Cargas CA 02

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Instalações Elétricas Industriais
 Em uma indústria estão presentes cargas de
diferentes características, principalmente
devido aos diferentes ambientes dentro de
uma planta.
 Independente de sua característica o projeto
visa analisar como a instalação deve ser
elaborada para o seu correto funcionamento
(atendimento das cargas e segurança).
 Para tanto devemos verificar algumas das
características de cargas alimentadas por
tensão alternada.
 Circuitos CC
◦ Tensão e corrente em um sentido, valor fixo para
condições permanentes.
◦ Permanente: foco na característica resistiva (R).
◦ Dinâmica: chaveamento de circuitos RL, RC e RLC.
◦ Potência: 𝑅 × 𝐼2, 𝑉
2
𝑅, 𝑉 × 𝐼
 Circuitos AC
◦ Tensão e corrente alternam em sentido, valor descrito
pela função seno (cosseno).
◦ Permanente: considera-se os elementos R, L e C.
◦ Potências
 Ativa: referente a parcela que realiza trabalho
 Reativa: referente à manutenção dos campos elétricos (C) e
magnéticos (L)
 Aparente: Total devido às parcelas ativa e reativa
 Para análise de circuitos AC é comum usar números
complexos para representar as cargas (impedâncias: R, RC,
RL) e as condições de tensão e corrente (amplitude e
condição inicial).
 Tensão e correntes são descritas por funções seno ou
cosseno:
 𝑣 𝑡 = 𝑉𝑚 𝑠𝑒𝑛(2𝜋𝑓𝑡 + ∅)
◦ 𝑉 =
𝑉𝑚
2
∠∅ =
𝑉𝑚
2
𝑐𝑜𝑠∅ + 𝑗
𝑉𝑚
2
sen∅
 𝑖 𝑡 = 𝐼𝑚 𝑠𝑒𝑛(2𝜋𝑓𝑡 + 𝛿)
◦ 𝐼 =
𝐼𝑚
2
∠𝛿 =
𝐼𝑚
2
cos 𝛿 + 𝑗
𝐼𝑚
2
sen𝛿
 Para circuitos CC a corrente era a relação entre a tensão V
e a resistência R. Para AC é a relação entre a tensão ( 𝑉) e a
impedância ( 𝑍), a qual é composta por R, L e C.
 A impedância é dada em ohms e descrita por:
◦ 𝑍 = 𝑅 + 𝑗𝑋𝑙 – carga em que predomina L
◦ 𝑍 = 𝑅 − 𝑗𝑋𝑐 – carga em que predomina C
 Onde as reatâncias são:
◦ 𝑋𝑙 = 2𝜋𝑓 × 𝐿 [Ω]
◦ 𝑋𝑐 = 1/(2𝜋𝑓 × 𝐶) [Ω]
 Correntes indutivas atrasadas, e capacitivas 
adiantadas, em relação à tensão
 Para que estudar a representação de circuitos
AC
◦ As características elétricas dos condutores são
dadas pelas resistências e reatâncias por metro e
serão usadas para dimensionamento, cálculo de
curto-circuito e projeto de proteção
◦ As cargas elétricas também são representadas pela
impedância equivalente. Para o caso das cargas é
mais interessante informações de potência, a partir
das quais podemos inferir a corrente e
característica da carga (indutiva ou capacitiva)
 A potência total é expressa por:
◦ 𝑆 = 𝑉 × 𝐼∗ = 𝑉∠∅ × 𝐼∠ − 𝛿 = 𝑉 × 𝐼 ∠𝜑
 Uma parcela é denominada ativa:
◦ 𝑃 = 𝑆 cos𝜑
 Outra reativa:
◦ 𝑄 = 𝑆 cos𝜑
 Fator de potência:
◦ 𝐹𝑃 = cos𝜑 = 𝑃/𝑆
 Então as cargas são especificadas pela potência
◦ Luminária: 400 W, FP=0,9
◦ Motor: 765 W, FP=0,8
◦ Computador: 500 W, FP=0,94
 Essas informações serão usadas para especificar
a dimensão de condutores, chaves, quadros, etc.
◦ A partir da potência e da tensão sabemos qual a
corrente demandada por uma carga.
◦ A partir da soma das potências das cargas da planta
determinamos a potência do transformador e o tipo de
entrada da instalação (alta/média/baixa tensão).
◦ Especificação de contratos de energia com a
concessionária.
 Representando a tensão de alimentação por
uma fonte de tensão AC;
 A carga é ligada aos terminais da fonte;
 Para tomadas são fornecidos os dois
terminais para energização;
 Outras cargas, como iluminação e motores
precisam ser controladas, isso é, funcionam
sob comando.
◦ Para esses casos são utilizados dispositivos para
seccionar um ou mais dos terminais da carga,
ligando ou desligando esta.
 Estão disponíveis os terminais para conexão da carga.
 Devemos estimar, de acordo com a função do ambiente,
qual a potência da carga que pode ser conectada.
 Apesar de ser algo específico, a norma traz referências
para levantar um número mínimo de pontos de tomadas
de uso geral e a potência que devem ter.
◦ Área menor ou igual a 6m²: pelo menos um ponto de 100 VA;
◦ Área maior que 6m²
 Habitação: um ponto para cada 5m de perímetro, 100 VA para cada
tomada
 Banheiro e copa: um ponto para cada 3,5m de perímetro, 3 tomadas de
600 VA, mais 100 VA para cada ponto restante
 Escritório: um ponto para cada 3m de perímetro, 200 VA por ponto
 Acima de 37m²: 8 tomadas para os primeiros 37m² e 3 para as frações
restantes (37m² ou menos)
◦ Tomadas de uso específico (chuveiro, forno microondas, máquina
de limpeza, ar condicionado, motor, etc.) devem ser determinadas
pelo equipamento em questão.
 Nos setores de produção deve-se analisar a
necessidade de deixar tomadas para ligação
de equipamentos para manutenção
(ferramentas) e/ou limpeza. Estas devem
levar em conta a maior potência que pode ser
demandada.
 Para os circuitos dedicados a iluminação são 
utilizados dispositivos de comando entre a carga 
e a fonte;
 O projeto de iluminação prevê o cálculo de 
luminárias necessárias para iluminar 
corretamente determinado ambiente para 
determinada tarefa.
 Apesar disso, para alguns ambientes, como 
banheiros, copas, cozinhas e habitação, pode-se 
especificar os valores mínimos por:
◦ Cômodos com área menor ou igual a 6m²: um ponto de 
100 VA
◦ Área maior que 6m²: 100 VA para os primeiros 6m² mais 
60 VA para cada 4m² ou fração