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Apostila 1.pdf Oliveira Soluções Elétricas e Tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 1 CONCEITOS BÁSICOS Energia, Eletricidade, Tensão, Corrente, Potência e Resistência Normalmente no nosso dia dia ouvimos falar as palavras, energia, voltagem, amperagem, etc, mas nem sempre sabemos direito do que se trata, para começarmos com o nosso curso, inicialmente vamos resumir e esclarecer cada um desses conceitos assim como o funcionamento de um circuito elétrico básico. ENERGIA: O conceito de energia é, na verdade, algo intuitivo, pois não existe uma definição específica para esse fenômeno físico. É fácil e notório sentirmos a energia em determinados momentos, como o calor que sentimos com a queima de uma fogueira, a luz emitida pela chama da vela, a água de uma cachoeira movendo as turbinas de usinas hidrelétricas, entre outros. Também podemos acrescentar a esses conceitos intuitivos, a associação de energia a movimento, pois para nos movermos precisamos de energia. Essa ideia de energia e movimento é chamada energia cinética, pois é associada ao corpo em movimento. Havendo energia cinética, o corpo realiza trabalho, ou seja, ocorre uma transferência de energia de um corpo para outro. Existe também um tipo de energia para corpos em repouso, que acontece apenas pelo fato de o corpo ocupar um lugar no espaço. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 2 Outros tipos de energia são a energia gravitacional, energia potencial elástica, energia química (a dos explosivos), energia térmica (estado de agitação das moléculas), energia elétrica (diretamente associada às cargas elétricas). Todas as energias citadas se relacionam diretamente com o trabalho realizado, sendo então “permitido” dizer que o trabalho é uma medida da energia transferida ou transformada. Princípio da Conservação de Energia A energia não é criada nem destruída, é sempre transformada de um tipo em outro ou outros. por exemplo, Um Motor Elétrico, transforma energia elétrica em energia mecânica, um Gerador, transforma energia mecânica em Energia elétrica, assim como em um forno elétrico a energia elétrica é transformada em energia térmica. O total da energia que existe antes da sua transformação é igual ao seu total depois dessa transformação. Resumindo: Falar sobre o conceito de energia baseando-se no conceito de trabalho é a forma mais simples e compreensível para mostrar às pessoas, com precisão e rigor, uma ideia carregada de significados, como é a energia. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 3 Tensão, Corrente, Potência e Resistência Iniciando nossos conceitos: Tensão Elétrica: também chamada por Voltagem ou diferença de potencial elétrico pode ser entendida como uma espécie de força que faz com que circule a corrente elétrica através de um condutor e a sua unidade de medida é o Volt (V), No Brasil as tensões que chegam as nossas Residências são de 110 V ou 127 V, e 220 V dependendo da região. Corrente elétrica: é o movimento ordenado de partículas eletricamente carregadas. Vamos explicar a corrente elétrica a partir de um condutor metálico (um fio elétrico por exemplo). Dentro desses condutores há muitos elétrons livres descrevendo um movimento caótico, sem direção determinada. Ao aplicar-se uma diferença de potencial entre dois pontos do metal (ligando as pontas do fio a uma bateria, por exemplo), estabelece-se um campo elétrico interno e os elétrons passam a se movimentar numa certa ordem, constituindo assim a corrente elétrica. A Unidade de Corrente é o Ampere (A) é comum ouvirmos popularmente a corrente ser chamada de Amperagem. Resistência Elétrica: nada mais é do que uma oposição a passagem de Corrente elétrica, a principal característica da resistência, é o aquecimento, transforma a corrente elétrica em Calor no que chamamos de Efeito Joule, em nossas casas possuímos alguns equipamentos que possuem resistência, aquecedores, chuveiros, forno elétrico, etc. A Unidade de Resistência é o Ohm (Ω). Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 4 Condutores Elétricos: São materiais que permitem com facilidade a passagem da corrente elétrica, sendo principalmente os metais, normalmente são utilizados o Cobre e o Alumínio na fabricação de cabos e fios. Lembrando que não existe condutor perfeito, ou seja, todo condutor possui um pouco de resistência, sendo que quanto mais comprido e maior será a sua resistência, e quanto mais grosso a resistência será menor. Isolante Elétrico: é o oposto do condutor, não permitem a passagem de corrente elétrica, sendo materiais como porcelana, plastico, borracha entre outros. Potência Elétrica: Podemos dizer que ainda hoje uma das maiores preocupações mundiais refere-se ao consumo de energia elétrica. Além de a energia elétrica aumentar o orçamento das famílias, sua produção e sua distribuição constituem um grande desafio para os governantes das mais diversas nações. Você já deve ter comprado lâmpadas para sua casa ou ao menos deve ter trocado uma lâmpada queimada. Para isso, duas coisas foram observadas: a tensão da rede local (110 V ou 220 V) e a potência nominal da lâmpada. Podemos dizer que a potência está ligada ao brilho da lâmpada e à energia que está sendo transformada em cada unidade de tempo. Assim, quando utilizada nas condições especificadas pelo fabricante da lâmpada, uma lâmpada de 100 W brilha mais e também consome mais energia que uma lâmpada de 50 W. Em meio a esse exemplo podemos dizer que potência é uma grandeza física que mede a energia que está sendo transformada na unidade de tempo, ou seja, mede o trabalho realizado por uma determinada máquina Para explicarmos o conceito de Tensão, Corrente, Potência e Resistência, podemos utilizar como exemplo 2 caixas d'água interligadas por um cano, Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 5 contendo um registro, estando uma colocada em um nível mais Alto do que a outra, assim como na figura abaixo: Podemos observar que a caixa A está em um nível mais alto que a caixa C fazendo com que a água flua pelo cano desde que o Registro esteja aberto. Agora comparando com tudo que estudamos acima podemos dizer que há uma ddp (diferença de potencial) entre A e C, comparamos a tensão elétrica com a força que faz com que a água flua pelo cano ou mesmo com a força exercida por uma bomba que "empurra" essa água pelo cano, o Cano por sua vez pode ser comparado com um condutor elétrico pois é por ele que a água flui, e a água que flui pelo cano pode ser comparada com a corrente elétrica, como podemos ver, temos um Registro B que representa uma oposição a passagem de água, comparando-o a resistência, quanto mais Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 6 fechado ele estiver maior vai ser a sua resistência, e menor o fluxo de água. E quanto a caixa C ela tem uma capacidade de armazenar a água, a quantidade de água que ela está armazenando pode ser comparada a Potência elétrica, lembrando o conceito de potência que é a unidade que mede a quantidade de energia transformada na unidade de tempo. Abaixo temos o Exemplo de um circuito Elétrico Básico contendo um interruptor, uma bateria e uma lâmpada. Conceituando circuito Elétrico como um conjunto formado por um gerador elétrico, um condutor em circuito fechado e um elemento capaz de utilizar a energia produzida pelo gerador. Sendo a bateria a fonte geradora que gera uma tensão (V) e a lâmpada a fonte consumidora que utiliza essa energia gerada pela bateria. