Sebenta _ Módulo 5

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ESPE - Escola Profissional Espinho 
Sebenta / Módulo 
Turma: ESPE - CP Técnico/a de Mecatrónica - 1º Ano - 2019/2020 
Disciplina: Eletricidade e Eletrónica 
Módulo: 5 - Instalações elétricas - generalidades 
Docente: André Tiago Marques dos Reis 
 
Modelo 154-DP
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
Objetivos 
 
• Materiais utilizados na industria elétrica e eletrónica: 
Identificar os materiais mais usados na indústria elétrica e eletrónica e respetivas 
aplicações. 
Caracterizar os diversos tipos de materiais mais usados na I.E.E. pelas suas 
propriedades elétricas e mecânicas. 
Relacionar as características dos materiais com as suas aplicações. 
• Representação esquemática: 
Identificar os diversos tipos de esquemas de instalações elétricas. 
Interpretar e desenhar esquemas elétricos, respeitando as normas do desenho 
esquemático. 
• Instalações elétricas: 
Escolher o tipo de canalização em função do local. 
Interpretar o conceito de potência instalada. 
Reconhecer da necessidade na subdivisão das instalações de utilização. 
Descrever uma canalização a partir da sua designação simbólica pela consulta de 
tabelas. 
• Proteção de instalações e pessoas: 
Anomalias de funcionamento dos circuitos e os efeitos que produzem. 
Identificar os diferentes tipos de aparelhos de proteção e suas aplicações. 
• Circuitos de iluminação, sinalização e alarme: 
Interpretar e montar esquemas elétricos de circuitos de iluminação, sinalização e 
alarme. 
Aplicar regras e normas na execução dos trabalhos, ligando corretamente a 
aparelhagem no circuito. 
 
Bibliografia 
 
FREITAS, Coelho; FREITAS, Castro, Aplicações Tecnológicas de Eletrotecnia e Eletrónica, 
10.º Ano. Curso Tecnológico de Eletrotecnia e Eletrónica. Edições ASA. (s.d.). 
 
MATIAS, José, Aplicações Tecnológicas de Eletrotecnia e Eletrónica, 10º Ano. Curso 
Tecnológicode Eletrotecnia e Eletrónica. Didática Editora. (s.d.). 
 
 
3 
MATIAS, José, Tecnologia da Eletricidade, 10.º Ano. Didática Editora. (s.d.). 
PINTO, António; ALVES, Vítor, Tecnologias, 10.º Ano. Curso Tecnológico de Eletrotecnia e 
Eletrónica. Porto Editora. (s.d.). 
 
Regulamento de Segurança de Instalações de Energia Elétrica e Telefones. Porto Editora. 
(s.d.). 
 
Webgrafia 
 
http://www.prof2000.pt/ 
 
 
http://www.prof2000.pt/
 
4 
Índice de Conteúdos 
 
Materiais elétricos e sua utilização ................................................................................... 5 
A escolha dos materiais ................................................................................................ 5 
Propriedades e grandezas características dos materiais elétricos ................................. 6 
Materiais condutores e Isolantes................................................................................. 10 
Materiais semicondutores ........................................................................................... 10 
Semicondutor Intrínseco ......................................................................................... 11 
Semicondutor Extrínseco ........................................................................................ 11 
Semicondutor do Tipo N ........................................................................................ 12 
Semicondutor do Tipo P ......................................................................................... 13 
Especificação geral dos condutores e cabos elétricos .................................................... 14 
Indicações para a escolha correta da especificação .................................................... 14 
Regulamentação e normas .......................................................................................... 15 
Constituição dos condutores e cabos .......................................................................... 17 
Características particulares dos condutores e cabos ................................................... 19 
Nomenclatura de condutores e cabos elétricos ........................................................... 19 
Identificação e utilização dos condutores e cabos elétricos ....................................... 20 
Esquemas elétricos de iluminação .................................................................................. 22 
Interrupção simples com lâmpada de incandescência ................................................ 22 
Interrupção simples com lâmpada fluorescente.......................................................... 22 
Comutação de lustre ................................................................................................... 23 
Comutação de escada.................................................................................................. 23 
Comutação de escada com inversor ........................................................................... 23 
Telerruptor .................................................................................................................. 24 
Automático de escada ................................................................................................. 24 
Esquemas elétricos de sinalização .................................................................................. 25 
Montagem de campainha ............................................................................................ 25 
Quadro de alvos .......................................................................................................... 25 
Simbologia ...................................................................................................................... 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
Materiais elétricos e sua utilização 
A escolha dos materiais 
Na escolha dos materiais temos que ter sempre em atenção onde vão ser usados e a que 
tipo de riscos podem estar sujeitos. 
Nas tabelas seguintes estão representados os índices de proteção contra penetração de 
corpos sólidos contra água (IP) e os índices de proteção contra impactos mecânicos (IK). 
 
