Aula 4 - instalações elétricas industriais

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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 
INDUSTRIAIS 
AULA 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Juliano de Mello Pedroso 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
A indústria é responsável por mais de 40% do consumo de energia elétrica 
do país, com quase 600 mil unidades consumidoras industriais. Esses números 
mostram a importância do setor industrial para a energia elétrica do Brasil. 
A maior parte do consumo de uma empresa passa pela iluminação e pelos 
motores elétricos. O engenheiro deve saber as características desses 
componentes elétricos e o impacto que causam no processo produtivo. 
Nesta aula, falaremos sobre os seguintes assuntos: motores CA, cargas 
estáticas, cargas dinâmicas, iluminação e normas de iluminação. Todos esses 
componentes fazem parte das instalações elétricas e máquinas automatizadas 
do processo produtivo de uma empresa com processo fabril. 
TEMA 1 – MOTORES CA 
Motores que trabalham com a tensão elétrica alternada, em sua grande 
parte, têm propriedades de funcionamento parecidas com as dos motores de 
corrente contínua, entretanto, seu funcionamento está sujeito a defeitos numa 
escala menor. Isso acontece devido aos motores de corrente contínua 
apresentarem problemas na comutação que engloba as escovas, os porta-
escovas etc. 
Observe, na figura 1, um motor monofásico de indução alimentado por 
corrente elétrica alternada, bem como o capacitor em cima da carcaça do motor. 
Figura 1 – Motor monofásico CA 
 
Fonte: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAcBQAB/motor-monofasico-funcionamento-
basico>. 
 
 
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Na figura 2, há um motor trifásico de indução alimentado por corrente 
elétrica alternada, não tem o capacitor e se tiver o mesmo tamanho mesmo 
assim terá potência maior que seu correlato em uma fase só. 
Figura 2 – Motor trifásico CA 
 
Fonte: <http://sp.olx.com.br/sao-paulo-e-regiao/jardinagem-e-construcao/motor-monofasico-e-
trifasico-weg-qualymaquina-250613456>. 
Motores que são alimentados através de corrente alternada são 
chamados comumente de motores CA. São geralmente usados em atividades 
que operam com velocidades constantes. Os motores de corrente alternada 
usam como forma de alimentação as fases provenientes das linhas de 
distribuição usando, portanto, a frequência fornecida pela rede elétrica para ter 
o efeito girante no motor. 
Os motores CA pode ser subdividido em: 
 síncronos – A velocidade no campo magnético girante é igual a 
velocidade que está no rotor, em virtude de o campo do rotor não 
depender do campo do estator. 
 assíncronos – É um tipo de motor de indução que, quando o estator tem 
uma alimentação, ele induz uma corrente elétrica no rotor, que tende a se 
opor ao campo que o gerou. É um tipo de motor muito parecido com o 
síncrono, porém sua rotação não funciona em sincronismo com a 
frequência, ocasionando escorregamento, que é o princípio de 
funcionamento desse tipo de motor. 
Na figura 3, temos um esquemático de um motor de indução e um 
esquemático de motor síncrono. 
 
 
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Figura 3 – Motores de corrente alternada 
 
 
Observe, na figura 4, todas as partes de um motor de indução. 
Figura 4 – Vista em corte de um motor de indução trifásico em rotor de gaiola 
 
Fonte: <www.weg.com.br>. 
Estator 
1. Carcaça 
2. Núcleo magnético 
8. Enrolamento trifásico 
 
Rotor 
7. Eixo 
3. Núcleo magnético 
12. Barras e anéis de curto-circuito 
 
Outras partes do motor 
4. Tampa dianteira 
5. Ventilador 
6. Tampa defletora 
9. Caixa de ligação 
10. Terminais de ligação 
11. Rolamentos (mancais) 
 
TEMA 2 – CARGAS ESTÁTICAS 
No dia a dia da indústria, são ligados diversos tipos de cargas. Quando se 
fala em carga, podemos generalizar como qualquer componente eletroeletrônico 
ligado numa fonte de energia que gera trabalho ou uma atividade produtiva. As 
cargas podem ser classificadas como estáticas e dinâmicas. 
As estáticas são cargas que não mudam o comportamento da tensão e 
da corrente ao longo do tempo. Podemos considerar uma carga em regime 
 
 
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permanente, ou seja, já passou por todas as alterações de corrente e tensão e 
está sem alterações ao longo do processo. 
As estáticas costumam ser usadas em ferros de passar, chuveiros e 
lâmpadas incandescentes. Na figura 5, temos uma carga resistiva em que a 
tensão elétrica está em fase com a corrente elétrica. 
Figura 5 – Carga puramente resistiva 
 
