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Aluno: Érick Oliveira de Mesquita Professor: Antonio Dickson Levantamento de Cargas Elétricas Disciplina: Instalações Elétricas Industriais Campus: Norte Shopping – Noite Introdução Nos dias de hoje é indispensável para a maior parte da população a utilização de energia elétrica. É essa energia que nos auxilia nos afazeres domésticos, nos deixa mais confortáveis em nossas casas, nos permite conversarmos com quem está distante e também nos proporciona lazer. Mas também muitas vezes a energia elétrica pode ser perigosa se mal utilizada ou se suas conexões forem mal feitas. É para que esse tipo de problema não aconteça que existem normas para a instalação da rede elétrica. Levantamento de cargas elétricas Para se instalar uma rede elétrica, é necessário, além de muitas outras coisas, um levantamento de cargas elétricas do local. O levantamento de cargas é feito prevendo a potência mínima de iluminação e tomadas a serem instaladas no local, para poder determinar a potência total prevista para a instalação elétrica. Potência Aparente A potência aparente é basicamente a grandeza que determina a quantidade de energia concedida por uma fonte a cada unidade de tempo, ou seja, potência é a rapidez com a qual certa quantidade de energia é transformada ou é a rapidez com que o trabalho é realizado. Pode ser demonstrada a potência aparente como: Pa = V x A A potência aparente tem como unidade o Volt-Ampère (VA), pois é o produto da tensão pela corrente. Essa potência é dividida em dois grupos: è Potência Ativa: É a parcela da potência aparente que é transformada em potência mecânica, térmica ou luminosa. É percebido o seu uso nas lâmpadas, liquidificadores, chuveiro e outros. Sua unidade é o Watt (W). è Potência Reativa: É a parcela da potência aparente transformada em campo magnético para o funcionamento de motores e transformadores. Sua unidade é o Volt-Ampère reativo (VAr) A relação das potências aparente, ativa e reativa pode ser demonstrada com o triangulo de potência: Pelo teorema de Pitágoras pode VA = Potência Aparente W = Potência Ativa VAr = Potência Reativa Assim pode ser observado parcelas da potência aparente. Como foi visto acima, a potência ativa é uma parcela da potência aparente. E para calcular a quantidade de potência aparente que se transforma em potência ativa usa-se o fator 1 para lâmpadas e O motivo disso é que numa lâmpada toda a potência é transformada em ativa, então não tem potência reativa; seu valor é zero. Então é dito que 100% da potência aparente se transformam em ativa. Como para calc por 1, então o fator de potência para lâmpadas é E como, em média, 80% da potência aparente se transformam em ativa num aparelho numa tomada, o fator de potência de tomada é Normas para a previsão de cargas A previsão de cargas deve obedecer a norma NBR 5410:2004 no item 9.5.2 è Recomendações da NBR 5410:2004 para levantamento de carga de iluminação: Ø Quantidade de pontos de luz: • Prever pelo menos um ponto de luz no teto comandado por um interruptor de parede • Arandelas devem estar distantes, no mínimo, 60 cm do limite do boxe. A relação das potências aparente, ativa e reativa pode ser demonstrada com o Pelo teorema de Pitágoras pode-se organizar esse esquema da seguinte forma: ser observado que as potências ativa e a reativa são realmente parcelas da potência aparente. Fator de Potência Como foi visto acima, a potência ativa é uma parcela da potência aparente. E para