2 possui o dobro do comprimento do condutor L1. Conclusão: Ex.: 1º O condutor L2 possui uma resistência ôhmica igual a 2 vezes a resistência do condutor L1. Ex.: 2º O condutor L4 possui uma resistência ôhmica menor que a resistência ôhmica do L3, porque a sua área da seção transversal é maior que a do condutor L3. Explicação sobre a 2ª lei de OHM 1° Caso: Quando o comprimento de um condutor (L) aumenta, isso provocará um aumento da resistência Ôhmica desse condutor, isso irá resultar em uma queda de tensão elétrica. 2° Caso: Quando a área de um condutor (A) aumenta, isso provocará uma diminuição da resistência ôhmica desse condutor, isso resultará uma menor queda de tensão elétrica. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 104 Utilizando a 2ª lei de ohm chegamos a seguinte Conclusão: Podemos afirmar que em um condutor, a sua resistência ôhmica é proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional a sua área de seção transversal. Obs.: Vários problemas de mau funcionamento dos computadores são causados por erro no dimensionamento dos fios condutores da energia elétrica, os quais alimentam os computadores. Tabela de fios e cabos equivalência entre mm2 / AWG em função da corrente Série métrica PVC 70º C (ABNT – NBR – 6148) Série AWG/MCM PVC 60º C (ABNT - EB - 98) (mm2) Ampères AWG/MCM (mm2 Aprox.) Ampères Fio 1,5 15,5 Fio 14 2,1 15 Fio 2,5 21 Fio 12 3,3 20 Fio 4 28 Fio 10 5,3 30 Fio 6 36 Fio 8 8,4 40 Cabo 10 50 Cabo 6 13 55 Cabo 16 68 Cabo 4 21 70 Cabo 25 89 Cabo 2 34 95 Cabo 35 111 Cabo 1 42 110 Cabo 50 134 Cabo 1/0 53 125 - - Cabo 2/0 67 145 Cabo 70 171 Cabo 3/0 85 165 Cabo 95 207 Cabo 4/0 107 195 - - Cabo 250 127 215 Cabo 120 239 Cabo 300 152 240 Cabo 150 272 Cabo 350 177 260 Cabo 185 310 Cabo 400 203 280 - - Cabo 500 253 320 Cabo 240 364 Cabo 600 304 355 - - Cabo 700 355 385 - - Cabo 750 380 400 Cabo 300 419 Cabo 800 405 410 - - Cabo 900 456 435 - - Cabo 1000 507 455 Cabo 400 502 - - - Cabo 500 578 - - - Aprendendo a usar a tabela de fios e cabos Hoje compramos um fio condutor usando a terminação mm2. Alguns anos atrás a unidade usada era AWG. Ex: Desejamos saber qual o fio condutor que devemos usar, para alimentar 20 computadores PC - Pentium IV + monitor de 17” (170 w para cada computador). Solução: 1 CPU ≅ 80 w + 1 monitor 17” (CRT) ≅ 90W 1 PC + 1 monitor = consumo de 170W de potência 20 PC + 20 monitores = consumo = 20 X 170W = 3400W Qual a corrente que irá circular pelo fio condutor dessa alimentação? Ampères.551 220 0034 Volts Pot IIxVP ===→= Conclusão: Podemos usar o fio de 2,5 mm2 de 21,0 (A) nessa instalação com um comprimento de até 3 metros, ou um fio de maior capacidade, quando o comprimento for superior à 3 metros. Ex.: Fio 4,0 mm2 ou 6,0 mm². A explicação será detalhada nas páginas 12, 13. Obs.: Monitores Monitor (CRT) 15” ≅ 70W Monitor (LCD) 15” ≅ 26W Monitor (CRT) 17” ≅ 90W Monitor (LCD) 17” ≅ 30W 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 105 Unidade de consumo de energia elétrica Como sabemos, chamamos de potência de uma máquina, o trabalho que ela é capaz de produzir. A unidade de medida é o Watt (W). Vejamos a relação: 1 kW = 1000W O watt-hora é a energia produzida ou consumida por uma máquina cuja potência é de um Watt, trabalhando continuamente e de maneira regular durante 1 hora. Ex.: Uma lâmpada de 100Watts permanece acessa durante 3 horas, qual será a energia consumida? Fórmula: Pwh = Pot(W) x Hora Solução: Pw = 100 x 3 = 300W hora = 0,3KWh Os condutores e os eletrodutos Nas instalações residenciais, não é permitido o emprego de condutores com secção inferior à do fio nº 10 AWG (4mm2) para entradas aéreas, e a do fio nº 14 AWG (1,5mm2) para instalações internas. A queda de tensão presente no circuito consumidor nunca deverá ser superior a 2 % da tensão nominal, que foi aplicada no início da rede elétrica, que irá alimentar esse circuito consumidor. Ex.: Em um circuito de 110 v a queda de tensão não deve ser superior a 2,2V. Em um circuito de 220 v, a queda de tensão não deve ser superior a 3,0V. Hki035 Hki036 Eqpfwvqt"Cêtgq Eqpfwvqt"Kpvgtpq " Método para determinar que uma rede elétrica está sobrecarregada Multiteste na escala ACV em 250 V. Ponteira preta no fio neutro, e a ponteira vermelha no fio fase “viva”. Verifique o valor da tensão no multiteste. Valor indicado 220 Volts no ponto de entrada da rede elétrica de alimentação ACV. Vamos agora medir o valor da tensão em um ponto distante da entrada da rede elétrica. Veja na Fig. 15, que a sala 3 está há uma distância de 50 metros da entrada da rede. Medimos a tensão na sala (3) com multiteste (2). Estando a sala com plena carga de funcionamento, obtemos o valor de 215 Volts. Concluímos que o fio condutor usado para alimentar todos os equipamentos desta mesma sala se encontra com diâmetro inferior. Nesse caso devemos mudar esse fio condutor, por outro de maior diâmetro.Observação 100Wh = 0,1 KWH 1000Wh = 1 KWH 10000Wh = 10KWH 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 106 " Aprendendo a usar a tabela de potência (W), com relação ao comprimento do fio a ser usado Podemos através da tabela que se segue, determinar o tipo de fio condutor que devemos usar, quando a rede elétrica alimentar uma carga em (watt), ou uma determinada corrente em ampère (A), e este possuí um determinado comprimento em metros. Veja na tabela abaixo, a coluna carga do circuito (W), o valor indicado é de 1200. Verifique a distância em metros na tabela, e marque o ponto da interseção da coluna 60 metros, com a linha 1200. O número indicado é o cabo 6AWG, que corresponde ao cabo 10mm2. Veja essa relação na tabela presente na Pág. 10. Conclusão: Devemos usar um cabo e de no mínimo (nº6 AGW) =10mm2 para esta instalação elétrica. Tabela de fios AWG, para os circuitos alimentados em 110V Calibre dos condutores de cobre, em função da potência e da corrente, nos circuitos de 110V, para que a queda de tensão não exceda 2,2V ≅ 2% Comprimento simples do circuito, em metros ���� Carga do circuito em W Valor da corrente em A 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 43 46 49 52 55 58 61 500 4,5 14 14 14 14 14 14 14 12 12 12 12 12 10 10 10 10 10 10 600 5,5 14 14 14 14 14 12 12 12 12 12 10 10 10 10 10 10 10 10 700 6,4 14 14 14 14 12 12 12 12 10 10 10 10 10 10 8 8 8 8 800 7,3 14 14 14 14 12 12 12 10 10 10 10 10 8 8 8 8 8 8 900 8,2 14 14 14 12 12 12 10 10 10 10 10 8 8 8 8 8 8 8 1000 9,1 14 14 12 12 12 10 10 10 10 8 8 8 8 8 8 8 6 6 ����1200� 10,9 14 12 12 12 10 10 10 10 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 1400 11,7 14 12 12 10 10 10 10 8 8 8 8 8 6 6 6 6 6 6 1600 14,5 12 12 10 10 10 8 8 8 8 