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Instalações elétricas industriais Aula 4

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Disciplina CCE0006 – Instalações elétricas industriais
Aula 4
Professor Bruno Sampaio Andrade
Unidade 2 – Iluminação industrial
	2.1 – Introdução e conceitos básicos
	2.2 – Lâmpadas elétricas
	2.3 - Luminárias	
Unidade 5 – Técnicas das Instalações elétricas
	5.2 – Instalação em linhas abertas
	5.3 – Emendas em condutores
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Luz:
Introdução e conceitos básicos
- Fonte de radiação eletromagnética.
 Perceptível ao olho humano em apenas uma estreita faixa de comprimento de onda que está diretamente relacionada com a cor percebida.
λ = C / f
Onde:
λ – Comprimento de onda
C – Velocidade da luz
f - frequência
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Espectro da luz visível em função do comprimento da onda:
Introdução e conceitos básicos
Cor em função do comprimento de onda
Comprimento de onda
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Espectro eletromagnético em função da frequência:
Introdução e conceitos básicos
Cor em função do comprimento de onda
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Iluminância:
Introdução e conceitos básicos
- Corresponde ao fluxo luminoso incidente em uma determinada superfície.
E = F / S [lux]
Onde:
λ – Iluminância [lux]
F – fluxo luminoso [lumens]
S - área da superfície iluminada [m2]
Exemplos de iluminância:
Dia de sol de verão a céu aberto – 	100.000 lux;
Dia com sol encoberto no verão - 	20.000 lux;
Noite de lua cheia sem nuvens - 	0,26 lux
Noi te à luz de estrelas - 		0,001 lux
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Fluxo luminoso:
Introdução e conceitos básicos
É a potência de radiação emitida por uma fonte em todas as direções do espaço.
1 lúmen é a quantidade de luz irradiada em uma superfície de 1 m2 de uma esfera de 1 m de raio com uma fonte de luz com intensidade luminosa de uma candela.
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Eficiência luminosa:
Introdução e conceitos básicos
É a relação entre o fluxo luminoso de uma fonte de luz e a potência em watts consumida por essa.
η = Ψ / Pc [lumens / watt], Onde:
η - rendimento
Ψ – fluxo luminoso [lúmens]
Pc - Potência consumida [W]
Exemplos de eficiência luminosa de lâmpadas:
Incandescente – 10 a 15 lumens / W;
Halógenas – 15 a 25 lumens / W;
Mistas – 20 a 35 lumens / W
 Vapor de mercúrio – 45 a 55 lumens / W
Fluorescentes comuns – 55 a 75 lumens / W
Vapor metálico – 65 a 90 lumens / W
Vapor de sódio – 80 a 140 lumens / W
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Intensidade luminosa:
Introdução e conceitos básicos
 É a relação entre o fluxo luminoso em um ângulo sólido em torno de determinada direção e o valor desse ângulo sólido quando esse tende a zero, ou ainda como a potência de radiação que uma fonte de luz emite em determinada direção.
I = dΨ / dβ [candela], Onde:
I – Intensidade luminosa;
dΨ – fluxo luminoso [lúmens]
dβ- ângulo sólido
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Luminância:
Introdução e conceitos básicos
 É a relação entre a intensidade luminosa com a qual uma determinada superfície elementar contendo um ponto irradia em uma determinada direção e a área dessa superfície para a direção considerada.
L = I / (S x Cosα) [cd / m2], Onde:
L – Luminância;
I – Intensidade luminosa [cd]
S - superfície iluminada
α – ângulo entre a superfície iluminada e a vertical, ortogonal`à direção do fluxo luminoso. 
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Refletância:
Introdução e conceitos básicos
 É a relação entre o fluxo luminoso refletido por determinada superfície e o fluxo luminoso incidente sobre a mesma.
 É a quantidade de fluxo luminoso emitido por uma fonte superficial por unidade de área. 