Fonte: <http://eletronicanoel.blogspot.com.br/2012/05/relacao-de-fase-entre-tensao-e-
corrente.html>. 
 Quando chamamos um aparelho de resistência, definimos que ele tem por 
função resistir à passagem de corrente elétrica. Dessa maneira, parte da energia 
é dissipada como calor. Dois equipamentos que usam essas correntes para 
gerar calor ou luz são as lâmpadas incandescentes e os aquecedores elétricos. 
Lembre-se de que a resistência (R) é medida em ohms. 
Uma lâmpada incandescente (seu filamento incandesce para gerar luz) 
produz luz ao passar uma corrente elétrica através de um filamento no vácuo. A 
resistência do filamento causa o aquecimento, e a energia elétrica é convertida 
em luz e um pouco de calor, conforme pode ser visto na figura 6. 
Figura 6 – Lâmpada incandescente 
 
Fonte: <http://imirante.com/brasil/noticias/2015/06/30/inmetro-proibe-a-venda-de-lampada-
incandescente.shtml>. 
 Esse tipo de lâmpada, por gerar muito calor, tem baixíssima taxa de 
rendimento. 
 
 
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 Aquecedores elétricos funcionam de maneira similar, mas produzem 
pouca ou nenhuma luz. 
Figura 7 – Aquecedor 
 
Fonte: <http://www.magazineluiza.com.br/aquecedores-eletricos-ou-a-oleo/ar-e-
ventilacao/s/ar/arel/>. 
 Na prática, cargas resistivas trabalham assim que, por exemplo, você 
compra um chuveiro com a potência de 3 000 W, o qual lhe proporcionará água 
numa determinada temperatura. Se optar por outro chuveiro do mesmo modelo, 
porém, alterar sua potência, como 5 000 W, com certeza este segundo 
esquentará mais. 
TEMA 3 – CARGAS DINÂMICAS 
As cargas dinâmicas influenciam no fator de potência e alteram a dinâmica 
da instalação elétrica conectada. Os motivos dessa alteração são diversos, entre 
eles: eletromagnetismo, leis da física, como inércia e frenagem, entre outros. 
 O fator de potência (FP) desse tipo de circuito é zero. Observe, na figura 
8, um exemplo desse aparelho. Na figura 9, temos o comportamento da forma 
de onda desse tipo de carga. 
Figura 8 – Exemplo de carga indutiva em motor elétrico 
 
Fonte: <http://www.portaleletricista.com.br/motor-de-inducao-funcionalidade-significado-dicas-
passo-a-passo/>. 
 
 
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Figura 9 – Circuito totalmente indutivo 
 
Fonte: <http://baudaeletronica.blogspot.com.br/2012/05/fator-de-potencia.html>. 
Existem cargas capacitivas que têm o efeito contrário das cargas 
indutivas, por isso são usadas em soluções que diminuem ou acabem com o 
efeito que as cargas indutivas provocam nas instalações elétricas ou máquinas 
elétricas automatizadas. 
Há, ainda, equipamentos que utilizam todos os tipos de cargas (indutivas, 
capacitivas e resistivas). Na figura 10, há um exemplo dessa carga, que 
chamamos de mista. 
Figura 10 – Tubos de raios catódicos, carga mista 
 
Fonte: <http://principaisfisicos.blogspot.com.br/2010/10/como-funciona-uma-televisao.html>. 
 
 
 
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Motores monofásicos usam capacitores para ajudar o motor durante a 
ignição e o funcionamento. Os capacitores da ignição dão uma fase adicional de 
voltagem ao motor, já que tiram a corrente e a voltagem de fase uma com a 
outra. 
É muito importante saber a característica da carga, pois, assim, podemos 
tratar os dispositivos que a comandam de uma forma eficiente,assim como 
dimensionar todos os dispositivos de proteção. 
 Vamos a um exemplo prático: Temos de ligar um motor trifásico de 10 cv 
(1 CV = 735 W), a princípio, podemos utilizar a partida direta, porém o principal 
problema é quando ligamos esse tipo de motor à inércia e sua construção 
aumenta várias vezes a corrente de partida, podendo atrapalhar os dispositivos 
de segurança que atuam, pensando que é um curto-circuito. Então, nesse caso, 
em vez de uma partida direta, usamos um método de partida chamado estrela 
triângulo. 
Reduzindo a corrente de partida em até um terço, depois do tempo de 
estabilização, a chave é trocada para triângulo, onde o bobinado recebe maior 
tensão e, consequentemente, maior torque no motor, mas já vencida a força da 
inércia. Um exemplo dessa chave está demonstrado na figura 11. 
Figura 11 – Chave estrela triângulo manual 
 
Fonte: <http://www.eletrolico.com.br/chaves-comutadoras-trifasicas-lombard-p633>. 
 