calcular a quantidade de potência aparente que se transforma em potência ativa para lâmpadas e 0,8 para tomadas de uso geral. O motivo disso é que numa lâmpada toda a potência é transformada em ativa, então não tem potência reativa; seu valor é zero. Então é dito que 100% da potência aparente se transformam em ativa. Como para calcular 100% de algo basta multiplicar por 1, então o fator de potência para lâmpadas é 1. , em média, 80% da potência aparente se transformam em ativa num aparelho numa tomada, o fator de potência de tomada é 0,8. Normas para a previsão de cargas A previsão de cargas deve obedecer a norma NBR 5410:2004 no item 9.5.2 Recomendações da NBR 5410:2004 para levantamento de carga de iluminação: Quantidade de pontos de luz: Prever pelo menos um ponto de luz no teto comandado por um interruptor de parede. Arandelas devem estar distantes, no mínimo, 60 cm do limite do A relação das potências aparente, ativa e reativa pode ser demonstrada com o organizar esse esquema da seguinte forma: e a reativa são realmente Como foi visto acima, a potência ativa é uma parcela da potência aparente. E para calcular a quantidade de potência aparente que se transforma em potência ativa O motivo disso é que numa lâmpada toda a potência é transformada em ativa, então não tem potência reativa; seu valor é zero. Então é dito que 100% da potência ular 100% de algo basta multiplicar , em média, 80% da potência aparente se transformam em ativa num A previsão de cargas deve obedecer a norma NBR 5410:2004 no item 9.5.2. Recomendações da NBR 5410:2004 para levantamento de carga de iluminação: Prever pelo menos um ponto de luz no teto comandado por um Arandelas devem estar distantes, no mínimo, 60 cm do limite do Ø Potência mínima de iluminação: A carga de iluminação é feita em função da área do cômodo. • Para área igual ou inferior a 6m2: Atribuir um mínimo de 100 VA. • Para área superior que 6m2: Atribuir um mínimo de 100 VA para os primeiros 6m2 e 60 VA para cada aumento de 4m2 inteiros. è Recomendações da NBR 5410:2004 para levantamento de cargas de tomadas: Ø Quantidade de tomadas de uso geral: • Cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6m2: no mínimo um ponto de tomada. • Salas e dormitórios independente da área ou cômodos e dependências com área superior a 6m2: No mínimo um ponto de tomada para cada 5m ou fração de perímetro, espaçados tão uniformemente quanto possível. • Cozinhas, copas, copas-cozinhas, área de serviço, lavanderias e locais semelhantes: Um ponto de tomada a cada 3,5m ou fração de perímetro, independente da área. Acima da bancada da pia, devem ser previstas, no mínimo, duas tomadas de corrente em um mesmo ponto ou em pontos separados. • Varandas: pelo menos um ponto de tomada • Banheiros: No mínimo um ponto de tomada junto ao lavatório com uma distância mínima de 60 cm do limite do boxe. As tomadas de uso geral não se destinam à equipamentos específicos. Nelas somente pode ser ligados aparelhos móveis ou portáteis. Ø Potência mínima de tomadas de uso geral: • Banheiros, copas, copas-cozinhas, cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes: Atribuir, no mínimo, 600 VA por ponto de tomada, até três tomadas; e atribuir 100 VA para as excedentes. • Demais cômodos ou dependências: Atribuir, no mínimo, 100 VA por ponto de tomada. As tomadas de uso específico são destinadas à equipamentos fixos como, por exemplo, chuveiro, torneira elétrica, secadora de roupa, condicionador de ar, entre outros. A ligação