[lúmen / m2]
Emitância:
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Classificação:
Lâmpadas elétricas
Quanto ao processo de emissão de luz
Lâmpadas incandescentes
Lâmpadas de descarga
Lâmpadas de Estado Sólido - LED
Quanto ao desempenho
Vida útil
Rendimento luminoso
Índice de reprodução de cores
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas incandescentes:
Lâmpadas elétricas
Incandescentes
Vida útil – 600 a 1.000 horas
Eficiência luminosa – 15 lumens /W
Fluxo luminoso – 470 a 2.350 lumens 
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas incandescentes:
Lâmpadas elétricas
Incandescentes
Princípio de funcionamento
Filamento de tungstênio espiralado dentro de um bulbo de vidro com gás inerte (N2) para evitar-se a oxidação do filamento. 
O filamento atinge a incandescência com a passagem da corrente elétrica
O tungstênio do filamento ao evaporar-se se deposita nas paredes internas do bulbo reduzindo sua eficiência
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas Halógenas de tungstênio:
Lâmpadas elétricas
Incandescentes
Vida útil – de 3.000 a 4.000 horas
Eficiência luminosa – 25 lumens / W
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas elétricas
Incandescentes
Princípio de funcionamento
Filamento de tungstênio dentro de um tubo de quartzo com iodo. Durante o funcionamento, o tungstênio evapora-se combinando-se com o gás, formando iodeto de tungstênio. Devido às altas temperaturas envolvidas, parte do tungstênio se deposita no filamento. O halogênio evita que o tungstênio se deposite nas paredes do bulbo.
As paredes da lâmpada são de quartzo resistente a elevadas temperaturas.
Lâmpadas Halógenas de tungstênio:
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas de luz mista:
Lâmpadas elétricas
Incandescentes
Vida útil – de 6.000 horas
Eficiência luminosa – de 19 a 27 lumens / W
Fluxo luminoso – 3.000 a 13.500 lumens 
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas elétricas
Incandescentes
Princípio de funcionamento
Tem princípio de funcionamento similar ao das lâmpadas incandescentes, porém são constituídas de um tubo de descarga a vapor de mercúrio conectado em série com um filamento de tungstênio, ambos encapsulados por um bulbo ovoide, cujas pares interas são recobertas por uma camada de fosfato de ítrio vanadato. 
Lâmpadas de luz mista:
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas fluorescentes:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Vida útil – 7.500 a 12.000 horas (catodo quente)
	 Até 25.000 (catodo frio)
Eficiência luminosa – de 57 a 78 lumens / W
Fluxo luminoso – 850 a 8.300 lumens 
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas fluorescentes:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Corrente pelo starter
Corrente pela lâmpada
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas fluorescentes:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Reator com transformador elevador para lâmpadas de eletrodo frio – Tensão de partida de até 6 vezes a tensão de funcionamento
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Princípio de funcionamento
São tubos de vidro, cujo interior é revestido com fósforo de diferentes tipos. O fósforo emite luz ao ser ativado por energia ultravioleta. 
Cada extremidade da lâmpada tem um filamento de tungstênio que aquecidos liberam uma nuvem de elétrons. Quando energizados, os eletrodos ficam submetidos a uma tensão elevada, provocando o surgimento de um arco voltaico. Os elétrons do arco voltaico chocam-se com os gases existentes no interior do tubo (argônio e mercúrio) liberando luz ultravioleta que ativa a camada de fósforo, transformando-se em luz visível.
Lâmpadas fluorescentes:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas a vapor de mercúrio:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Vida útil – 18.000 horas
Eficiência luminosa – de 55 lumens / W (nova) e de 35 lumens / W (ao final de sua vída útil)
Sensível à quedas de tensão:
1% de queda provoca queda de 3 % no fluxo luminoso;
5% de queda comprometem partida da lâmpada.
Leva de 3 a 5 minutos para religar quando desligada (tempo necessário para reionização do mercúrio. 
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas a vapor de mercúrio:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Equipamentos auxiliares
Resistor de partida – com aproximadamente 40 KΩ, tem a finalidade de interromper a corrente no eletrodo auxiliar.