 
 
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TEMA 4 – ILUMINAÇÃO 
Quando se deseja iluminar uma área, para se obter um resultado eficiente, 
alguns aspectos, como o conforto visual e a uniformidade, devem ser levados 
em consideração. Isso é necessário porque um ambiente iluminado e agradável 
melhora o desempenho das pessoas que nele trabalham. Por isso, a iluminação 
merece um estudo especial, uma vez que um ambiente, dependendo de suas 
dimensões e das atividades nele exercidas, precisa ter um mínimo de iluminação 
exigido pelas normas da ABNT. 
A iluminação eficiente de um ambiente deve ser baseada, entre outros 
requisitos, no desempenho visual requerido para a realização de uma 
determinada tarefa. Esse desempenho pode aumentar de acordo com a 
iluminância (nível de iluminação) e a luminância (luz refletida pelo objeto 
observado e seu entorno, na direção dos olhos do observador). 
Atualmente, muito se vê a grande preocupação com o “gato de energia 
elétrica”. A busca por alternativas energéticas é constante. Na área de 
iluminação, isso não é diferente. A qualidade de energia é um ponto vital na 
escolha da tecnologia e o modo como será implantado o sistema de iluminação. 
Conhecer a luz e as alternativas disponíveis, sabendo controlar a quantidade e 
a qualidade, são princípios valiosos para ser bem-sucedido em qualquer 
instalação luminotécnica. 
Quando queremos representar a potência luminosa emitida por dispositivo 
que gera luz, representamos como fluxo magnético e usamos uma unidade 
chamada lúmen (lm). Já a iluminância é o fluxo luminoso que incide numa 
superfície por unidade de área (m2). E usamos a unidade Lux (Lx). 
Há dois tipos de iluminação: a natural e a artificial. A utilização de um 
sistema de iluminação natural é a base do sucesso para se obter um sistema de 
iluminação artificial de boa qualidade. 
Na Figura 12, temos um sistema de iluminação natural trabalhando em 
conjunto com um artificial. 
 
 
 
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Figura 12 – Sistema de iluminação natural 
 
Fonte: <http://www.leonardi.com.br/sistema-de-iluminacao-natural/>. 
 A eficácia de um sistema de iluminação artificial, além de estar associada 
com o sistema de iluminação natural, necessita de vários outros fatores, os 
quais, em conjunto, têm características técnicas e são compostos destes 
elementos: lâmpadas, luminárias, reatores, circuitos de distribuição e controle, 
cores das superfícies internas, mobiliário. 
 Lâmpadas: Existem vários tipos de lâmpadas com diferentes tecnologias 
de iluminação, como led, incandescentes, fluorescentes, entre outras. 
Escolha a tecnologia que, com a menor potência possível, ofereça a você 
um nível de luminância entre os limites aceitáveis pela norma brasileira. 
Figura 13 – Tipos de lâmpadas 
 
Fonte: <http://www.g20brasil.com.br/os-diferentes-tipos-de-lampadas/>. 
 
 
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 Luminárias: escolha a luminária que mais reflete a luz emitida pela 
lâmpada. 
 Reatores: existem tipos de lâmpadas que necessitam de reatores. Se for 
o caso, escolha reatores homologados pelo Inmetro. 
 Cores das superfícies internas: Na figura 14, temos um ambiente com 
cores escuras na parede e no mobiliário, note que a iluminação fica muito 
prejudicada, agora leve isso para o ambiente de trabalho, notará que pode 
atrapalhar o serviço. 
Figura 14 – Ambiente com cores escuras 
 