6 6 6 6 6 6 6 4 4 1800 16,5 12 10 10 10 8 8 8 8 6 6 6 6 6 6 4 4 4 4 2000 18,2 12 10 10 8 8 8 8 6 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 2200 20,0 12 10 10 8 8 8 6 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 4 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 107 Aprendendo a usar a tabela de potência (W), pelo comprimento do fio a ser usado Podemos através da próxima tabela, determinar o tipo de fio condutor que devemos usar, quando a rede elétrica alimentar uma carga em (W) ou uma determinada corrente (A), e esta possui um determinado comprimento em metros, sendo essa rede elétrica de 220 Volts. Veja na tabela abaixo, a coluna carga do circuito em Watt (W), o valor indicado é 1500, ou seja, 1500 w. Verifique a distância em metros na tabela, e marque o ponto da interseção da coluna 60 metros, com a linha 1500. O número indicado é o fio 12AWG, corresponde a 2,5mm2 na tabela de mm². Conclusão: Devemos usar um fio (nº 12 AWG) ou de 2,5mm² para esta instalação elétrica. Ex.: Um ar condicionado consumindo 1500 w em uma rede de 220Volts, com um comprimento do fio de 30 metros. Qual o tipo de fio a ser usado, para esta instalação? R - Fio (nº 12 AWG) ou de 2,5mm². Explicação: para essa resposta. A distância total do fio que será usado para alimentar esse ar condicionado será igual à soma de 30 metros para o fio fase “viva”, e mais 30 metros para o fio neutro; logo a corrente elétrica percorrerá 60 metros de fio. Veja que a corrente consumida será igual a I = P ÷ V � 1500W ÷ 220 v = I(TOTAL) = 6,8A. Como todo condutor, possui uma determinada resitência elétrica, conforme já estudamos na 2ª lei de Ohm, é demonstrada na próxima tabela, que se a distância fosse de 10 metros, o fio que poderia ser usado, seria maior ou igual ao fio 14 AWG, já se a distância fosse de 80 metros, o fio que poderia ser usado, seria igual ou superior a 10AWG. Tabela de fios AWG, para os circuitos alimentados em 220V Comprimento simples do circuito, em metros ���� Carga do circuito em W Valor da corrente em A 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 1000 4,6 14 14 14 14 14 14 14 14 14 12 12 12 12 12 12 12 12 10 10 ����1500� 6,8 14 14 14 14 14 14 12 12 12 12 12 10 10 10 10 10 10 8 8 2000 9,1 14 14 14 14 12 12 12 12 10 10 10 10 10 8 8 8 8 8 8 2500 11,4 14 14 14 12 12 12 10 10 10 10 8 8 8 8 8 8 8 6 6 3000 13,6 14 14 12 12 12 10 10 10 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 6 3500 15,9 12 12 12 12 10 10 10 8 8 8 8 8 6 6 6 6 6 6 6 4000 18,2 12 12 12 10 10 10 8 8 8 8 6 6 6 6 6 6 6 4 4 4500 20,4 10 10 10 10 10 8 8 8 8 6 6 6 6 6 6 4 4 4 4 5000 22,7 10 10 10 10 8 8 8 8 6 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 5500 25,0 10 10 10 10 8 8 8 6 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 4 6000 27,3 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 4 4 6500 29,5 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 4 4 4 7000 31,8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 108 Entrada da instalação elétrica: A instalação de uma residência é alimenta por condutores, diretamente ligados à rede de distribuição de energia elétrica da companhia fornecedora de eletricidade. Esses condutores, chamados de condutores de entrada, e os mesmos devem ser estendidos sem emendas, desde o poste da rede, até a fachada da casa, e desta até o medidor da companhia fornecedora de energia. A entrada de energia poderá ser: Aérea - Quando os condutores são suspensos no ar. Subterrânea - Quando os condutores são colocados em um cano subterrâneo apropriado. " Importante: Um circuito que consome uma corrente de 16A, utiliza fios com 2,5mm² ao ar livre, desejando alimentar esse mesmo circuito utilizando uma fiação subterrânea, use o cabo 10, para 50A. Ligação a Terra Podemos subdividir os tipos de aterramento em duas categorias, a saber: O aterramento funcional consiste na conexão de um dos condutores da rede elétrica, ou seja, o neutro, o qual será ligado a uma haste de metal (haste de copperweld), aplica no interior do solo. Obs.: O aterramento funcional, deverá ser independente do aterramento PE. O aterramento do tipo PE consiste na ligação da carcaça do aparelho a um ponto de terra, com intuito de providenciar uma proteção contra choque elétrico, interferências, picos de energia, e a energia estática. Esse aterramento geralmente é feito, com uma haste de metal aplicado no interior do solo, chamada (haste de copperweld). As hastes de aterramento são geralmente circulares de aço, revestida em cobre e são cravadas no solo, possuem geralmente 2,10 metros. Ex.: Aterramento dos computadores. Obs.: As instalações elétricas subterrâneas devido a falta de ventilação, os fios aquecerão mais, sendo assim, aumente o diâmetro do fio em no mínimo o dobro da corrente que esses fios suportam quando estão ao ar livre. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 109 Atenção: O aterramento do tipo PE para equipamentos de informática deverá ser independente, do aterramento usado nos equipamentos elétricos. Ex: ar condicionado, máquina de lavar. Motivo: Um vazamento de energia em um equipamento elétrico poderá provocar uma tensão neutro/terra maior que (5,0V), sendo assim, poderáprovocar travamento nos computadores. Atenção: Um aterramento funcional deverá ser sempre feito, quando estamos ligando vários computadores em uma sala de laboratório para informática. Rede Elétrica A rede elétrica utilizada no Brasil possui uma freqüência de 60 Hz, podendo esta ser de 110 v ou 220 v eficaz. " A rede elétrica – Utiliza para alimentar os equipamentos, um tipo de tensão chamada de tensão alternada. A tensão alternada – A tensão alternada não possui polaridade definida, quando examinada o seu valor por um multiteste. Ex.: Medindo o valor da tensão alternada com o multiteste digital na escala 750V (ACV). Veja as Figs 18A e 18B Obs.: na realidade a tensão alternada na rede elétrica varia de valor a cada momento, no multiteste o valor indicado é um valor médio, chamado de tensão eficaz. " " " " " " " Tensão eficaz – É o valor da tensão alternada que indicam no multiteste, que sendo igual ao valor da tensão contínua, ambas são capazes de produzir o mesmo trabalho e calor, em um mesmo resistor." a) Monofásica A rede elétrica poderá ser dividida em: b) Bifásica (não iremos estudar nesse momento) c) Trifásica 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 110 Rede monofásica – É a rede que possui 2 fios condutores; sendo que um (1) fio é a fase viva (220V), e o outro é o fio neutro. Ex.: rede elétrica doméstica. Obs.: A rede elétrica em Pernambuco possui um valor de 220V eficaz. Em outros