ÍNDICE DE PROTEÇÃO CONTRA PENETRAÇÃO DE CORPOS SÓLIDOS CONTRA ÁGUA (IP) 
Graus de proteção dos invólucros de equipamentos elétricos segundo as normas EN 60529, IEC 60529 
 
 
 
 
 
 
6 
ÍNDICE DE PROTEÇÃO CONTRA IMPACTOS MECÂNICOS (IK) 
Graus de proteção dos invólucros de equipamentos elétricos segundo a norma EN 50102 
 
 
Propriedades e grandezas características dos materiais elétricos 
• Condutibilidade elétrica 
Propriedade que os materiais têm de conduzirem a 
corrente elétrica com maior ou menor facilidade. 
O material com melhor condutibilidade é a prata. 
 
• Rigidez dielétrica 
É a tensão máxima, por unidade de comprimento, que se 
pode aplicar aos materiais isolantes sem romper as suas 
características isolantes (expressa-se em KV/cm). 
O material com melhor rigidez é a mica. 
 
7 
• Condutibilidade térmica 
É a propriedade que os materiais têm de conduzirem 
com maior ou menor facilidade o calor. 
Como bons condutores térmicos temos a prata e o 
cobre. 
• Maleabilidade 
É a propriedade que os materiais têm de se deixarem 
reduzir a chapas. 
Exemplos: Ouro, prata. 
 
• Ductilidade 
É a propriedade que os materiais têm de se deixarem 
reduzir a fios, nas fieiras. 
Exemplos: Ouro, prata, cobre, ferro. 
 
• Tenacidade 
È a propriedade que os materiais têm de resistirem à tensão 
de rotura, por tração (a) ou compressão (b), expressa-se em 
kg/mm2. 
Exemplos de materiais tenazes: bronze silicioso, cobre 
duro. 
 
• Maquinabilidade 
É a propriedade de os materiais se deixarem trabalhar 
através de máquinas-ferramentas. 
Exemplo: ferro. 
 
 
8 
• Dureza 
Propriedade dos materiais riscarem ou se deixarem riscar 
por outros. 
Exemplos de materiais duros: diamante, quartzo. 
 
• Densidade 
É a relação entre o peso da unidade de volume de um dado material e o peso de igual 
volume de água destilada a 4,1ºC, à pressão normal. 
Materiais condutores mais pesadossão o mercúrio e a prata. 
 
• Permeabilidade magnética 
È a propriedade dos materiais conduzirem com maior ou 
menor facilidade as linhas de força do campo magnético. 
Exemplos: ferro-silício, aço, ferro fundido. 
 
• Elasticidade 
Propriedade que os materiais têm de retomarem a 
forma primitiva, depois de deformados por ação de um 
esforço momentâneo. 
 
 
• Dilatabilidade 
Propriedade dos materiais aumentarem em 
comprimento, superfície ou volume por ação do calor. 
 
 
 
 
9 
• Resiliência 
Propriedade de que são dotados alguns materiais, de 
acumular energia quando submetidos a esforços sem 
ocorrer a rutura. Após a tensão cessar poderá ou não 
haver uma deformação. 
• Resistência à fadiga 
É um valor limite do esforço sobre um material, resultante da repetição de manobras. 
Cada manobra vai, progressivamente, provocando o “envelhecimento” do material, 
perdendo progressivamente as suas propriedades. 
 
 
 
• Fusibilidade 
Propriedade dos materiais passarem do estado 
sólido ao estado líquido, por ação do calor. 
 
 
 
• Resistência à corrosão 
Propriedade que os materiais têm de manterem as 
suas propriedades químicas, por ação de agentes 
exteriores (atmosféricos, químicos, etc.). 
 