de chuveiro elétrico e ventiladores de teto, por exemplo, não necessita de tomada de corrente, portanto pode ser levado ao ponto de corrente diretamente. Para se fazer o cálculo de potências de tomadas de uso específico, é necessário, primeiramente, saber a quantidade de tomadas de uso específico, dependendo do cômodo em estudo, sua área e/ou perímetro. Fazendo o levantamento de cargas elétricas Seguindo as regras e normas descritas anteriormente,é possível fazer um levantamento de cargas de uma residência como na planta baixa a seguir: Levantamento de cargas de iluminação Cômodo Dimensões (m) e área (m2) Potência de iluminação (VA) Sala 3,25 x 3,05 = 9,91 9,91 = 6 + 3,91 ↓ 100VA 100 VA Dormitório 1 3,25 x 3,40 = 11,05 11,05 = 6 + 4 + 1,05 ↓ ↓ 100 + 60 VA 160 VA Copa 3,05 x 3,10 = 9,45 9,45 = 6 + 3,45 ↓ 100 VA 100 VA Banheiro 1,80 x 2,30 = 4,14 4,14 → 100 VA* 100 VA Cozinha 3,05 x 3,75 = 11,43 11,43 = 6 + 4 + 1,43 ↓ ↓ 100 + 60 VA 160 VA Dormitório 2 3,15 x 3,40 = 10,71 10,71 = 6 + 4 + 0,75 ↓ ↓ 100 + 60 VA 160 VA Área de serviço 1,75 x 3,40 = 5,95 5,95 → 100 VA* 100 VA Hall 1,80 x 1,00 = 1,80 1,80 → 100VA* 100 VA Área externa -- -- 100 VA *As cargas de iluminação do banheiro, área de serviço e hall automaticamente tem que se pôr 100 VA, pois para áreas iguais ou inferiores a 6m2, atribui-se um valor mínimo de 100 VA. Em relação à área externa, a NBR 5410:2004 não estabelece critérios sobre iluminação exterior, ficando a decisão por conta do projetista e do cliente. Fator de potência na iluminação Como o fator de potência na iluminação é 1, ou seja, 100%, a potência ativa da iluminação fica como a seguir: Cômodo Potência Aparente Fator de potência Potência Ativa Sala 100 VA x 1 100 W Dormitório 1 160 VA x 1 160 W Copa 100 VA x 1 100 W Banheiro 100 VA x 1 100 W Cozinha 160 VA x 1 160 W Dormitório 2 160 VA x 1 160 W Área de serviço 100 VA x 1 100 W Hall 100 VA x 1 100 W Área externa 100 VA x 1 100 W Levantamento de cargas de tomadas de uso geral Para se fazer o levantamento de cargas tomadas de uso geral, primeiramente, deve-se calcular a quantidade de tomadas por cômodo e então, depois calcular a potência aparente de todas as tomadas do cômodo. Calculo da quantidade de tomadas por cômodo: Cômodo Área (m2) Perímetro (m) PTUG (Mínimo) PTUG (Final) Sala 9,91 3,25x2 + 3,05x2 = 12,6 5 + 5 + 2,6 ↓ ↓ ↓ 1 1 1 = 3 4*** Dormitório 1 11,05 3,25x2 + 3,40x2 = 13,3 5 + 5 + 3,3 ↓ ↓ ↓ 1 1 1 = 3 4*** Copa 9,45 3,05x2 + 3,10x2 = 12,3 3,5+3,5+3,5+1,8 ↓ ↓ ↓ ↓ 1 1 1 1 = 4 4 Banheiro 4,14 ** 1 1 Cozinha 11,43 3,05x2 + 3,75x2 = 13,6 3,5+3,5+3,5+3,1 ↓ ↓ ↓ ↓ 1 1 1 1 = 4 6**** Dormitório 2 10,71 3,15x2 + 3,40x2 = 13,1 5 + 5 + 3,1 ↓ ↓ ↓ 1 1 1 = 3 4*** A. de serviço 5,95 ** 1 2 Hall 1,80 ** 1 1 Área externa -- -- -- -- **Se a área for inferior a 6m2 não interessa, pois pelas normas, cômodos com área inferior a 6m2, deve-se colocar, no mínimo, um ponto de tomada. Mas no caso da área de serviço serão colocados dois pontos por conta da quantidade de equipamentos que são utilizados nesse cômodo. ***Optou-se nesses cômodos se utilizar uma tomada a mais além do calculado, para não haver falta de pontos de tomadas, pois estes são cômodos que tem uma grande utilização de tomadas. Por exemplo, na sala temos: televisão, rádio, aparelho de DVD, computador, entre outros. ****Na cozinha se colocou dois pontos de tomadas a mais, pois, segundo a NBR 5410:2004, deve-se colocar, pelo menos, dois pontos de tomadas acima da pia. Agora se deve calcular a potência aparente do