Reator - de maneirasemelhante à lâmpada fluorescente, tem a função de limitar a corrente de funcionamento
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Princípio de funcionamento
São constituídas por um pequeno tubo de quartzo, onde são instalados nas extremidades dois eletrodos principais e um auxiliar, ligados em série com uma resistência de valor elevado
Dentro do tubo são colocados algumas gotas de mercúrio e de um gás inerte, como o argônio. Esse gás inerte tem a função de facilitar a formação da descarga inicial.
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Lâmpadas a vapor de mercúrio:
O Tubo de quartzo é colocado dentro de um invólucro de vidro contendo azoto cuja função é distribuir a temperatura uniformemente.
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Princípio de funcionamento
Um campo elétrico é formado entre os eletrodos auxiliar e o principal mais próximo ao energizar-se a lâmpada. Há a formação de um arco voltaico que aquece as substâncias emissoras de luz, ionizando o gás e formando o vapor de mercúrio. Os eletrons chocam-se com o vapor de mercúrio, transformando sua estrutura atômica, que liberam energia ao retornarem à sua estrutura natural, produzindo luz .
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Lâmpadas a vapor de mercúrio:
O mercúrio é vaporizado durante o período de pré-aquecimento da lâmpada.
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Princípio de funcionamento
São constituídas por um pequeno tubo de quartzo, onde são instalados nas extremidades dois eletrodos principais e um auxiliar, ligados em série com uma resistência de valor elevado
Dentro do tubo são colocados algumas gotas de mercúrio e de um gás inerte, como o argônio. Esse gás inerte tem a função de facilitar a formação da descarga inicial.
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Lâmpadas a vapor de mercúrio:
O Tubo de quartzo é colocado dentro de um invólucro de vidro contendo azoto cuja função é distribuir a temperatura uniformemente.
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas a vapor de sódio:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Vida útil – 18.000 horas
Eficiência luminosa : 
- 130 lumens / W (alta pressão – espectro de cor contínuo)
- 200 lumens / W (baixa pressão – monocromática - amarela)
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas a vapor de sódio:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
- Alta pressão – Devido ao seu espectro de cor contínuo, propicia uma razoável reprodução da cor, podendo ser utilizada no interior de instalações industriais cujas tarefas não demandem uma grande fidelidade de cor.
- Baixa pressão – Devido a sua característica monocromática, não deve ser utilizada no interior de instalações industriais, porém podem ser utilizadas na iluminação de pátios de descarga;
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Princípio de funcionamento
As de baixa pressão são formadas por um tubo especial de vidro em forma de U onde é produzida a descarga. Esse U é colocado em uma ampola tubular de vidro para proteção mecânica e isolamento térmico, com paredes recobertas de óxido de estanho. Tem a função de refletir as radiações ultravioletas produzidas. Uma certa quantidade de gás neon é injetado no interior do tubo para favorecer o acendimento. Também é acrescida uma quantidade de sódio que se condensa e se deposita em pequenas cavidades durante o processo de resfriamento da lâmpada.
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Lâmpadas a vapor de sódio:
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Princípio de funcionamento
As de alta pressão são constituídas de um tubo de descarga contendo um excesso de sódio que se vaporiza durante o período de acendimento em condições de saturação. É utilizado um gás inerte em alta pressão, o xenônio, para se obter uma baixa tensão de ignição
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Lâmpadas a vapor de sódio:
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas a vapor metálico:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Vida útil – 24.000 horas
Eficiência luminosa - 98 lumens / W
Fluxo luminoso – 28.500 a 182.000 lumens 
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Princípio de funcionamento
Trata-se de um tipo especial da lâmpada de vapor de mercúrio, onde são adicionados iodeto de índio, tálio e sódio. 
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de descarga
Lâmpadas a vapor metálico:
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas a estado sólido - LED:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de Estado Sólido - LED
Vida útil – até 45.000 horas
Eficiência luminosa - 58 lumens / W
Fluxo luminoso – 900 lumens 
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Lâmpadas a estado sólido - LED:
Lâmpadas elétricas
Lâmpadas de Estado Sólido - LED
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Luminárias
Têm a finalidade de fixar as lâmpadas, com as seguintes características básicas:
São agradáveis ao observador
Modificam o fluxo luminoso da fonte de luz
Possibilitam fácil instalação e posterior manutenção.