 
 
 
 
10 
 
 
Materiais condutores e Isolantes 
Como já vimos, qualquer corpo pode possuir no seu interior um determinado número de 
eletrões livres. Esses eletrões livres podem existir em grande quantidade ou serem em 
número muito reduzido, dependendo do tipo de material que constitui o corpo. Esses 
eletrões movem-se desordenadamente no interior do material, como veremos em seguida. 
Quando se aplica um Campo Elétrico exterior a um dado corpo, as forças do Campo 
Elétrico vão atuar sobre os eletrões livres desse corpo, deslocando-os todos no mesmo 
sentido e então dois casos podem ocorrer: 
• Ou temos um material (corpo) condutor, que é um material no interior do qual 
há eletrões livres que se movem contínua e ordenadamente por ação de um Campo 
Elétrico exterior. Exemplos: prata, cobre, alumínio, etc. 
• Ou temos um material (corpo) isolante, que é um material no interior do qual ou 
não existem eletrões livres ou existem em muito pequena quantidade; portanto, 
quando se aplica a esse material um Campo Elétrico exterior muito poucas cargas 
se podem movimentar. Exemplos: mica, certos plásticos, certas resinas, etc. 
Um qualquer isolante pode passar a comportar-se como condutor, se a intensidade de 
Campo Elétrico a que estiver sujeito, ultrapassar certos limites, dá-se então a perfuração 
do isolante. Haverá eletrões que deixam de estar ligados ao núcleo e que passam a 
comportar-se como eletrões livres. 
Rigidez dielétrica – é o máximo valor da intensidade de Campo Elétrico a que um isolante 
pode estar sujeito sem perder as suas propriedades de isolante. 
 
Materiais semicondutores 
Quando os átomos se unem para formarem as moléculas de uma substância, a distribuição 
e disposição desses átomos pode ser ordenada e organizada e designa-se por estrutura 
cristalina. O Germânio e o Silício possuem uma estrutura cristalina cúbica como é 
mostrado na seguinte figura. 
 
11 
 
Semicondutor Intrínseco 
Um semicondutor intrínseco é um semicondutor no estado puro. À temperatura de zero 
graus absolutos (-273ºC) comporta-se como um isolante, mas à temperatura ambiente 
(20ºC) já se torna um condutor porque o calor fornece a energia térmica necessária para 
que alguns dos eletrões de valência deixem a ligação covalente (deixando no seu lugar 
uma lacuna) passando a existir alguns eletrões livres no semicondutor. 
 
 
Semicondutor Extrínseco 
Há diversas formas de se provocar o aparecimento de pares eletrão lacuna livres no 
interior de um cristal semicondutor. Um deles é através da energia térmica (ou calor). 
Outra maneira consiste em fazer com que um feixe de luz incida sobre o material 
semicondutor. 
Na prática, contudo, necessitamos de um cristal semicondutor em que o número de 
eletrões livres seja bem superior ao número de lacunas, ou de um cristal onde o número 
de lacunas seja bem superior ao número de eletrões livres. Isto é conseguido tomando-se 
um cristal semicondutor puro (intrínseco) e adicionando-se a ele (dopagem), por meio de 
técnicas especiais, uma determinada quantidade de outros tipos de átomos, aos quais 
chamamos de impurezas. 
 
12 
Quando são adicionadas impurezas a um semicondutor puro (intrínseco) este passa a 
denominar-se por semicondutor extrínseco. 
 
 
Semicondutor do Tipo N 
A introdução de átomos pentavalentes (como o Arsénio) num semicondutor puro 
intrínseco) faz com que apareçam eletrões livres no seu interior. Como esses átomos 
fornecem (doam) eletrões ao cristal semicondutor eles recebem o nome de impurezas 
dadoras ou átomos dadores. Todo o cristal de Silício ou Germânio, dopado com impurezas 
dadoras é designado por semicondutor do tipo N (N de negativo, referindo-se à carga do 
eletrão). 
Num semicondutor extrínseco do tipo N os eletrões estão em maioria designando-se por 
portadores maioritários da corrente elétrica. As lacunas (que são a ausência de um 
eletrão), por sua vez, estão em minoria e designam-se por portadores minoritários da 
corrente elétrica. 
Num cristal semicondutor tipo N o fluxo de eletrões será muito mais intenso (sete larga) 
que o fluxo de lacunas (sete estreita) porque o número de eletrões livres (portadores 
maioritários) é muito maior que o número de lacunas (portadores minoritários). 
 
A lacuna comporta-se como se fosse uma partícula semelhante ao eletrão, porém com 
carga elétrica positiva. Isto significa que, quando o semicondutor é submetido a uma 
diferença de potencial, a lacuna pode mover-se do mesmo modo que o eletrão, mas em 
sentido contrário, uma vez que possui carga elétrica contrária. Enquanto os eletrões livres 
se deslocam em direção ao pólo positivo do gerador, as lacunas deslocam-se em direção 
ao pólo negativo. 
 