total de tomadas por cômodo, seguindo a regra de que são 600 VA de potência para cada tomada até três tomadas e 100 VA para as seguintes. Cômodo Quantidade de tomadas Cálculo Potência aparente total do cômodo (VA) Sala 4 600 + 600 + 600 + 100 1900 Dormitório 1 4 600 + 600 + 600 + 100 1900 Copa 4 600 + 600 + 600 + 100 1900 Banheiro 1 600 600 Cozinha 6 600 + 600 + 600 + 100 + 100 + 100 2100 Dormitório 2 4 600 + 600 + 600 + 100 1900 A. de serviço 2 600 + 600 1200 Hall 1 600 600 Área externa -- -- -- Fator de potência nas tomadas de uso geral Assim como no levantamento de cargas para a iluminação, o levantamento de cargas para tomadas de uso geral tem um fator de potência. Esse fator é 0,8 ou 80%, pois somente 80% da potência aparente se transformam em potência ativa. O quadro com a relação da potência aparente e potência ativa segue abaixo: Cômodo Potência aparente (VA) Fator de potência Potência ativa (W) Sala 1900 x 0,8 1520 Dormitório 1 1900 x 0,8 1520 Copa 1900 x 0,8 1520 Banheiro 600 x 0,8 480 Cozinha 2100 x 0,8 1680 Dormitório 2 1900 x 0,8 1520 A. de serviço 1200 x 0,8 960 Hall 600 x 0,8 480 Área externa -- x 0,8 -- Levantamento de cargas de tomadas de uso específico Cômodo Quantidade de tomadas Uso da tomada Potência (W) Cozinha 2 1 geladeira 1 micro-ondas 500 W + 1100 W = 1600 W Banheiro 1* 1 chuveiro 5500 W A. De Serviço 1 1 máquina de lavar roupa 1000 W Dormitório 1 1 1 condicionador de ar 1300 W Dormitório 2 1 1 condicionador de ar 1300 W OBS: Os demais cômodos não possuem necessidade de tomadas de uso específico. *O chuveiro, como descrito na norma, não necessita de tomada, ele pode ser conectado diretamente ao ponto de corrente. Levantamento total de cargas Pode-se agora, reunir todas essas informações para se obter uma potência ativa total que servirá de base para pôr o esquema elétrico básico na planta baixa. Cômodo Potência ativa de iluminação Potência ativa de tomadas de uso geral Potência ativa de tomadas de uso específico Quantidade de tomadas por cômodo Potência ativa total por cômodo Sala 100 W 1520 W -- 4 1620 W Dormitório 1 160 W 1520 W 1300 W 4 2980 W Copa 100 W 1520 W -- 4 1620 W Banheiro 100 W 480 W 5500 W 1+1 = 2 6080 W Cozinha 160 W 1680 W 1600 W 6 + 2 = 8 3440 W Dormitório 2 160 W 1520 W 1300 W 4 2980 W A. de serviço 100 W 960 W 100 W 2 + 1 = 3 1160 W Hall 100 W 480 W -- 1 580 W A. externa 100 W -- -- -- 100 W Total 1080 W 9680 W 9800 W 30 20560 W A planta baixa com as tomadas, lâmpadas, interruptores e cabos de fornecimento de energia em seus respectivos lugares ficará como a imagem a seguir: Simbologia utilizada: Tomada baixa (300 mm acima do piso acabado) Tomada média (1300 mm acima do piso acabado) Tomada alta (2000 mm acima do piso acabado) Um bocal para lâmpada (suporta até 100 W) Dois bocais para lâmpadas (suportam, juntos, até 160 W) Interruptor Simples Bibliografia: http://www.usp.br http://www.usp.br/fau/cursos/graduacao/arq_urbanismo/disciplinas/aut0190/ Manual de Instalações Elétricas Residenciais - 3 volumes, 1996 ELEKTRO/PIRELLI complementada, atualizada e ilustrada com a revisão técnica do Prof. Hilton Moreno. Norma Técnica DPSC/NT-03. Fornecimento de Energia Elétrica a Edifícios de Uso Coletivo. Celesc – Centrais Elétricas de Santa Catarina S. A., revisão 1997. Norma Técnica DPSC/NT – 03. Fornecimento de Energia Elétrica à Edifícios de Uso Coletvo – Adendo. Celesc – Centrais Elétricas de Santa Catarina S. A.,emissão outubro de 1999.
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