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 7 Podemos observar na imagem, 2 casos, sendo que no primeiro a lâmpada está apagada, pois o interruptor está desligado caracterizando um circuito aberto, já no segundo a lâmpada está acesa, pois o interruptor está ligado caracterizando um circuito fechado, assim a corrente elétrica (I) pode percorrer o circuito, abaixo podemos observar o diagrama esquemático desse circuito. Conhecidos os conceitos básicos, na próxima lição entenderemos a lei de ohm, e o conceito de série e paralelo. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 8 Lei de ohm Agora que conhecemos os principais conceitos poderemos estudar a 1° lei de Ohm, que no final se resumirá na fórmula V = R x I, mas antes vamos entender do que se trata: A primeira lei de Ohm Considere um fio feito de material condutor. As extremidades desse fio, são ligadas aos pólos de uma pilha, como mostra a figura abaixo. Desse modo, a pilha estabelece uma diferença de potencial no fio condutor e, consequentemente, uma corrente elétrica. Para se determinar o valor da corrente elétrica, coloca-se em série no circuito um amperímetro e, em paralelo, um voltímetro que permitirá a leitura da tensão. A montagem do circuito está ilustrada na figura abaixo: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 9 Com o circuito montado e funcionando, fazemos as medições de tensão e corrente através dos aparelhos instalados. Agora imagine que a diferença de potencial da pilha seja dobrada (podemos fazer isso ligando uma segunda pilha em série com a primeira). Como resultado dessa alteração, o voltímetro marcará o dobro da tensão anterior, e o amperímetro marcará o dobro de corrente elétrica. Se triplicarmos a diferença de potencial, triplicaremos a corrente elétrica. Isso quer dizer que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica tem um valor constante. Essa constante é simbolizada pela letra R. Se colocarmos a corrente elétrica (i) em evidência, podemos observar que, quanto maior o valor de R, menor será a corrente elétrica. Essa constante mostra a resistência que o material oferece à passagem de corrente elétrica. A primeira lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor Com o circuito montado e funcionando, fazemos as medições de tensão e corrente através dos aparelhos instalados. Agora imagine que a diferença de potencial da pilha seja dobrada (podemos fazer isso ligando uma segunda pilha em série com a primeira). Como resultado dessa alteração, o voltímetro marcará o dobro da tensão anterior, e o amperímetro marcará o dobro de corrente elétrica. Se triplicarmos a diferença de potencial, triplicaremos a corrente elétrica. Isso quer dizer que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica tem um valor constante. Essa constante é simbolizada pela letra R. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 10 Para Calcular a Potência utilizamos a Fórmula P= V.I quando temos a tensão e a corrente, ou quando não tivermos a tensão poderemos utilizar a Fórmula P= R .I² Uma dica Prática pra não se perder na hora de calcular é utilizar o método apresentado na figura abaixo: No Primeiro desenho supomos que teremos que calcular a tensão, então tampamos o V e então saberemos que o procedimento correto é multiplicar a Resistência pela corrente V=R.I. No Segundo Exemplo precisamos calcular a Resistência R, então tampamos o R, e Podemos ver que o Procedimento Correto é dividir V por I No Terceiro Exemplo precisamos calcular e Corrente e tampando o I podemos ver que o procedimento correto é dividir V por R. Abaixo temos uma figura incluindo as várias maneiras incluindo Cálculos de Potência: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 11 Observando a fórmula para cálculo de Potência podemos observar que quanto maior for a Corrente menor será a Tensão e vice-versa, podemos observar isso nas Linhas de transmissão, a transmissão de eletricidade em longas distâncias é feita em Alta tensão, além de evitar as perdas com a queda de tensão, voltando a lembrar que quanto mais comprido maior será a resistência de um condutor, mas também no caso da alta tensão a corrente será menor, economizando dessa maneira podendo utilizar um condutor mais fino. Um exemplo disso podemos ver em um transformador que o Lado da tensão mais alta a bitola do fio será mais fina do que no lado da tensão mais Baixa. Vamos a um exemplo prático de um Cálculo de Potência: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 12 Um chuveiro de 5500 W,ligado em uma rede de 220 V consome quantos amperes? o Cálculo é Simples, podemos Utilizar o Triângulo para nos ajudar, primeiro analisamos o que temos, e depois o que estamos procurando Temos P= 5500 W V= 220 V estamos procurando I=? Utilizando a Fórmula I=P/V I= 5500/220 I= 25 A Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 13 Agora que aprendemos as fórmula para Calcular podemos ir para o Conceito de Série e Paralelo na próxima lição Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 14 Circuito em Série e Paralelo Circuito em Série Abaixo temos o exemplo de um circuito alimentado por uma Bateria com 3 lâmpadas ligada em série: A Principal Característica de um circuito em Série é a Dependência, se uma das 3 lâmpadas queimar, ou um delas for tirada fora, todas as lâmpadas apagarão, independente se fossem 10 ou mais, quando uma queimasse as outras apagariam pois o circuito seria interrompido. Outra característica do circuito em série é que a tensão se divide nas 3 lâmpadas, por exemplo se tivermos uma bateria de 9 Volts e as lâmpadas forem iguais, nesse caso ficaria 3 Volts em cada enquanto a corrente Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 15 permanece a mesma em todo o Circuito, A tensão total do Circuito será a soma das tensões em cada lâmpada. Circuito em Paralelo Agora vemos um circuito alimentado por uma bateria com 3 Lâmpadas ligadas em paralelo, No Circuito em Paralelo não há aquele dependência se uma Lâmpada queimar ou for retirada as demais continuarão funcionando normalmente. A principal característica do Circuito em Paralelo é que a tensão permanecerá a mesma em todas as Lâmpadas enquanto a corrente se dividirá, nesse caso se as lâmpadas fossem iguais e a corrente total o circuito fosse de 3 A, então teremos 1 A em cada lâmpada enquanto a tensão seria a mesma da bateria em todo o circuito. A Corrente total do Circuito será a soma de todas as correntes em cada lâmpada Agora vamos pensar a instalação de nossas casas é feita em Série ou Paralelo? Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 16 A resposta é com certeza é em Paralelo, pois senão além da tensão se dividir em cada aparelho, fazendo com que nada funcionasse direito, quando desligasse alguma coisa o resto não funcionaria mais. Vamos a alguns Exemplos: Na figura acima temos um circuito alimentado por uma fonte que vamos supor que seja de 120 V e 3 resistências em Série, vamos definir como sendo R1= 68 Ω, R2 = 82 Ω e R3= 100 Ω Então Vamos Calcular Primeiro a Resistência equivalente dessa Associação: No Caso de uma associação de resistências em Série apenas somamos as 3, sendo assim 68+82+100= 250 Ω Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 17 Agora que sabemos que a Resistência total é de 120 Ω, e como temos a tensão podemos calcular a corrente total do circuito: I=V/R I= 120/250 I= 0,48 A Conhecendo a Tensão e a corrente podemos assim calcular a Potência total do Circuito: P= V.I P= 120. 0,48 P= 57,6 W Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 18 Calculadas a Corrente e Potencia total do Circuito, agora podemos partir para o Cálculo individual em cada resistência utilizando as fórmulas e os conceitos de série que aprendemos. Lembrando que em um circuito em série a corrente se mantém a mesma e a tensão é que se divide então utilizaremos a mesma corrente de 0,48 A para encontrar a tensão em cada resistência. Agora tirando a prova lembrando que a tensão total é a soma de todas as tensões do Circuito. V= 32,64+39,36+48= 120 V Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 19 Calculadas as tensões e podemos calcular a Potência de Cada Resistência: Tirando a Prova lembrando que a soma das potências deve ser igual a Potência Total P=15,6672+ 18,8928+ 23,04= 57,6 W Agora podemos ver o caso de um circuito em Paralelo, primeiramente vamos aprender a calcular a resistência equivalente Req no caso de circuito paralelo: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 20 Vamos ao exemplo do nosso circuito: Supondo que a fonte seja a mesma de 120 V e R1 seja 100 Ω e R2 seja 25 Ω. Procedemos da Seguinte maneira para encontrar a sua resistência equivalente, no caso de 2 resistências. Req= 100.25/100+25= 20 Ω Conhecia a tensão da fonte e e Resistência Total procedemos agora ao cálculo da corrente total do circuito: I=V/R Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 21 I= 120/20 I= 6A Conhecidas a Tensão e a Corrente calculamos a Potência: P=V.I P= 120.6 P= 720 W Agora procederemos ao cálculo da corrente em cada resistência lembrando que como o circuito é em paralelo, a corrente se divide e a tensão se mantem a mesma: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 22 Tirando a Prova lembrando que no circuito em Paralelo a corrente total é a soma de todas as correntes: I= 1,2 +4,8 I= 6A Agora podemos calcular a Potência de Cada Resistência Tirando a Prova lembrando que a Soma das potências é igual a Potência total do circuito P= 144+576= 720 W Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 23 Chegamos ao final dessa etapa agora que conhecemos o conceito de circuito em série e paralelo, partiremos para a próxima etapa na qual vamos entender a diferença entre corrente Continua e Alternada. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 24 Corrente Continua e Corrente Alternada Como já vimos anteriormente, a corrente elétrica é o fluxo de elétrons em um determinado condutor. O que diferencia a corrente alternada da contínua é justamente o sentido que esse fluxo de elétrons percorre nesse determinado condutor. Vamos ver detalhadamente como cada uma delas se comporta. Corrente Alternada A corrente alternada (CA ou AC, em inglês) é aquela que é gerada nas usinas e percorre grandes distâncias até chegar nas tomadas de nossas casas. A característica dela é que não tem uma polarização, ou seja, não possui um pólo positivo e outro negativo definidos como ocorre na corrente contínua. Por isso, seu sentido alterna, e seus pólos são chamados de fases,). Ela é usada na transmissão em longa distância porque não ocorrem perdas de energia. No artigo anterior citado, nós vimos que a tensão elétrica é a responsável por "empurrar" a corrente elétrica. Na corrente alternada, podemos usar uma alta tensão para transmitir com velocidade a corrente elétrica sem perder grande energia, por isso ela é usada pra essa finalidade. Observe no desenho abaixo como se comporta uma fase em corrente alternada. Note a alternância da característica positiva e negativa. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 25 Representação gráfica da corrente alternada Cada alternância equivale a um ciclo. Cada ciclo ocorre, dependendo da região do país e do mundo, 50 ou 60 vezes por segundo. Isso é o que chamamos frequência, e é dada em Hertz. No Brasil a frequência é de 60 Hz Corrente Contínua A corrente contínua (CC ou DC, em inglês) é aquela que possui os dois pólos, um positivo e outro negativo. Como possui pólos definidos, o sentido dos elétrons se torna definido também, ou seja, partindo do pólo positivo para o negativo por convenção, já que na realidade ocorre o contrário. Podemos encontrá-la principalmente em pilhas e baterias, geralmente em tensões baixas. Ela não é usada em transmissões de alta tensão e de grande distância porque como possui um sentido único, exigiria muita força pra "empurrar" os elétrons. Isso ocasionaria grandes perdas de energia. Quando ela se alterna, fica mais "leve" pra "empurrar". Observe no desenho abaixo como ela se comporta, e note que, nesse caso, não há a grandeza da frequência. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 26 Representação gráfica da corrente contínua Normalmente Ouvimos as pessoas chamarem de forma errada os dois condutores das instalações de suas casas de positivo e negativo, Quando o Correto é chamar de Neutro e fase. A Corrente continua encontramos em fontes, baterias e pilhas podemos notar que se invertemos os pólos de uma bateria o aparelho ligado nela não vai funcionar, ou mesmo estragar, já com a corrente alternada, não temos uma posição certa para ligar na tomada plugs com apenas 2 pinos podem ser invertidos que o aparelho continuará funcionando, os aparelhos de hoje em dia já tem uma posição certa para serem ligados na tomada, pois possuem 3 pinos contendo um condutor de proteção (terra), veremos mais para frente. Para a Energia ser transmitida a Longa distância, e que sejam evitadas perdas, a transmissão é feita em Alta Tensão , 23 mil Volts, 69 mil Volts, e quando chegam as cidades são abaixadas para a tensão de distribuição. 110 ou 220 V dependendo da Região, são usados transformadores que abaixam e aumentam a tensão quando necessário, se Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 27 olharmos os postes que estão na nossa rua, podemos observar 3 fios na parte mais alta, sendo esses os cabos de alta tensão, e 4 ou 5 fios na parte mais baixa,sendo esses 3 fases de baixa tensão e um condutor neutro e em alguns casos um 5° condutor que é usado para iluminação pública, e se procurarmos em algum ponto encontraremos um transformador no qual entram os cabos da alta tensão e saem os da baixa tensão. Agora que conhecemos o principio de Ca e CC, estamos prontos para começar a utilizar um Multimetro. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 28 Como Usar um Multímetro Abaixo apresentamos o Multímetro que é utilizado para realizar diversas medições e é essencial para auxiliar no trabalho e na segurança, pois somente medindo saberemos se um circuito está energizado ou não, lembrando que não conseguimos ver nem sentir o cheiro da corrente elétrica. Em sua maioria, os Multímetros digitais são separados para medir grandezas em corrente contínua DC ou CC, e em corrente alternada AC ou CA, o símbolo é um sinal de “til” (~). A corrente contínua é o fluxo ordenado de elétrons sempre numa direção e constituída pelos polos positivo e negativo, gerado por baterias e pilhas. Já a corrente alternada é uma corrente elétrica cujo sentido varia no tempo e composta por fases (e, muitas vezes, pelo fio neutro), sendo encontrada nas tomadas da rede elétrica. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 29 Os multímetros são vendidos com duas ponteiras, também chamadas pontas de prova, que são dois fios, um preto e um vermelho, com pontas de metal. A preta deve ser conectada no ponto do multímetro indicado com GND ou COM. A ponta de prova vermelha pode ser ligada em outras entradas, mas para a maioria das medidas realizadas, a ligação é feita no ponto indicado com V-W-mA. Essas ponteiras podem ser substituídas por “jacarés” que facilitam na hora de agarrar um fio, por exemplo. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 30 Escala Para cada grandeza elétrica existem várias escalas, conforme a intensidade do que for ser medido. Por exemplo, entre as várias posições da chave rotativa, podem existir algumas específicas para as seguintes faixas de voltagem: 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V e 2000 V. Para medir a tensão da bateria da placa de CPU (em torno de 3 volts), não use a escala de 2 V, pois tensões acima de 2 V serão indicadas como 1,9999 V. Escolha então a escala de 20 V, pois terá condições de fazer a medida esperada. Quando não temos ideia aproximada da tensão que vamos medir, devemos começar com a escala de maior valor possível, pois se medirmos uma tensão muito elevada usando uma escala baixa, podemos danificar o aparelho. Além do símbolo da grandeza relacionada, podem aparecer os múltiplos associados à unidade de medida, sendo os mais comuns o quilo (k, que indica mil), mega (M, que indica um milhão), e mili (m, que indica a milésima parte). Medir tensão da tomada é 110 ou 220? Coloque os cabos, preto no COM e o vermelho em V-W-mA, gire o disco para corrente alternada (AC), use uma escala no maior valor disponível (750 V, por exemplo), encoste as partes de metal das pontas de prova no metal do interior da tomada, uma em cada buraco. O valor que aparecer no mostrador é a medida de tensão. Pode não marcar exatamente o valor porque a rede elétrica não é constante. Pode inclusive mostrar que a tensão está muito abaixo do normal, os aparelhos que estão funcionando com uma tensão abaixo da qual foram projetados, podem ser danificados a curto ou médio prazo. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 31 Medir tensão da pilha, será que a pilha está boa? Será que a bateria do carro está descarregada? Coloque os cabos, preto no COM e o vermelho em V-W-mA, gire o disco para corrente contínua (DC), usar escala em 20 V, encostar as partes de metal das pontas de prova no metal das pontas da pilha. O valor que aparecer no mostrador é a medida de tensão. Pode não marcar exatamente o valor porque existe uma incerteza na medida. Se estiver perto do valor nominal de 1,2V 1,5 V, 5 v, 9V, 12V no caso da bateria do carro, etc. Se o Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 32 valor estiver muito abaixo do que indica na descrição da bateria, está na hora de trocar. Teste de continuidade será que a lâmpada está realmente queimada? Coloque os cabos, preto no COM e o vermelho em V-W-mA gire disco para resistência (ohms), usar escala no menor valor disponível (200 ohms, por exemplo), encostar as partes de metal das pontas de prova no metal da lâmpada (uma na lateral e outra na parte de baixo). O valor que aparecer no mostrador é a medida de resistência elétrica: se aparecer um valor, significa que está boa; se só aparecer um número 1 e nada mais, ela está queimada (resistência infinita). Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 33 Lembrando que existem diversas marcas e modelos de multímetros, o mais importante é saber utilizar as escalas corretas para medição, evitando danos ao aparelho e acidentes. IMPORTANTE: JAMAIS CONFUNDIR MEDIÇÃO DE TENSÃO COM MEDIÇÃO DE CORRENTE, E NÃO MUDAR DE ESCALA COM AS PONTEIRAS DO MULTÍMETRO NO CIRCUITO. QUANDO FOR VERIVICAR SE UM CIRCUITO ESTÁ DESENERGIZADO, POR GARANTIA DEVE-SE MEDIR UM CIRCUITO QUE VOCÊ TEM CERTEZA QUE ESTÁ ENERGIZADO PARA GARANTIR QUE O APARELHO ESTÁ FUNCIONANDO CORRETAMENTE. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 34 Introdução as Instalações elétricas Após conhecer os principais conceitos de Eletricidade, agora partimos para a parte tão desejada, aprender os princípios básicos das instalações elétricas As instalações elétricas podem ser: Monofásicas- 1 fase+Neutro Bifásicas: 2 Fases+Neutro Trifásicas: 3 Fases+ Neutro No Caso de Uma rede 110 V entre fase e Neutro, a tensão entre 2 fases fica 220 V No Caso de Uma rede de 220 V entre fase e Neutro, a tensão entre 2 fases fica 380 V Lembrando que fase se refere ao condutor carregado de energia, e o neutro o condutor por onde é feito o retorno. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 35 Importante: na teoria o neutro é um condutor sem energia, porém nele há o retorno de corrente, então antes de tocar um condutor neutro, verificar se não há nenhuma fase conectada ao mesmo circuito. O Condutor Neutro obrigatoriamente deve ser da cor azul Nas instalações por segurança temos um outro condutor que é o de proteção popularmente chamado de fio terra, esse condutor obrigatoriamente deve ser da cor verde, ou da cor verde-amarelo A principal função do aterramento é o escape para um local seguro, de energia dispensável. Seja por motivos de segurança, seja para efeitos de melhoria acústica, ou como meio de prolongamento da vida útil de equipamentos. É o condutor cuja função é conectar à terra todos os dispositivos que precisarem utilizar seu potencial como referência. Diz-se que um dispositivo está "aterrado" quando está conectado ao condutor designado à função de aterramento, o terra do circuito. As cargas elétricas podem ser negativas ou positivas e sempre procuram um caminho para encontrar cargas contrárias. A circulação dessas cargas elétricas, através de uma conexão à terra, evita que a corrente elétrica circule pelas pessoas, evitando que elas sofram choques elétricos. Como o corpo humano é capaz de conduzir eletricidade, se uma pessoa se encosta a um equipamento elétrico ela estará sujeita a levar um choque, que nada mais é do que a sensação desagradável provocada pela passagem dos Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 