 
 
 
13 
 
 
 
Semicondutor do Tipo P 
A introdução de átomos trivalentes (como o Índio) num semicondutor puro (intrínseco) 
faz com que apareçam lacunas livres no seu interior. Como esses átomos recebem (ou 
aceitam) eletrões eles são denominados impurezas aceitadoras ou átomos aceitadores. 
Todo o cristal puro de Silício ou Germânio, dopado com impurezas aceitadoras é 
designado por semicondutor do tipo P (P de positivo, referindo-se à falta da carga negativa 
do eletrão). 
Num semicondutor extrínseco do tipo P as lacunas estão em maioria designando-se por 
portadores maioritários da corrente elétrica. Os eletrões, por sua vez, estão em minoria e 
designam-se por portadores minoritários da corrente elétrica. 
 
Num cristal semicondutor tipo P o fluxo de lacunas será muito mais intenso (sete larga) 
que o fluxo de eletrões (sete estreita) porque o número de lacunas livres (portadores 
maioritários) é muito maior que o número de eletrões livres (portadores minoritários). 
 
A lacuna comporta-se como se fosse uma partícula semelhante ao eletrão, porém com 
carga elétrica positiva. Isto significa que, quando o semicondutor é submetido a uma 
diferença de potencial, a lacuna pode mover-se do mesmo modo que o eletrão, mas em 
sentido contrário, uma vez que possui carga elétrica contrária. Enquanto os eletrões livres 
se deslocam em direção ao pólo positivo do gerador, as lacunas deslocam-se em direção 
ao pólo negativo. 
 
14 
Especificação geral dos condutores e cabos elétricos 
Indicações para a escolha correta da especificação 
 
 
15 
Regulamentação e normas 
Os condutores utilizados nas instalações elétricas são geralmente de cobre, ou de 
alumínio. 
O condutor elétrico pode ser dividido em: 
• Condutor nu: é um condutor que não possui qualquer isolamento elétrico 
contínuo. 
• Condutor isolado: é o conjunto constituído pela alma condutora (*) revestida de 
uma ou mais camadas de material isolante, que garantem o seu isolamentoelétrico. 
• Cabo isolado é o condutor 
isolado que tem uma bainha, 
ou o conjunto de condutores 
isolados devidamente 
agrupados, providos de uma 
bainha, trança ou outra 
envolvente comum. 
 
 
 
 
 
As instalações elétricas de corrente alternada (AC) podem ser monofásicas ou trifásicas. 
As cores normalizadas do isolamento para identificação dos condutores são as seguintes: 
Alma multissectorial multifilar 
de alumínio
Alma multissectorial maciça 
de alumínio
Isolamento 
de PVC
Baínha interior 
de PVC
Baínha exterior 
de PVC
Armadura de 
fita de aço
Alma multissectorial multifilar 
de alumínio
Alma multissectorial maciça 
de alumínio
Isolamento 
de PVC
Baínha interior 
de PVC
Baínha exterior 
de PVC
Armadura de 
fita de aço
 
16 
• Azul claro para o neutro 
• Castanho, preto ou cinzento para a fase 
• Verde e amarelo para o condutor de proteção (PE) 
 
 
Nas instalações de corrente contínua (DC), as cores mais utilizadas 
são o vermelho, associado ao condutor positivo, e o preto, ao 
condutor negativo. 
 
 
Segundo as R.T.I.E.B.T as secções dos condutores dos circuitos das instalações de locais 
de habitação devem ser determinadas em função das potências previsíveis, com os valores 
mínimos indicados no quadro seguinte: 
 
 
A secção que se utiliza nos condutores para ligação de aparelhos móveis ou portáteis de 
baixa potência poderá ser de 0,75 mm2 ou mesmo de 0,5 mm2 no caso de condutores 
extraflexíveis (as pontas de prova dos multímetros utilizam condutores extraflexíveis). 
Secções mínimas dos condutores dos circuitos em locais de habitação
2,5Climatização ambiente
4Fogões
2,5Máquina de lavar e de secar roupa ou lavar loiça
2,5Termoacumuladores
2,5Tomadas
1,5Iluminação
Secção (mm2)Natureza dos circuitos
Secções mínimas dos condutores dos circuitos em locais de habitação
2,5Climatização ambiente
4Fogões
2,5Máquina de lavar e de secar roupa ou lavar loiça
2,5Termoacumuladores
2,5Tomadas
1,5Iluminação
Secção (mm2)Natureza dos circuitos
 