Fonte: <http://imoveis.culturamix.com/decoracao/decoracao-em-tons-escuros>. 
TEMA 5 – NORMAS DE ILUMINAÇÃO 
 A norma NBR 5413 (1992, p. 1) estabelece “os valores de iluminâncias 
médias mínimas em serviço para iluminação artificial em interiores, onde se 
realizem atividades de comércio, indústria, ensino, esporte e outras”. 
 A seguir, veremos algumas recomendações descritas nessa norma para 
consultas futuras e adequação dos termos em um projeto. 
4 Condições gerais 
4.1 A iluminância deve ser medida no campo de trabalho. Quando este 
não for definido, entende-se como tal o nível referente a um plano 
horizontal a 0,75 m do piso. 
4.2 No caso de ser necessário elevar a iluminância em limitado campo 
de trabalho, pode-se usar iluminação suplementar. 
4.3 A iluminância no restante do ambiente não deve ser inferior a 1/10 
da adotada para o campo de trabalho, mesmo que haja recomendação 
para valor menor. 
4.4 Recomenda-se que a iluminância em qualquer ponto do campo de 
trabalho não seja inferior a 70% da iluminância média determinada 
segundo a NBR 5382. (NBR 5413, 1992, p. 1). 
 
 
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 Na sequência, a NBR 5413 (1992, p. 2) esclarece a iluminância para cada 
tipo de atividade. 
Tabela 1 – Iluminâncias por classe de tarefas visuais 
Classe Iluminância 
Tipo de atividade (lux) 
Tipo de atividade 
A 
Iluminação geral para áreas 
usadas interruptamente ou 
com tarefas visuais simples 
 
20 – 30 – 50 Áreas públicas com arredores 
escuros. 
 50 – 75 – 100 Orientação simples para 
permanência curta. 
 100 – 150 – 200 Recintos não usados para trabalho 
contínuo; depósitos. 
 200 – 300 – 300 Tarefas com requisitos visuais 
limitados, trabalho bruto de 
maquinaria, auditórios. 
B 
Iluminação geral para área de 
trabalho 
500 – 750 – 1000 Tarefas com requisitos visuais 
normais, trabalho médio de 
maquinaria, escritórios. 
 1000 – 1500 – 2000 Tarefas com requisitos especiais, 
gravação manual, inspeção, 
indústria de roupas. 
C 
Iluminação adicional para 
tarefas visuais difíceis 
2000 – 3000 – 5000 Tarefas visuais exatas e 
prolongadas, eletrônica de tamanho 
pequeno. 
 5000 – 7500 – 10000 Tarefas visuais muito exatas, 
montagem de icroeletrônica. 
 10000 – 15000 – 20000 Tarefas visuais muito especiais, 
cirurgia. 
Nota: As classes, bem como os tipos de atividade não são rígidos quanto às iluminâncias limites 
recomendadas, ficando a critério do projetista avançar ou não nos valores das classes/tipos de 
atividade adjacentes, dependendo das características do local/tarefa. 
 Na coluna Iluminância, existem três valores (um baixo, um médio e um 
alto), os quais são escolhidos por meio de uma outra tabela, presente também 
nessa mesma norma, a qual contém a idade do observador, a velocidade e a 
precisão das tarefas, bem como a refletância do fundo da tarefa. 
Tabela 2 – Fatores determinantes da iluminância adequada 
Características da tarefa 
e do observador 
Peso 
-1 0 +1 
Idade Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anos 
Velocidade e precisão Sem importância Importante Crítica 
Refletância do fundo da 
tarefa 
Superior a 70% 30 a 70% Inferior a 30% 
Fonte: NBR 5413, 1992, p. 2. 
 
 
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 Na norma NBR 5413, existem outras normas que devemos consultar para 
saber mais detalhes nas instalações de iluminação: 
 NBR 5382 – Verificação da iluminância de interiores – Método de ensaio NBR 5461 – Iluminação – Terminologia 
Os termos técnicos utilizados nessa norma estão definidos nos itens 3.1 
e 3.2 e na NBR 5461. 
FINALIZANDO 
Nesta aula, vimos a importância do reconhecimento dos tipos de cargas, 
características que não devem passar em branco no dia a dia da produção, pois 
se não forem bem planejadas, podem afetar o processo, principalmente o 
seriado, em que o tempo de parada é incrivelmente prejudicial. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
ABNT. NBR 5413:1992. Iluminância de interiores. Disponível em: 
<http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM802/NBR5413.pdf>. Acesso em: 2 out. 
2017. 
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BOYLESTAD, R. L. Análise de circuitos elétricos. São Paulo: Pearson 
Prentice Hall, 2003. 
CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais. 10 ed. São Paulo: 
Érica, 2010. 
COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2009. 
CREDER, H. Instalações elétricas.16. ed. São Paulo: LTC, 2016. 
SADIKU, M. N. O.; ALEXANDER, C. K. Fundamentos de circuitos eletricos. 
EUA: McGraw-Hill, 2013.