36 elétrons pelo corpo. O conceito básico da proteção contra choques é o de que os elétrons devem ser desviados da pessoa. A existência de um adequando sistema de aterramento também pode minimizar os danos em equipamentos, em casos de curto-circuitos. Todo circuito elétrico bem projetado e executado deve ter um sistema de aterramento. Um sistema de aterramento adequadamente projetado e instalado minimiza os efeitos destrutivos de descargas elétricas (e eletrostáticas) em equipamentos elétricos, além de proteger os usuários de choques elétricos. Para isto, as tomadas são dotadas de três pinos, dois dos quais são fase ou fase e neutro, e o terceiro, isolado dos primeiros, é o terra. O fio de cobre é um milhão de vezes melhor condutor do que o corpo humano, por isso se oferecermos aos elétrons dois caminhos para eles circularem (sendo um o corpo e o outro um fio), a maioria deles circulará pelo fio, minimizando os efeitos do choque na pessoa. O Condutor Neutro obrigatoriamente deve ser da cor azul Para As fases podem ser utilizadas as outras cores, jamais pode ser utilizado verde ou azul para uma fase, podendo confundir quem vai fazer manutenção e acarretar em acidentes fatais. No caso de corrente Continua, se padronizou vermelho para o positivo e preto para o negativo, ou marrom para o positivo e azul para o negativo. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 37 COMO INSTALAR UMA LÂMPADA Primeiramente devemos desligar a energia pois nenhum eletricista é "a prova de choque" O Interruptor tem 2 contatos um de entrada e um de saída, o receptáculo da lâmpada (bocal) também possui 2 contatos, Para instalar primeiramente devemos localizar o condutor Neutro e conectar há um dos contatos do bocal. Em seguida deve-se localizar a fase e conectar há um dos contatos do interruptor, no outro contato do interruptor, conectamos um condutor que também será conectado ao outro conector do bocal, assim a instalação da lâmpada está concluída como nas imagens abaixo: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 38 Outro caso que temos é do interruptor paralelo, aquele no qual podemos ligar a lâmpada em um interruptor e desligar em outro e vice-versa, esse interruptor possui 3 contatos a a instalação é feita como no desenho abaixo: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 39 COMO INSTALAR TOMADAS A instalação de uma tomada é bastante simples, basta apenas conectar o neutro e a fase nos terminais da tomada como abaixo: No caso de tomadas para 3 pinos utiliza-se o condutor de proteção(terra) obedecendo o padrão descrito abaixo: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 40 Abaixo temos o exemplo da instalação de tomada com interruptor, a instalação é idêntica, somente devemos fazer uma "ponte" da fase para um dos terminais do interruptor: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 41 Dicas Importantes, não deixar fiação exposta, descascar somente o suficiente para caber dentro do terminal da tomada, verificar a qualidade da conexão, se for preciso refazer até que esteja bem firme, pois conexões mal feitas geram calor, e podem acarretar em danos graves. COMO INSTALAR VENTILADOR DE TETO Antes de iniciar a instalação, desligue a chave geral, verifique a tensão da rede e identifique os fios elétricos : terra, neutro e fase; Durante a instalação, não segurar o aparelho apenas pelos fios. Nunca misture pás de modelos ou de fabricantes diferentes. Se tiverem pesos diferentes, o ventilador pode desbalancear e alguma peça se soltar. Verifique se as pás estão bem fixadas à carcaça. Atenção na instalação: o local de fixação do ventilador de teto deve suportar uma carga mínima de 25 kg. As pás do ventilador de teto deverão estar em uma altura igual ou superior a 2,3 m acima do piso e a uma distância mínima de 0,5 m das paredes lustres e móveis altos . Observar se o curso de abertura e fechamento de portas, janelas e portas de armários não irão coincidir com o raio de atuação das pás. Caso o ventilador de teto pare de funcionar por qualquer motivo, deverá ser desligado pelo interruptor e consultada a assistência técnica. O desligamento do ventilador deve ser incorporado à fiação fixa se não houver outro meio de desligamento (em caso de ligação bifásica, instalar disjuntor bipolar ou outro dispositivo que possibilite o desligamento completo do aparelho). Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 42 Instalação Simples Instalação com interruptor paralelo para lâmpada Instalação com chave de reversão Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 43 Lembrando que esse é só um exemplo, o ventilador sempre vem com um manual com o esquema de instalação dependendo de cada marca. COMO INSTALAR UMA CAMPAINHA A instalação da campainha é idêntica a de uma lâmpada, ligando o neutro direto em um terminal da campainha, a fase no pulsador e um retorno para o outro terminal da campainha. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 44 COMO INSTALAR LÂMPADAS FLUORESCENTES Abaixo vemos um exemplo de como instalar uma lâmpada fluorescente, mas devemos ficar atentos aos vários modelos de reatores, cada um contem seu manual e o seu esquema de ligação: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 45 INSTALANDO FOTOCÉLULAS Podemos notar que a iluminação pública acende automaticamente assim que escurece e apaga logo que começa a clarear, isso acontece devido a fotocélula, que consegue detectar quando está claro ou escuro acionando a iluminação Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 46 Para testar se a fotocélula está funcionando, basta tampar o seu sensor com um pano escuro, quando compramos uma fotocélula ela vem com o seu manual e esquema de instalação. INSTALANDO SENSOR DE PRESENÇA Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 47 Sensor de presença é um equipamento eletrônico capaz de identificar a presença de pessoas dentro do seu raio de ação e acender a lâmpada do ambiente. Depois de um certo tempo, a ser determinado por você, a lâmpada se apaga. Os sensores são equipamentos indispensáveis nas residências, condomínios e indústrias que usam a tecnologia inteligente para economizar energia. Abaixo o esquema de instalação podemos notar que é idêntico o da fotocélula, somente tem alguns ajustes que veremos a seguir Existem inúmeros modelos e marcas de sensores no mercado, além da instalação devemos fazer alguns ajustes 2 0u 3 dependendo do modelo, normalmente na parte de trás ou do lado,com uma chave deveremos ajustar, o tempo que ele permanece ligado depois de acionado, a claridade, se é para acionar em ambientes claros ou somente escuros, além da sensibilidade de detecção. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 48 COMO INSTALAR UMA CHAVE-BÓIA Chave-bóia é utilizada quando precisamos encher uma caixa d'água, que puxa água de um poço ou de algum outro nível abaixo, o seu funcionamento é simples, quando o nível da agua fica mais baixo, a bóia abaixa fechando o contato e ligando a bomba, e quando enche a bóia sobe abrindo o contato, e desligando a bomba. abaixo segue o esquema de ligação Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 49 CONHEÇA O TIMER O Timer é um equipamento que é programado para ligar e desligar a iluminação ou um equipamento em horários programados, existem diversos modelos no mercado, sendo eles digitais ou analógicos Abaixo um modelo de timer analógico: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 50 Abaixo um modelo de timer digital: A Programação é feita conforme consta no manual de cada modelo o uso do timer é simples, pois basta conectar na tomada. CONHEÇA O DIMER Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 51 Dimer é um dispositivo utilizado para se controlar a luminosidade de uma ou mais lâmpadas, controlar velocidade de um ventilador, o que pode tornar o ambiente mais agradável e realizar a economia de energia, reduzindo os gastos com conta de luz em sua residência. A sua utilização pode ser feita em lâmpadas incandescentes, dicroicas e pequenos motores universais, e possui interruptor incorporado para desligar totalmente a lâmpada. O esquema de ligação de um dimer é igual ao de um interruptor, deve-se atentar a potência do dimer ser superior a potência da carga para que não corra o risco de queimar. A seguir estudaremos sobre sistemas e dispositivos de proteção. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 52 Proteção das Instalações Elétricas Para aumentar a segurança das instalações podemos contar com vários dispositivos: Disjuntores: Os disjuntores são componentes elétricos muito úteis. Para os leigos em eletricidade os disjuntores também são conhecidos como as “chaves” para se ligar ou desligar o padrão de energia, ou mesmo as chaves de segurança dentro dos painéis e quadros de distribuição. A principal função do disjunto é ser um componente para proteção e segurança, mas devida sua composição mecânica proporcionar o seccionamento de circuitos ele também é utilizado como elementos para se ligar e desligar circuitos e cargas. Essas duas funções aliadas colocam os disjuntores como um substituto natural dos fusíveis que tem função parecida de proteção dos circuitos mas nem sempre proporcionam o seccionamento deste circuito, outra vantagem considerável dos disjuntores em relação aos fusíveis é que os fusíveis são descartáveis assim que queimados os mesmos devem ser descartados, enquanto os disjuntores podem ser rearmados e reutilizados muitas e muitas vezes antes de apresentarem problemas que necessitem sua troca. O disjuntor é um interruptor de desarme automático quando o mesmo identifica um curto circuito ou uma sobrecarga. O disjuntor é projetado para suportar uma determinada corrente elétrica, caso ocorra um pico de corrente ou mesmo um curto circuito que eleve consideravelmente a corrente acima do limite suportado por esse, o mesmo interrompe o circuito, protegendo todos os elementos que componham esse circuito, após sanado esse sinistro o disjuntor pode ser rearmado para a continuidade do funcionamento deste circuito. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 53 Basicamente seu princípio de funcionamento esta entre uma das seguintes categorias: Disjuntores térmicos. Os disjuntores térmicos funcionam através da deformação de uma lâmina bimetálica, quando ocorre uma sobre carga e a corrente elétrica neste disjuntor é maior que a aceitável, a lâmina bimetálica se aquece por efeito joule e começa a se deformar, este deformamento age diretamente em um contato que em determinado nível de deformação abre o contato seccionando o circuito protegido por este disjuntor. A vantagem do disjuntor térmico é ser um componente mecanicamente simples e robusto, desta maneira é uma componente relativamente barato, em contrapartida sua desvantagem é não possuir uma grande precisão de corrente de seccionamento e ser usada apenas para aquecimentos de longo prazo, não sendo possível o seu uso para proteção contra curto circuitos. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 54 Disjuntores magnéticos. Uma corrente elétrica que percorre um condutor elétrico gera um campo magnético essa lei do eletromagnetismo nos permite dimensionar uma bobina que quando atingida por uma forte corrente elétrica desloca um contato seccionando assim um circuito, esse é o princípio de funcionamento do disjuntor magnético, esse efeito é instantâneo o que garante uma incrível precisão a este disjuntor. Esta velocidade de interrupção instantânea é o que nos permite proteção contra curto-circuitos e neste caso é possível substituir um fusível. Sua maior vantagem é a precisão e a possibilidade de proteger contra curtos circuitos em contrapartida tem um preço mais elevado. Disjuntores termomagnéticos. Este tipo de disjuntor é uma junção da proteção térmica e magnética, sendo muito utilizado hoje nas instalações elétricas residencias e comerciais. Possui as vantagens de poder ser usado para manobras de ligar e desligar os circuitos, proteção contra aquecimentos e curtos circuitos. Dispositivo de Proteção contra Surtos de Tensão (DPS) Esse disjuntor possui função equivalente a do para-raios, tão conhecido por nós. As descargas atmosféricas produzidas pela existência de fortes raios durante uma tempestade, requer o uso de proteção contra queima de equipamentos devido a essas intempéries. Para isso utilizamos comumente o para-raios que funciona como solução destinada a manter a integridade da edificação, além de evitar queimas de equipamentos elétricos ligados a interruptores. Foi desenvolvido um dispositivo capaz de atuar quando um raio segue outro caminho através do qual não é Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 55 reconhecido pelo para-raios (desvio de descarga elétrica produzida) e chega ao interior das residências, podendo provocar a perda de alguns eletrodomésticos aí existentes (o DPS), que complementa o sistema de proteção contra descargas atmosféricas. Um especialista no ramo é o profissional mais indicado para dar a solução exata que você precisa. Exemplo de Dispositivo de Proteção Contra Surtos de Tensão ou DPS Disjuntores Diferencial Residual: Proteção de pessoas e instalações elétricas O dispositivo que reconhece fugas de corrente quando ocorre vazamento de energia dos condutores é chamado Disjuntor Residual (DR). Ele é responsável por evitar que uma pessoa ou animal seja atingida(o) pelo choque elétrico que ocorre através do contato acidental com partes da instalação ou superfícies que estejam conduzindo. Sua atuação permite o desligamento automático em duas situações distintas: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 56 Acima um exemplo do DR, diferente do disjuntor, no dr são ligados o neutro e a fase. Contato Direto: Quando alguém toca a superfície de um condutor carregado eletricamente, em condições de funcionamento normal (Ex.: Orifícios de uma tomada de força que alimenta equipamentos eletrodomésticos); Contato Indireto: Quando alguém toca uma superfície que normalmente não conduz energia, porém devido a uma falha no isolamento dos fios, passa a funcionar como um condutor qualquer (Ex.: Partes metálicas de uma geladeira antiga). Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 57 As correntes interrompidas pelo disjuntor residual são da ordem de centésimos de ampère e não reconhecidas pelo disjuntor termomagnético comum, podendo provocar a morte de uma pessoa caso cheguem a percorrer o corpo humano. O critério ideal de um sistema de aterramento considera o uso do condutor de proteção, além do disjuntor residual como proteção auxiliar. Precauções ao utilizar dispositivos DR Um disjuntor apenas desarma (desliga) em condições nas quais pressente a falta em uma instalação elétrica que pode ser um curto-circuito ou sobrecarga (também intitulada sobretensão). Quando ocorrem desligamentos frequentes, fique atento pois isso representa sobrecarga na rede interna. Trocar o disjuntor por outro de maior capacidade seria a solução? Não. Pois isso requer troca de condutores (fios e cabos elétricos) por outros de bitola maior. É necessário avaliar qual anomalia interna da instalação é responsável direta por esse problema. Converse com um profissional competente que lhe dará a solução necessária, mas nunca efetue a substituição do dispositivo sem a devida consulta prévia. Isso vale tanto para disjuntores comuns quanto para os DR, que também podem desarmar sem motivo aparente. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 58 Exemplo de DR e DPS em um quadro: PARA RAIOS E ATERRAMENTO O Aterramento do Pára-Raios é uma técnica que permite dirigir o excesso de energia de um raio para um ponto de dissipação,é por meio deste que as correntes elétricas se dissiparão no solo evitando as consequências mais perigosas de uma grande descarga elétrica. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 59 Estando a captação pronta e as descidas executadas, chegou o momento de se fazer os aterramentos, que é por meio deste que as correntes elétricas se dissiparão no solo. Atendendo as exigências da norma, cada descida deverá possuir no mínimo duas hastes de aterramento de 5/8″ x 2,40 metros, apesar de que na grande maioria das vezes são colocadas 3 hastes, de forma a garantir um bom valor de resistência ôhmica, e estas hastes podem estar distribuídas no solo de 3 formas, que são: Distribuição em triângulo – neste posicionamento, as 3 hastes são distribuídas em triângulo, de forma que este triângulo tenha uma distância mínima entre as hastes de 2,40 metros, e estejam interligadas entre si com cabo de cobre nu de 50mm², e com conectores tipo grampo U em latão, ou com solda exotérmica. Distribuição em linha – neste posicionamento as hastes em número de 3 ou de 2, são colocadas em linha, com espaçamento entre si de 2,40 metros, sempre interligadas com cabo de cobre nu de 50mm² e com conectores tipo grampo U em latão ou solda exotérmica. Distribuição prolongada – neste posicionamento, as hastes em número de 2 ou 3 são cravadas no solo uma sobre a outra, ficando uma única haste de 4,80 ou com 7,20 metros. Esta instalação é feita com a cravação da primeira haste, sendo em seguida colocada uma luva cônica de latão que estará interligando a primeira haste com a segunda, e tão logo a segunda esteja cravada, repete-se o processo para se adicionar uma terceira haste. Este processo é muito utilizado em locais onde se torna difícil à quebra de pisos e em locais com pouca área para se fazer os aterramentos. Em qualquer tipo de distribuição, é necessário uma caixa de inspeção de 8″ ou de 12″ com tampa, se possível em todas as hastes, ou na pior das hipóteses, pelo menos na primeira haste mais próxima da edificação, para o Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 60 caso da distribuição ser em linha ou em triângulo, caixa esta que serve para verificações das hastes e de suas conexões. A norma recomenda que se for utilizado caixa de inspeção no solo, pode-se utilizar conector para conectar o cabo às hastes, porém se for ficar tudo enterrado, obrigatoriamente, deverá ser utilizado solda exotérmica. Outro item que a norma recomenda, é a interligação de todos os aterramentos, a ser executado com cabo de cobre nu de 50mm², circundando toda a edificação, e enterrado aproximadamente 0,50 metros. Esta malha de aterramento, muitas vezes por questão de custo e até por questões físicas das construções, não são executadas, e se esta for a opção, torna-se mais importante ainda se ter um valor de resistência ôhmica o mais baixo possível, já que os aterramentos estarão individualizados. A norma recomenda uma resistência ôhmica abaixo de 10 ohms, para se garantir um bom funcionamento do sistema de pára-raios. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 61 Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 62 Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 63 Projeto e Dimensionamento de Instalações COMO INTERPRETAR UM PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS? Profissionais de nível técnico ou superior da área de elétrica que possuem o certificado CREA já estão habilitados a assinar projetos elétricos residenciais. A execução desse projeto pode ser feita por qualquer profissional capacitado, sendo que para isso é necessário interpretar o diagrama elétrico. Confira abaixo a simbologia mais geral utilizada nesse tipo de diagrama. Vale Lembrar que a simbologia pode variar dependendo do projetista. Projetos que fogem desse padrão necessitam de legenda no diagrama elétrico Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 64 Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 65 O diagrama elétrico é representado na forma unifilar, ou seja, todos os condutores envolvidos dão representados num único fio, o que pode confundir a interpretação. Para entender o diagrama, é necessário primeiramente conhecer as ligações elétricas mais comuns e seus equivalentes na forma unifilar. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 66 Representação dos quatro condutores básicos na notação unifilar LIGAÇÕES MAIS COMUNS: Para a instalação de uma lâmpada, condutor fase é energizado, conectando-se com o neutro para completar o circuito quando um interruptor é fechado. Tanto a fase como o neutro são condutores longos que precisam sair do quadro geral da instalação. O pedaço de fio que fica apenas entre a lâmpada e o interruptor é denominado retorno. Confira baixo uma ligação simples de uma lâmpada: Na lâmpada, temos que o 120W representa a potência elétrica nominal, o número 1 é o circuito elétrico e a letra a identifica o interruptor de acionamento Para ligar a mesma lâmpada por dois interruptores diferentes, é necessária a ligação em paralelo: São necessários mais retornos para uma ligação em paralelo. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 67 Caso se queira um interruptor intermediário entra os dois paralelos, há ainda outra ligação: Para Tomadas de Uso Geral (TUG), utiliza-se apenas uma fase, um neutro e um terra nos seus terminais. INTERPRETANDO UM DIAGRAMA ELÉTRICO O principal documento utilizado para a execução Projeto Elétrico é o Diagrama Elétrico, onde ficam estão detalhadas as posições dos eletrodutos, assim como os fios que passam por eles. Vamos analisar cada etapa da criação do diagrama. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 68 1) PLANTA BAIXA É necessário possuir a planta baixa da residência com todas as cotas (medidas) necessárias para o cálculo de área e perímetro. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 69 Usaremos como exemplo essa planta baixa de uma residência de 70m² de área interna 2) PONTOS DE ILUMINAÇÃO E TOMADAS. Baseado nos cálculos de área e perímetro, determinamos o número mínimo de lâmpadas, interruptores e tomadas de cada dependência da casa. Esses elementos são divididos em circuitos numerados. Essa numeração é importante para a orientação dentro do diagrama e serve também para realizar a instalação correta dos disjuntores da casa. Utiliza-se um circuito separado para a iluminação, circuitos apenas para TUG (tomadas de uso geal) e um circuito dedicado para cada TUE (tomadas de uso específico) da residência. São alocados na planta esses elementos. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 70 Apesar de possuir um valor mínimo calculado, nada impede o projetista de adicionar lâmpadas, tomadas e interruptores que considerar necessários na instalação Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 71 3) DEFINIR LOCAIS Definidos os locais dos elementos, devemos conectá-los por uma tubulação de eletrodutos. Devemos garantir um número suficiente de eletrodutos que não permita acumular muitos condutores passando pela mesma via, evitando sobreaquecimento. 4) DIAGRAMA E SIMBOLOGIA Finalmente, representam-se os condutores seguindo a simbologia padrão em diagrama unifilar. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 72 O diagrama unifilar é caracterizado por representar todos os condutores num único segmento, que no caso representa o eletroduto 5) CONDUTORES E ELETRODUTOS O tamanho dos condutores e eletrodutos é previsto no projeto, levando em conta a corrente calculada para cada um e o agrupamento de condutores dentro do mesmo eletroduto. A norma exige bitola mínima de 1,5mm² para iluminação e 2,5mm² para tomadas. Além disso, condutores devem ocupar sempre menos de 40% da área interna de um eletroduto. Esses valores aumentam conforme a necessidade do projeto. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 73 COMO MONTAR UM QUADRO DE DISJUNTORES DIMENSIONANDO O DISJUNTOR CORRETO Para dimensionar o disjuntor ideal para cada circuito o cálculo básico a ser usado é o da lei de Ohm, onde devemos separar os circuitos de iluminação, tomadas comuns e tomadas especiais e em cada circuito iremos fazer o cálculo de corrente total do mesmo e após isso determinar o disjuntor, vale lembrar que dificilmente você vai encontrar o disjuntor do mesmo valor calculado, dessa forma você deve comprar o disjuntor com valor acima do calculado, por exemplo, se sua conta deu 13 A compre disjuntor de 16 A, e assim por diante. A fórmula da lei de Ohm é dada por: Onde lemos: I: corrente nominal calculada do circuito; P: Soma das potências do circuito; Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 74 U: tensão nominal da rede Os circuitos deverão seguir uma linha de raciocínio para sua separação e posterior proteção, dessa forma faremos da seguinte maneira: Iluminação residencial básica Os disjuntores não devem ser superiores a 10 A; Os cabos condutores devem ser de no max. 1,5mm² Tomadas de uso Geral (TUG); Disjuntores não devem ser superior a 20 A; Utilizar cabos de 2,5mm² Em circuitos com tensão de 127V a soma de potência não deve ultrapassar 2540w e em 220V 4400w, caso ultrapassar separe em mais de um circuito TUG; Tomadas de uso exclusivo (TUE – chuveiro, ar condicionado, motor, etc.); Nesse caso no manual dos equipamentos é descrito o disjuntor correto para proteção do mesmo, sendo assim, é recomendado um circuito separado para cada equipamento e um disjuntor para cada circuito; Os cabos devem ser apropriados para que cada circuito funcione corretamente; Nunca agrupar outro circuito nos TUE. Circuitos puramente resistivos (Aquecedores, lâmpadas incandescentes, etc.) Utilizar disjuntor de curva B; Utilizar mesma metodologia de cálculo para tomadas TUE; Nesse circuito atentar as tomadas, pois as comuns aguentam até 20 A, mas em circuitos resistivos podem exigir correntes superiores a 30 A; Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 75 Circuitos indutivos (motores, reatores, etc.) Utilizar disjuntor curva C; Caso exista equipamentos com mais de 10 A é aconselhável deixa-lo com um circuito exclusivo; Vamos fazer um cálculo para ter um exemplo de como dimensionar um disjuntor utilizando um Chuveiro de 5400 watts ligado em 220 volts. Vamos descobrir primeiro a corrente com a formula a seguir: I = P/V I= Potência(5400)/Tensão (220 V) I=24,5 A O nosso circuito terá uma corrente de 24,5 Ampères, é aconselhavel o acréscimo de 25% sobre esse valor para alguma variação de corrente no circuito. 24,5A + 25% =24,5A + 6,1 = 30,6A Nesse exemplo, um chuveiro de 5400 watts ligado em 220 volts podemos inserir um disjuntor bipolar de 30A (Ampères) para proteger o circuito. DIAGRAMA DO QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO O quadro de distribuição é a origem de todos os circuitos que passam pela residência, ele recebe a fiação do padrão de entrada que vem da rua e distribui os condutores de cada circuito, devidamente protegidos por DTM e IDR. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 76 Exemplo ilustrativo de uma instalação residencial bifásica. Foram usados IDR e DTM em todos os circuitos Levando em conta que um IDR chega a custar centenas de reais, a norma NBR 5410 permite usar um único dispositivo como proteção geral contra fuga de corrente, atuando diretamente nos condutores fase e no neutro da entrada, reduzindo assim o custo da instalação. O projeto, no entanto, deve ser bem executado, pois falhas na isolação podem levar a desarmar esse dispositivo, desligando toda a instalação elétrica desnecessariamente, o que pode ser um transtorno para o consumidor. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 77 Instalação utilizando um único dispositivo IDR Veja abaixo o diagrama do quadro de força de um projeto elétrico residencial. Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 78 Exemplos de quadros e diagramas: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 79 Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 80 Abaixo temos uma tabela que demonstra a capacidade de condução de corrente de cada condutor: Oliveira Soluções Elétricas e tecnológicas Curso de Eletricista Residencial e Predial www.facebook.com/oliveiraeletrica 81 Chegamos as lições finais do nosso curso, é extremamente importante que o aluno busque conhecer a norma NR10 que define os padrões e procedimentos de segurança no trabalho com eletricidade. No caso de iniciantes, importante antes de tentar efetuar qualquer instalação ou teste, primeiramente treinar no kit que é todo em baixa tensão e assim evitar acidentes em causa de erros. Procurar tirar todas as dúvidas com o instrutor antes de iniciar uma instalação prática.