A seleção do tipo de luminária deve estar baseada no tipo de ambiente de instalação;
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Tipos de luminárias (IEC):
Luminárias
Direta – quando o fluxo luminoso é dirigido diretamente para o plano de trabalho;
Indireta - quando o fluxo luminoso é dirigido diretamente em oposição ao plano de trabalho;
Semidireta - quando parte do fluxo luminoso chega ao plano de trabalho diretamente dirigido e outra parte atinge o mesmo plano por reflexão. Predominância do efeito direto.
Semi-indireta - quando parte do fluxo luminoso chega ao plano de trabalho por efeito indireto e outra parte é diretamente dirigido a ele. Predominância do efeito indireto.
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Tipos de luminárias (IEC):
Luminárias
Geral difusa - quando o fluxo luminoso apresenta praticamente a mesma intensidade em todas as direções.
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Características quanto à modificação do fluxo luminoso:
Luminárias
Absorção – É a característica da luminária de absorver parte do fluxo luminoso incidente na sua superfície. Quando mais escuro o interior da luminária, maior será o índice de absorção;
Refração – É a característica das luminárias de direcionar o fluxo luminoso através de um vidro transparente de construção específica que pode ser plano ou prismático; 
Reflexão – É a característica da luminária de modificar a distribuição do fluxo luminoso através de sua superfície interna e segundo sua forma geométrica de construção
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Características quanto à modificação do fluxo luminoso:
Luminárias
Difusão – É a característica das luminárias de reduzir a sua luminância, diminuindo os efeitos inconvenientes do ofuscamento através de uma placa de acrílico ou de vidro
Louvers – O painel dessas luminárias é constituído de aletas na cor branca, não permitindo que a lâmpada seja vista pelo observador dentro de determinado ângulo;
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Características quanto à aplicação:
Luminárias
As luminárias devem ser selecionada de acordo com o ambiente a iluminar, observando o tipo de atividade desenvolvida no local de instalação;
Tendo em vista o exposto, as luminárias podem ser:
 - Luminárias comerciais;
 - Luminárias industriais;
 - Luminárias para logradouros públicos; e
 - luminárias para jardins.
Nas instalações comerciais, as luminárias mais utilizadas são aquelas adequadas para a instalação de lâmpadas fluorescentes, desde que o pé-direito não exceda os 6 m.
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Características quanto à aplicação:
Luminárias
Nas instalações industriais são mais comuns as luminárias de facho de abertura média para lâmpadas de descarga, preferencialmente as de vapor de mercúrio (figura a abaixo) ou , caso sejam utilizadas lâmpadas de vapor metálico as luminárias tipo projetor são utilizadas (figura b abaixo). 
a
b
Unidade 2 - Iluminação Industrial
Características quanto à aplicação:
Luminárias
Nos logradouros públicos, as luminárias abaixo são comumente utilizadas pela facilidade de fixação em postes. 
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalaçãoem linha aberta
Não há preocupação com estética
Modificações constantes nas instalações
Uso de “Clites” ou isoladores tipo roldana
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
NBR5410 prevê que as instalações com clites deverão:
Estar instalados a 3 m do piso; ou
Estar a no mínimo 2,5 m do piso, caso sejam fixados no forro;
Os afastamentos mínimos deverão ser:
Tensões de até 300 V: distância entre condutores e entre esses e objetos estranhos de 60 e 12 mm;
Tensões entre 300 e 600 V: distância entre condutores e entre esses e objetos estranhos de 100 e 25 mm;
Distância máxima entre clites de 1,5 m.
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
Distância no uso de clites
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
Emendas em prolongamento
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
Emendas em derivação
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
Fixação de equipamentos - lâmpada
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
Fixação dos clites
Emendar condutores em derivação
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
Isolar os condutores
Instalação usando roldanas
Roldanas mais comuns
Unidade 5 - Técnicas das Instalações elétricas
Instalação em linha aberta
Instalação usando roldanas
Derivações
Ligações de dispositivos
Restará sempre muito o que aprender!!

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