estados, alguns possuem rede elétrica com 110V ou com 220V. " Rede trifásica – Na rede trifásica temos 4 fios assim distribuídos: 1 - Neutro 2 - Fase 1 3 - Fase 2 4 - Fase 3 Na Fig.20 abaixo, ela está apresentando a entrada de uma rede elétrica trifásica em uma escola de informática. Veja nessa Fig.20, que o fio neutro fica localizado no ponto mais alto em relação aos outros três fios da fase “viva”. " A tensão entre as fases em uma rede trifásica será dada ACV= 1, 73 X E Obs.: A letra (E) indica a tensão da rede elétrica local. Ex: Recife (E) = 220 Volts, Rio de Janeiro (E)= 110 Volts. O número 1,73 é uma constante. Ex.: rede trifásica - medindo as tensões entre os fios de fase “viva” " " 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 111 Medindo as tensões entre os fios da Fase "viva" Obs.: Não precisamos nos preocupar com as polaridades das ponteiras do multiteste, porque estamos medindo uma tensão do tipo alternada. Cálculo: Determine a tensão entre os fios de fase “viva” = 1,73 x 220V ≅≅≅≅ 380 Volts. Conclusão: Quando você desejar medir as tensões entre os fios da Fase “viva” em uma rede trifásica, irá obter um valor de aproximadamente 380 ACV. Desejando medir a tensão existente entre o fio neutro e um dos fios da fase “viva” em uma rede trifásica, irá obter o seguinte valor: A tensão entre os fios Fase e Neutro = Volts220 1,73 380V 1,73 E ≅= Explicações: Você ao medir as tensões (ACV) entre as fases de uma rede elétrica trifásica, irá obter 380V, porque a tensão em cada fase está defasada no tempo em relação à outra fase, em 120º graus. Rede Trifásica – medindo as tensões entre fase e neutro e entre as fases “viva” MULTITESTE 1 - Medindo a tensão (ACV) entre neutro e qualquer fase, encontraremos (220V). MULTITESTE 2 - Medindo a tensão (ACV) entre uma fase e qualquer outra fase encontraremos (380V). Distúrbios na Rede Elétrica Os distúrbios da rede elétrica, também são chamados de "transientes" ou "transitórios". Mostraremos basicamente seis tipos são eles: Sag, Spike, blackout, tensão residual entre terra e neutro (VT/N), sobre tensão, e distorção harmônica; qualquer um desses distúrbios poderá provocar problemas no funcionamento dos equipamentos e eletrônicos, ou a queima de componentes, principalmente dos semicondutores. O SAG é um distúrbio caracterizado por uma rápida queda de tensão, que não ultrapassa 3 a 4 ciclos de senóide (aproximadamente 48 a 64 ms). Caso essa queda dure mais tempo, então teremos uma sobtensão. As causas do SAG podem ter origem externa ou interna à instalação. Externamente, o SAG pode ser gerado pela Concessionária de energia durante a comutação de cargas. Internamente (dentro da “planta” do consumidor) essa mesma “queda” repentina de amplitude pode ser causada pela partida de altas cargas (grandes motores, por exemplo). 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 112 V t Spike periódico SpikeSpike O Spike é um transitório formado por uma rápida sobretensão, seguida de uma sobtensão. A sobretensão e a sobtensão, geralmente, atingem amplitudes que vão de duas a quatro vezes a tensão nominal. O Spike também pode ser: • SPIKE ESPORÁDICO • SPIKE PERIÓDICO a) Spike esporádico Sua principal causa é o chaveamento de cargas indutivas (inversores de freqüência, conversores CC, etc...). b) Spike periódico " " c) Blackout Embora eu não considere o blackout como um transiente, não poderia deixar de analisá-lo, pois ele é uma anomalia da energia elétrica, mesmo que isso signifique sua ausência. Às vezes o blackout na maioria das vezes, ele não é transitório, mas sim "permanente", uma vez que a falta de energia elétrica pode durar várias horas. De qualquer forma, os problemas que o blackout pode causar não acontecem no momento em que a energia "desaparece", mas sim quando ela retorna. Os consumidores "ponta de linha" (primeiros no link de distribuição) podem receber a energia com amplitude muito alta, e muitas vezes, ela vai e volta seguidamente até estabilizar-se. V t Sobre 4x Vn Sub 2x Vn Spike esporádico 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 113 d) Tensão residual entre terra e neutro Um problema muito comum no meio industrial é a tensão residual entre neutro e terra. Para que isso ocorra, dois fatores devem estar presentes simultaneamente: o neutro da concessionária está desbalanceado, e o aterramento das instalações do consumidor não é eficaz. Segundo as NBR 5410 e NBR 5493, um terra somente pode ser considerado eficaz se seu valor resistivo for inferior a 10Ω . Com esse valor, mesmo com o neutro desbalanceado, teremos uma "equipotencialidade" entre terra e neutro. A tensão residual entre terra e neutro, pode ter sua amplitude variando desde alguns milivolts até dezenas de volts. Quanto maior ela for, pior é a qualidade da energia e, conseqüentemente, maior o índice de falhas nos esquipamentos eletrônicos. A solução mais indicada para esse problema é melhorar o aterramento, mesmo que seja necessário para isso um tratamento químico, caso não seja resolvido o problema, a solução será um novo dimensionamento dos fios que estão sendo utilizados, como também uma melhor distribuição da corrente nos condutores. e) Sobretensão Considera-sesobretensão, a tensão que exceder 10% da nominal, com duração superior a 3 ciclos de senóide. Não devemos confundir esse distúrbio com "picos" de tensão. Os picos de tensão podem atingir milhares de volts, porém são extremamente rápidos (microssegundos). As descargas atmosféricas são os principais agentes causadores desse transitório. A sobretensão por outro lado, não alcança valores tão altos, no entanto dura mais tempo (vários milissegundos, ou até mesmo várias horas!). Os picos de tensão são mais perigosos para os circuitos de controle, onde temos Cls com alta escala de integração (microprocessadores, memórias, etc...). Já as sobretensões atingem com maior rigor as etapas de potência (módulos IGBTs; SSRs; TRIACs; Transistores de potência; etc...). f) Distorção Harmônica A freqüência harmônica é uma freqüência múltipla da fundamental. Quanto maior a parcela indutiva da carga, maior será a amplitude das harmônicas geradas. A sobreposição da freqüência fundamental, com sua(s) harmônica(s) causa a distorção, ou seja, (deformação) da forma de onda senoidal. TABELA 1 Para o ambiente industrial, as harmônicas mais comuns são as ímpares, particularmente: 3ª, 5ª, 7ª e 11ª; devido à freqüência de saída dos inversores. A isolação galvânica é utilizada nos transformadores isoladores,e esta é uma das técnicas utilizadas para a eliminação desse distúrbio. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 114 Componentes e Circuitos de Proteções que deverão ser utilizados na Rede Elétrica a) Componentes passivos Alguns componentes passivos são utilizados como supressores de transientes. O mais comum TVSS (Transient Voltage Surge Suppressor) é o varistor, também conhecido como MOV (Metal Oxide Varistor). O varistor é um componente não linear, pois a curva tensão x corrente não obedece à lei de Ohm. Na verdade, o varistor tem uma tensão nominal de atuação. Enquanto a tensão aplicada em seus terminais for igual ou menor a nominal do mesmo, o seu estado é de alta resistência, ou seja, ele não trabalha. A partir do momento em que a tensão ultrapassar a sua tensão nominal, a resistência do varistor tende a cair, e próximo a 10% de sobre tensão, o componente baixa sua resistência para próximo de 0Ω (curto-circuito). Podemos dizer que o varistor é um resistor que ora tem resistência infinita, ora está quase em curto- circuito. O varistor é colocado em paralelo com linha a ser protegida. O pico de tensão é dissipado na forma de calor sobre o componente. Um conceito fundamental ao técnico, ou engenheiro eletrônico, é que não há uma proteção 100% segura. O próprio varistor é um exemplo típico, pois dependendo da velocidade do transiente, ele poderá ser incapaz de atuar como proteção. Além disso, caso o tempo e amplitude do transitório sejam muito grande, o calor gerado pode ser tão intenso a ponto de destruir o varistor. Alguns fabricantes de equipamentos eletrônicos que utilizam varistores como proteção, costumam envolver o componente com um "espaguete" termo - retrátil, a fim de impedir que estilhaços do componente, espalhem-se pelo equipamento em caso de explosão. Um circuito formado por um resistor e capacitor em série é utilizado como supressor, e será chamado de Snubber. Na verdade, podemos encontrar esse circuito em um único encapsulamento. O Snubber é indicado como filtro de Spike. Ele funciona como um verdadeiro "amortecedor", pois o capacitor se opõe a variações de tensão. O resistor em série serve para limitar a corrente sobre o capacitor. Os valores típicos para R e C são: R = 100Ω e C = Poderá variar entre (10NF até 22NF) V >= 63V. Observem a diferença de comportamento dinâmico entre um varistor e um Snubber. O Snubber elimina o Spike totalmente (tanto a sobre como a sobtensão), já o varistor (indicado apenas para eliminação de picos de tensão) elimina apenas o pico superior, deixando a "sobtensão" passar. Podemos encontrar no mercado o varistor isoladamente, ou montado como "filtro de linha". Um filtro de linha propriamente dito, além dos varistores, possui alguns indutores e capacitores como filtros. Teoricamente, a função do varistor é provocar um curtocircuito em caso de picos de tensão, consequentemente interrompendo o transitório. Obs.: A cada ano, você deverá substituir os varistores dos circuitos elétricos, pois os mesmos poderão estar danificados. Você desejando proteger os seus equipamentos de informática, poderá utilizar o circuito a seguir. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 115 b) Equipamentos de proteção Os dispositivos ativos são mais eficazes que os dispositivos passivos na proteção dos circuitos elétricos ou eletrônicos. Podemos encontrar várias arquiteturas desses equipamentos, mas vamos analisar apenas os três mais comuns dispositivos ativos do mercado: estabilizador de tensão, no-break off-line, e no-break on- line. - Estabilizador de tensão: O estabilizador de tensão é o dispositivo de proteção mais popular. Quando o circuito de controle detecta uma variação de tensão acima da esperada, ele comuta os "taps" do primário do trafo, segundo a necessidade. Na essência, o circuito de controle apenas altera a relação de espiras entre primário e secundário para compensar a queda, ou a sobretensão. A comutação pode ser feita via tiristores, como por exemplo, o (SCR), triac ou por relé. O estabilizador geralmente possue também varistores e capacitores de filtro. - No-break on-line: O no-break on-line, também conhecido como UPS (Uninterruptible Power Supply), é a melhor opção para se proteger dos distúrbios da rede elétrica. A estrutura básica desse equipamento é composta por três blocos principais: retificador, inversor e banco de baterias. O bloco retificador retifica a rede elétrica e carrega o banco de baterias. A tensão, uma vez retificada, alimenta o bloco inversor, cuja função é de modificar a tensão (DCV) em tensão (ACV) novamente para carga. Quando há energia elétrica, o banco de baterias é mantido sob carga lenta e a energia segue para a carga via inversor. Quando não há energia, o banco de baterias alimenta a carga também via inversor. Como a tensão é retificada e filtrada logo na entrada, à tensão para carga é provida através do circuito inversor, a maioria dos distúrbios elétricos são eliminados. A bateria, na essência, também funciona como um grande capacitor. As duas principais características desse equipamento são: a forma-de-onda na saída é sempre senoidal, e a carga de consumo, ficará totalmente isolada da rede elétrica como no-break on-line o PC estará totalmente protegido da rede elétrica. - No-break off-line: Bem mais econômico que o no-break on-line, o off-line não gera uma proteção tão eficiente como o no-break on-line. Dados R = 100Ω C = 100nF até 220nF Varistor VDR – 10D391K – 250V VDR – 10D201K – 110V A “carga”, ou seja, o equipamento ficará ligado na própria rede elétrica, quando essa se faz presente na saída do no- break. Somente na ausência de energia presente na rede elétrica, é que o circuito inversor presente no interior do no-break off-line atuará e, mesmo assim, a forma-de-onda de saída é retangular ou trapezoidal, e não senoidal. Embora alguns equipamentos eletrônicos possuam uma fonte de alimentação do tipo chaveada, e possam trabalhar com essa forma-de-onda,de uma forma geral o equipamento fica mais sensível a falhas. A “carga”, ou seja, o equipamento estará protegido apenas quando isolado da rede, situação essa que somente ocorrerá no off-line na falta de energia presente na rede elétrica ou quando a tensão (ACV) diminui para um valor inferior a 180V. Bem, agora que já sabemos um pouco da natureza dos distúrbios e das arquiteturas dos sistemas de proteções, a tabela 7 na próxima página mostra um resumo da proteção mais indicada, em vista do distúrbio. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 116 DISTÚRBIO Tabela 7 PROTEÇÃO X DISTÚRBIO SAG PULSO 2X Vn PULSO 4x Vn BLACKOUT TENSÃO N/T SPIKES SOBRE- TENSÃO Modificar a distrib. dos fios SIM 3 SIM SIM 3 SIM 3 Transformador isolador SIM 4 SIM 11 SIM 4 Regulador de tensão SIM 1 SIM 5 SIM 5 SIM 9 Supressores SIM 2 SIM 2 Estabilizador de tensão SIM 1-6 SIM SIM 10 SIM 11 SIM SIM 6 Filtros e supressores SIM 2 SIM 2 Geradores SIM 1 SIM SIM SIM 7 SIM 11 SIM No-break off-line SIM SIM 2-8 SIM SIM 2-8 SIM 11 P R O B L E M A No-break on-line SIM SIM SIM SIM SIM 11 SIM SIM O Sag talvez exceda a capacidade de regulação. O Spike pode ocorrer com velocidade e amplitude superior a proteção. Caso a fonte seja comum, a redistribuição dos fios pode não ser eficaz. O transformador pode não conseguir eliminar totalmente o distúrbio. O dispositivo pode não atenuar o distúrbio. Alguns estabilizadores não possuem boa regulação. O blackout pode durar mais tempo de que a autonomia do sistema. Alguns no-breaks (off-line) não isolam a carga da rede. Alguns equipamentos não reagem eficazmente a sobre-tensões. O dispositivo deve recompor o sinal senoidal. Problemas de tensão residuais entre terra e neutro, normalmente, exigem redistribuição dos cabos e fios. Conclusão: A baixa qualidade da rede elétrica pode "mascarar" defeitos, levando o técnico a trocas desnecessárias das placas do computador. Com certeza, isso não deve causar boa impressão a nenhum cliente. Por essa razão, a análise detalhada da rede, deve sempre fazer parte da rotina do técnico ou engenheiro de campo. Aprendendo a fazer uma ligação correta entre os computadores e a rede elétrica Quando vamos desenvolver um projeto de uma instalação elétrica para uma empresa de informática, devemos reservar uma linha Fase “Viva” da rede trifásica, para os equipamentos de informática. O Motivo: Uma linha independente sofrerá menor interferência dos equipamentos elétricos ou eletrônicos, que poderá estar na linha de alimentação dos computadores. Proteção: Em cada linha da fase "viva", devemos instalar um disjuntor para proteção dessa linha. Obs.: No fio Neutro não devemos instalar disjuntor, fusível ou Chave Power. Atenção: O disjuntor deverá ser ligado sempre na linha de fase “viva”. Nas Figuras 22 e 23, vemos alguns tipos de disjuntores. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 117 Conclusão: O Disjuntor quando dispara, abre o circuito deixando de existir corrente elétrica na alimentação geral. Informações importantes sobre os disjuntores e a ligação elétrica dos computadores A chave do disjuntor deverá ser colocada na posição correta, ou seja, ligamos o disjuntor colocando a chave para cima, e desligando para baixo. Todas as vezes que desejamos fazer uma instalação elétrica, para um ou mais computadores, devemos fazer uma nova ligação do computador até o medidor de energia. Nesse caso use um disjuntor correto para proteger o circuito. Na nova ligação, verifique o tipo de fio condutor que será usado, e determine a sua capacidade de suportar a carga total dos equipamentos de informática. Uma nova ligação independente reduz o nível de interferência nos computadores, como também o risco de sobrecarga na rede elétrica antiga. Devemos sempre calcular o valor em ampère do disjuntor que será utilizado, no circuito elétrico. Obs.: Uma ligação direta deve ser feita com um fio neutro/fase independente da antiga rede elétrica, sendo que a mesma deve suportar a corrente total de consumo, de tal maneira que não o venha aquecer a mesma. Apresentando o esquema da rede elétrica para equipamentos de informática 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 118 Disjuntor O Disjuntor é uma chave termomagnética que irá desligar o circuito automaticamente, quando a corrente elétrica estiver próxima depois de um determinado período de tempo, igual ou superior a sua especificação nominal. Quando acontece um curto circuito, o disjuntor abre e não conseguimos fechá-lo novamente. Esse disjuntor só irá ser ligado (fechar o circuito), quando for retirado o curto elétrico desse circuito. Às vezes um disjuntor está aquecendo muito, mas o defeito não é proveniente da corrente elétrica alta, deve-se ao mau contato entre o parafuso do disjuntor e o fio de alimentação. Quando desejamos medir uma corrente alternada em uma rede elétrica, devemos usar um instrumento, chamado de alicate amperímetro. No caso de não possuir um alicate amperímetro, você poderá usar o amperímetro de linha, mas você deverá ter muito cuidado para não receber uma descarga elétrica, ou seja, um choque elétrico elevado. " O Dispositivo Diferencial Residual (DR) – Exigido pela norma NBR 5410 Além do disjuntor comumente usado, desde 2005 a NBR5410 exige a utilização de DRs (Dispositivo Diferencial Residual) nas instalações elétricas de baixa tensão. O dispositivo DR é um interruptor de corrente de fuga automático que desliga o circuito elétrico caso haja uma fuga de corrente na instalação elétrica ou que coloque em risco a vida de pessoas ou animais domésticos. Isso garante a segurança contra choques elétricos e incêndios. Apesar de se ter a sensação de choque em caso de contato da fase “viva” com o corpo humano, não há risco de vida, caso o circuito seja protegido por esse dispositivo. O DR não substitui um disjuntor, pois ele não protege contra sobrecargas e curto-circuitos. O DR deve ser sempre ligado após o disjuntor ou fusível. - Sensibilidade (In) A sensibilidade do interruptor varia de 30 a 500mA e deve ser dimensionada com cuidado, pois existem perdas para terra inerentes à própria qualidade da instalação. - Proteção contra contato direto: 30mA O contato direto com partes energizadas, pode ocasionar fuga de corrente elétrica através do corpo humano para terra. - Proteção contra contato indireto: 100mA a 300mA No caso de uma fuga interna em algum equipamento ou falha na isolação, peças de metal podem tornar-se "vivas" (energizadas). -Proteção contra incêndio: 500mA Correntes para terra com este valor podem gerar arcos / faíscas e provocar incêndios. Obs.: O neutro não poderá ser aterrado após ter passado pelo DR, porque isso provocará o desligamento do circuito pelo DR. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone:3223.0387 119 Atenção: O valor da corrente elétrica presente no fio da fase “Viva” e no fio neutro deverão ser a mesma, para um determinado equipamento. Princípio de Funcionamento: O DR funciona como um sensor, que mede as correntes que entram e saem no circuito (fig. 1). As duas são de mesmo valor, porém de direções contrárias em relação à carga. Caso chamarmos a corrente que entra na carga de +I e a que sai de -I, logo a soma das correntes é igual a zero (fig. 2). A soma só não será igual a zero, se houver corrente fluindo para a terra (fig. 3), como no caso de um choque elétrico. Obs.: O (DR) deve estar instalado em série com os disjuntores do quadro de distribuição. Em geral, ele é colocado depois do disjuntor principal e antes dos disjuntores de distribuição. Ele deve ser ligado de modo que todos os condutores do circuito, inclusive o neutro, passem pelo mesmo. Isso permite a comparação entre as correntes de entrada e de saída e o desligamento automático da alimentação do circuito em caso de fuga de corrente. Aplicações: Falhas em aparelhos elétricos (eletrodomésticos); Falhas na isolação de condutores; Circuitos de tomadas em geral; proteção contra riscos de incêndios de origem elétrica. Atenção: O (DR) deve ser examinado o seu funcionamento a cada 6 meses. Importante: O (DR) deve ser instalado após o aterramento funcional, caso contrário o mesmo irá disparar constantemente. Medindo uma corrente elétrica alternada O alicate amperímetro - É o instrumento que irá captar o campo magnético no fio examinado, e irá informar no seu painel, a corrente que existe no condutor que está sendo examinado. Amperímetro de linha - É o instrumento que irá indicar a corrente existente no circuito. Nesse caso temos que abrir o circuito em dois pontos e intercalar os terminais do amperímetro para indicar a corrente no circuito. Veja na próxima página, a explicação de como você poderá utilizar um amperímetro de linha, para determinar a corrente de consumo de um PC. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 120 Usando o alicate amperímetro: Explicação: - O amperímetro (A2) quando aplicado na fase 1, irá indicar a corrente total existente, nas 4 tomadas trifásicas para os ar condicionados. - O amperímetro (A3) quando aplicado na fase 2, irá indicar a corrente total existente, nas 5 tomadas trifásicas para os ar condicionados. - O amperímetro (A4) quando for aplicado na fase 3, irá indicar a corrente total existente, nas 5 tomadas (2P+T) dos computadores. Atenção: O amperímetro (A1) quando for aplicado no fio neutro, não irá indicar o valor da soma algébrica das correntes existentes nas fases (1), (2) e (3). O valor da corrente que irá indicar no amperímetro (A1), será a resultante. Wucpfq"cnkecvg"corgtîogvtq"rctc"gzcokpct"cu"eqttgpvgu"pqu"hkqu"hcugu"fc"tgfg"*3.4.5+ Hki052 Atenção: É importante que os fios da fase “viva” e o fio neutro não aqueçam, quando existir carga elétrica. Conclusão: Em uma rede trifásica devemos disponibilizar uma linha de fase “viva”, exclusiva para os equipamentos de informática, afim reduzir as interferências gerais dos outros equipamentos elétricos. No nosso caso, aqui na escola, separamos a linha (fase 3). Com esse processo obtemos uma eficiência de 70%. Atenção: Obtemos um melhor resultado contra as interferências da rede elétrica, quando interligamos a sala de informática ao contador de energia, através de um fio neutro (extra) e um fio fase (extra), ambos independentes dos outros três fios fases (1), (2) e (3), e do outro fio neutro comum. Com esse processo obtemos uma eficiência de 90%. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 121 Usando amperímetro de linha para medir a corrente elétrica Obs.: Verifique que devemos abrir (cortar) o fio de alimentação (ACV – “fase viva”, e intercalar as duas ponteiras do amperímetro de linha. Observe que não existe polaridade nas ponteiras do amperímetro de linha de (ACA). Medindo a corrente de consumo de uma CPU PC-IC-5 de 3Ghz. Devemos abrir o circuito e intercalar o amperímetro na escala ACA (amperagem). Ligue o PC na tomada da rede elétrica. O valor indicado no amperímetro será igual à corrente de consumo da CPU. O valor indicado no (PC) examinado é de 0,4A em 220V, e de 0,8A em 110V. Obs.: O valor da corrente de consumo do PC em 110V é superior, à corrente do PC o qual está selecionado para trabalhar em 220V. Atenção: Podemos usar este método para determinar a corrente de consumo dos equipamentos eletrônicos e depois dimensionar o fio condutor, como também o disjuntor que iremos utilizar. Explicação: Usamos um multímetro digital, o qual possui uma escala (ACA) de medida. Muitos multímetros não possuem essa escala (ACA), possuem apenas a escala (DCA) ou (DCmA). Esse teste só poderá ser efetuado com o multímetro que possua a escala (ACA). Você deve ter muito cuidado, caso deseje efetuar esse exame, com um amperímetro de linha. " Determinando a corrente de consumo do PC, mais monitor color de 15” LCD Atenção: A CPU e o monitor estão recebendo 110 v do estabilizador, através do amperímetro 2 de (ACA). A corrente indicada no mesmo é de 0,98 A = 980 mA. Calculando a potência: P = V X I = PW = 110V X 0,98 A = 107,80 W A corrente elétrica consumida da rede elétrica em 220 V, será determinada pelo Amperímetro 1. A corrente indicada é de I= 0,487 A = 487mA Obs.: CPU Pentium IV ≅≅≅≅ 80W “Monitor 15” (LCD) ≅≅≅≅ 27W 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 122 Calculando a Potência: P = V X I = Pw = 220V X 0,487 A = 107,80W Atenção: O alicate amperímetro não foi utilizado para determinar à corrente, porque o valor foi inferior aos 2A, sendo assim, é mais preciso utilizar o amperímetro de linha. Aprendendo a calcular a corrente elétrica total de consumo na rede elétrica, para linha de informática A nossa sala de informática possui os seguintes equipamentos: (1) Uma impressora laser ≅ 500 W (depende do seu modelo) (10) Dez computadores (PC-IV + monitor de 19” LCD) (2) Duas impressoras jato de tinta = Potência total = 100 W Obs.: (1) Um (PC-IC-5 + Monitor 19” LCD) consome aproximadamente 120W, logo (10) computadores teremos: 10 X 120W = 1200W. Obs.: Monitor 19” LCD ≅≅≅≅ 40W Impressora laser Colorida Pw ≅≅≅≅ 500W Impressora laser Preto Pw ≅≅≅≅ 300W Solução: É necessário determinar a corrente elétrica total. Pot = Volt x Ampère, ou seja, P = V x I � V P I = A potência total = 1200 W + 100 W + 500 W = 1800W V P I = = 1800 W ≅ 8,1A (Esta é a corrente total dos equipamentos) Sabemos agora que a corrente total é de 8,1 A. Logo desejando instalar um disjuntor nesta rede elétrica, esse deve ser de 30% a 50% além do valor estabelecido para a corrente calculada. Calculando o Disjuntor = Corrente (total) calculada x 1,5 = 8,1A x 1,5 = 12,15 Ampères Você também pode usar Calculando o Disjuntor = Corrente (total) calculada x 2 = 8,1A x 2 = 16,2 Ampères Veja agora a relaçãomatemática entre resistência ôhmica, corrente elétrica, tensão elétrica e potência elétrica. Ao submeter um condutor a uma determinada ddp, já sabemos que haverá uma corrente passando através desse condutor. Como todo condutor possui uma resistência ôhmica, haverá, portanto, uma relação entre a tensão elétrica, corrente elétrica , resistência elétrica e potência elétrica. Relação: V = R x I � Obs.: V = tensão entre os terminais dada em Volts. R = resistência do condutor dada em Ohm. I = corrente no condutor dado em Ampère. Ex: Um determinado condutor tem uma resistência ôhmica de 10Ω e está submetido a uma tensão, ou seja, uma ddp de 110Volts. Qual será a corrente que passa pelo condutor? Relação: I = V ÷ R � Obs.: V = tensão entre os terminais dada em Volts. R = resistência do condutor dada em Ohm. I = corrente no condutor dado em Ampère. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 123 A11 Ω10 Volts110 IV/RI ==⇒= A potência elétrica também se relaciona com a corrente e a tensão através da relação dada por: Relação: P = V x I � Obs.: P = Watt V = Volts I = Ampère Qual a potência gerada pela corrente que percorre o condutor que está transferindo uma corrente igual a 11A? P = V x I ⇒ P = 110 x 11 = 1220W A potência elétrica se relaciona com a resistência e a corrente através da equação: Relação: P = R x I2 Obs.: P = Watt V = Volts I = Ampère Um condutor com 10ΩΩΩΩ de resistência ôhmica e submetido a uma corrente de 11A. Perguntamos qual a potência elétrica no condutor? P = 10 x 11² = 1210W Com o uso das quatro equações acima �,�,�, , podemos obter o dimensionamento de uma rede de alimentação. Resolver os Problemas a seguir: Um computador é alimentado com uma tensão de 220v ac e a corrente de consumo é de I = 0,54 Ampère, qual a potência elétrica do computador em estudo? Solução: Pot = V x I Logo: Pot = 220 v x 0,54A = Pot(W) = 118,8 Watts. Qual a corrente que passa pelo condutor que alimenta este PC? Solução: P = V x I Vamos usar I = P ÷ V = 118,8W ÷ 220 v = 0,54A. Rede elétrica – ligação da tomada 2P+T Os computadores são equipamentos eletrônicos mais sensíveis que alguns outros aparelhos que utilizam a rede elétrica, sendo assim, necessitam pela sua sensibilidade de um sistema de proteção elétrica mais eficaz. Nesse caso, o uso do aterramento (fio terra) é indispensável. A instalação é baseada no uso da tomada de 3 pinos como mostra a figura a seguir, conhecida tecnicamente como tomada 2P + T. Forma de ligação da tomada (2P + T) fêmea (vista de frente): 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 124 Atenção: O que pode causar um mau aterramento em um computador? O computador pode provocar choque elétrico no usuário. (Quando a CPU, monitor, impressora, estabilizador, ou no-break estiver com defeito). O computador fica mais sensível a interferência e picos de energia, presentes na rede elétrica. (provocando travamento). Em caso de defeito na fonte, as placas podem ser afetadas. Equipamentos como estabilizadores, no-break ou filtro de linha não funciona com eficiência. As Impressoras, os HDs, poderão ser danificados pela energia estática. Obs.: Não devemos utilizar os itens abaixo: Adaptador do cabo de força sem o pino do aterramento. Cabo de força do PC sem o pino do aterramento. Tomada de AC comum, sem o pino do aterramento. Choque Elétrico O usuário pode receber uma descarga elétrica do PC quando: Ligação invertida dos fios da rede elétrica (fase e neutro na tomada 2P + T). Cabo de força invertido de fábrica. Ligação invertida Fase/Neutro no interior da fonte. (fontes com baixo controle de qualidade na fabricação). Fonte de alimentação do PC com defeito. Algum periférico com defeito (Ex.: monitor, plotter, impressora). O estabilizador ou o no-break, estando com vazamento de energia. Trafo no interior da fonte do PC, com vazamento de energia. Obs.: Quando um dos itens (a), (b) ou (c) apresenta defeito, todos os equipamentos de uma rede passam a provocar choque elétrico no usuário. Método para determinar se a fonte está provocando choque elétrico Método1: Quando desejamos verificar com o multiteste se existe fuga nos capacitores de linha (AC) da fonte, que poderão provocar choque elétrico no computador devemos efetuar o seguinte método: 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 125 • Fonte desligada da rede elétrica. • Cabo de força do monitor desligado da tomada fêmea da fonte. • Multiteste na escala X10K. As ponteiras do multiteste deverão ser colocadas nos dois pinos do conector macho da fonte, que recebe a rede elétrica da seguinte maneira: A ponteira vermelha no pino da fase e a ponteira preta no pino do terra; A ponteira vermelha no pino do terra e a ponteira preta no pino do neutro. Hki053 Gzcokpcpfq"c"gpvtcfc"hcug/vgttc""g"pgwvtq/vgttc"fc"hqpvg"*gue0"Z32M+ O valor obtido poderá ser: (∞∞∞∞) infinito = Normal – Explicação mais detalhada, pág. Indicando alguma resistência ôhmica, ou seja, o ponteiro do multiteste deslocando-se, e não retornando ao (infinito), defeito na fonte. Método 2: Ligar a fonte com o cabo de força macho, sem o pino do terra na rede elétrica. Obs.: Podemos usar um adaptador, para eliminar a função do terra. Ligar uma lâmpada de 220V / 5W, entre o neutro e a carcaça da fonte. (verificar o valor da tensão da rede elétrica para usar a lâmpada adequada). Podemos verificar: a) No caso da lâmpada acender com alta ou baixa luminosidade, existe vazamento de energia. b) No caso da lâmpada não acender, a fonte não está com vazamento de energia. Importante: Podemos resolver o problema do choque elétrico reforçando o aterramento, (interligando uma nova haste de aterramento a já existente), mas na realidade não estamos retirando o defeito, estamos apenas ocultando o defeito do usuário, e provocando um aumento na sua conta da energia elétrica. Esse método não é correto, mas é muito utilizado pelas lojas e as assistências técnicas autorizadas dos fabricantes de computadores. O correto é retirar o defeito e não esconder esse problema. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 126 Estabilizadores de Voltagem Função: Estabilizar a tensão elétrica ACV na sua saída, como também reduzir as variações da tensão elétrica, que irá alimentar o computador ou outros equipamentos eletrônicos. Atenção: Um estabilizador possui um limite mínimo e máximo de tensão ACV de entrada, no qual abaixo ou acima deste valor, o estabilizador não mantém correta a sua tensão e corrente ACA de saída correta. Obs.: A tensão de entrada ACV abaixo de 200V e acima de 230V, o estabilizador não funciona adequadamente. Examinando a tensão alternada na saída do estabilizador Ligue o estabilizador na tomada (2P + T), e faça a medida da tensão ACV na sua saída como multiteste. Veja a Fig.35 Verifique a tensão de entrada e saída do estabilizador. Obs.: É muito comum você ouvir alguns estalos provenientes dos relés existentes no interior do estabilizador, os quais estão ligando e desligando os circuitos internos desse estabilizador, no momento que ocorre variações no valor da tensão da rede elétrica de entrada. Atenção: Atualmente os estabilizadores possuem uma nova tecnologia, a qual não utilizam os relés. Essa nova tecnologia utiliza semicondutores, como por exemplo os SCR ou TRIAC, os quais não produzem ruído de chaveamento, como os relés. O que é um relé? Resp.: É um dispositivo (componente eletromecânico) que através de uma determinada corrente em sua bobina, gera um campo magnético e provoca a ligação dos contatos internos. Sendo assim, possibilita o fechamento ou a abertura de suas chaves internas, as quais possibilitará ligar ou desligar determinados circuitos elétricos. Além disso, o relé também possibilita a interligação de circuitos distintos e totalmente isolados eletricamente entre eles. 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 127 Atenção: As vantagens do uso de um estabilizador são as seguintes: Proteção contra elevação e redução da tensão na rede. (eficiência ≅≅≅≅ 70%) Mantém o funcionamento normal do PC, mesmo com tensão instável. (Dentro do limite de projeto do estabilizador) Evitar problemas no winchester (HD) causados pela rede elétrica. (eficiência ≅≅≅≅ 50%) Obs.: A potência dos estabilizadores é medida em “VA”, e não em “Watts”, e os valores mais usados são: 300VA, 600VA, 800VA, 1KVA, 1.2KVA. RELAÇÃO DA POTÊNCIA ELÉTRICA CONSUMIDA EM DIVERSOS EQUIPAMENTOS EQUIPAMENTO POTÊNCIA EM WATTS POTÊNCIA EM V.A. (aproximada) PC onboard c/ monitor 15” 100 W 200 VA Monitor MONO 30 W 60 VA Monitor COLOR 14” (CRT) 50 W 100 VA Monitor COLOR 17” (CRT) 100W 200 VA Monitor COLOR 17” (LCD) 35W 70 VA Impressora Matricial (em operação) 40 W 80 VA Impressora a Jato de Tinta 30 W 60 VA Impressora LASER 600 W 1200 VA Obs.: A potência elétrica irá mudar de acordo com o modelo do equipamento. Ex.: Um estabilizador recebendo uma tensão da rede elétrica abaixo de 200V poderá ter uma tensão de saída um pouco inferior a 110V, isto quando o estabilizador estiver com carga. Obs.: Quando medirmos a tensão de saída ACV de um estabilizador que está sem carga, a tensão indicada será superior a 110V. Quando colocarmos carga na saída do estabilizador, está tensão alta (superior a 110V), tende para 110V. Quando ligamos vários computadores em um estabilizador, dependendo do consumo total, a tensão de saída poderá ter um valor inferior a 110V. O valor da tensão ACV de saída não deverá ser inferior a 108V com carga, quando o mesmo estiver sendo alimentado pela rede elétrica de 110V ou 220V. Caso isso venha ocorrer, o estabilizador estará trabalhando sobrecarregado ou está com defeito interno. Limite: Considere normal a tensão de saída de um estabilizador, que alimenta os computadores ligados e que indique uma tensão na saída entre 108V até 110V com carga. Atenção: Quando o estabilizador está recebendo a tensão da rede elétrica normal,e sua tensão de saída é inferior a 108V, o estabilizador poderá trabalhar, mas correndo o perigo de vida útil, podendo ser danificado. O estabilizador pode ser: Entrada de tensão Saída de tensão 220 V (AC) 220 V (AC) 220 V (AC) 110 V (AC) 110 V (AC) 110 V (AC) Rio – São Paulo Atenção: Bivolt (110V ou 220V) 110V (AC) 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 128 Cuidado: A chave seletora que existe na parte traseira ou inferior do estabilizador indica a tensão da entrada da rede elétrica (220V) ou (110V) e não a tensão de saída do mesmo. Potência (W): É o trabalho realizado pelas cargas elétricas em um circuito resistivo, quando alimentado por uma tensão continua ou alternada, ou quando um circuito eletrônico é alimentado por uma tensão continua. Potência (VA): Potência aparente é o trabalho realizado pelas cargas elétricas em um circuito indutivo ou capacitivo quando alimentado por uma tensão alternada. Ex.: estabilizadores, módulo isolador, no-break. Comprando um estabilizador Quando compramos equipamentos elétricos principalmente transformadores e estabilizadores a unidade de potência utilizada é o (VA), e como múltiplo (KVA). A medida em VA está relacionada com a potência através de duas outras grandezas: O fator de potência e o rendimento. O fator de potência é sempre menor (1) e maior que (0), dependendo da qualidade de fabricação. O fator de potência poderá ser: 0,5, (0,55), (0,6), (0,7), (0,8), (0,9). Para rendimento vamos considerar 0,9. Hki058 Potência de 1000V Indicada no estabilizador Fórmulas: Medida da potência em VA ≅ 0,45 Pw 0,9x0,5 Pw RendimentoxPotênciadeFator WattsemMedida =≅ � %20 0,45 Pw RxFP Pw PVA +≅≅ � Pwatt ≅ (Pva x 0.45) + 20% � Esta fórmula determina a potência em watts, para efeito prático. Para efeito prático use a aproximação. Fator de potência ≅ 0,55 Rendimento = 0,9 Pwatt ≅ (Pva X 0.45) + 20% � Pwatt ≅ %20 2 PVA + � Use esta fórmula para efeito prático de trabalho. Ex: Vamos supor que desejamos comprar um estabilizador de 1KVA para alimentar alguns equipamentos eletrônicos, qual será sua capacidade em watts? Obs.: Como não sabemos o fator de potência e o rendimento deste estabilizador, vamos usar para Fator de Potência (0,55) e para o Rendimento (0,9), o que implica em usarmos a fórmula ����. Solução: 1KVA = 1000 VA 2º FASCÍCULO Autor: Profº Carlos Alberto Carielo LEIAUTLEIAUTLEIAUTLEIAUT Cariele – Escola de Informática com Eletrônica Av.: Governador Carlos de Lima Cavalcante, nº 168 – Derby / Recife PE Fone: 3223.0387 129 Usando a fórmula � Pwatt ≅ %20 2 PVA + � Pwatts 2 PVA ≅ = 2 VA1000 = Pwatts ≅ 500W + 20%≅ 600W " Atenção: Sabemos que 1 PC Pentium 3.0 GHz + Monitor 17” CRT a cores, consomem em média um total de 170W, logo concluímos que um estabilizador de 1KVA ≅ 600W, poderá alimentar 3 computadores deste tipo, uma vez que o consumo total será de 510W aproximadamente. Os Computadores de maior capacidade, com monitores de 17” ou 19”, consomem uma maior potência em watts, logo concluímos que podemos ligar nesse estabilizador até 600W. Obs.: Na prática, você deve verificar a tensão de saída com carga do estabilizador, a mesma não poderá ser inferior a 108 v. Observe a temperatura do transformador interno do estabilizador, o mesmo não poderá aquecer além do normal. Examinando um estabilizador Dados Vamos examinar um estabilizador de 1KVA, entrada de tensão de 220volts(AC) e saída de 110volts(AC). Explicação: Sabemos que uma potência de 1KVA = 1000VA. PW = 2 PVA = 20% = equação por aproximação prática Utilizando a equação 3, para relacionar a potência em VA, com a potência em watts. Vamos ligar um estabilizador de potência = 1KVA na rede elétrica de 220V, e provocar um consumo elétrico no mesmo de aproximadamente 511W, referente a 7 lâmpadas de 200W / 220V cada, as quais estão ligadas em paralelo, e sendo assim, irão receber 110V