17 
Correntes admissíveis, em amperes para dois condutores carregados isolados a policloreto 
de vinilo (PVC). 
 
 
 
Constituição dos condutores e cabos 
A utilização da eletricidade pressupõe a existência de canais de ligação entre uma fonte 
de energia elétrica e os aparelhos de utilização. Esses canais constituem as canalizações 
elétricas e são uma parte fundamental das instalações elétricas, concorrendo de forma 
relevante para a qualidade e segurança da distribuição de eletricidade. 
Os condutores isolados e os cabos são constituintes relevantes das canalizações, 
assumindo uma diversidade significativa para responder às inúmeras situações de 
estabelecimento e de utilização. 
Canalizações elétricas são os conjuntos constituídos por um ou mais condutores elétricos 
e pelos elementos que garantem a sua fixação e, em regra, a sua proteção mecânica. 
Condutores isolados são os conjuntos constituídos pela alma, pelo invólucro isolante e 
pelos eventuais ecrãs (blindagens). 
Cabos são os conjuntos constituídos por um ou mais condutores isolados, o seu eventual 
revestimento individual, os eventuais revestimentos de proteção e eventualmente um ou 
mais condutores não isolados. 
23295
269120
19270
15150
12535
10125
7616
5710
416
324
242,5
17,51,5
Intensidade da 
corrente (A)
Secção do 
condutor (mm2)
23295
269120
19270
15150
12535
10125
7616
5710
416
324
242,5
17,51,5
Intensidade da 
corrente (A)
Secção do 
condutor (mm2)
Condutores isolados 
em condutas 
circulares
(tubos) embebidas 
nos elementos da
construção, em 
alvenaria.
Condutores isolados 
em condutas 
circulares
(tubos) embebidas 
nos elementos da
construção, em 
alvenaria.
 
18 
 
Os condutores e cabos são constituídos por: 
• Almas condutoras – Os metais constituintes são geralmente o cobre ou o alumínio, 
este com maior resistividade. As almas podem ser constituídas por um só fio 
(maciças), situação habitual para as secções mais baixas (até 4 mm2) ou por vários 
fios cableados (multifilares). As almas multifilares podem ser realizadas com 
diversos graus de flexibilidade. As secções das almas são geralmente circulares 
(dispostas em camadas concêntricas) ou sectoriais (dispostas em setores). 
• Invólucro isolante – A natureza e a espessura deste invólucro determinam: 
➢ As qualidades dielétricas e o limite da tensão estipulada de serviço; 
➢ A resistência à combustão e à propagação da chama; 
➢ O comportamento contra a corrosão (óleos, ácidos e seus vapores). 
• Bainhas – Podem ser do tipo isolante (constituídas por materiais do mesmo tipo 
dos invólucros, neste caso reforçando o isolamento principal do condutor ou do 
cabo) ou metálico (em fitas de alumínio, chumbo ou aço, com a função de 
proteção mecânica). 
• As bainhas interiores asseguram a estanqueidade dos cabos. Para proteção 
específica contra roedores, micro-organismos e térmitas poderão ser previstas 
bainhas exteriores com características adequadas. 
• Ecrãs – São geralmente de cobre (nú ou estanhado) ou de alumínio, revestindo a 
forma de fitas, malhas ou tranças. 
 
 
 
19 
Características particulares dos condutores e cabos 
 
Nomenclatura de condutores e cabos elétricos 
Os condutores isolados e cabos são constituintes das canalizações elétricas, assumindo 
uma diversidade significativa para responder às inúmeras situações de estabelecimento e 
de utilização. Por isso, são objeto de um conjunto significativo de normas e publicações 
nacionais e internacionais, que definem as suas características e ensaios. 
Entre essas normas, as que dizem respeito à sua designação são fundamentais para a 
identificação dos condutores. 
A norma NP 2361 é a norma que segue o Documento de Harmonização HD 361 do 
CENELEC (Comité Europeu de Normalização Elétrica). 
07 - U 1 X 1,5
*
* PT-N (Tipo nacional não reconhecido)
07 - U 1 X 1,507 - U 1 X 1,5
*
* PT-N (Tipo nacional não reconhecido)
 
20 
 
Identificação e utilização dos condutores e cabos elétricos 
Na tabela seguinte estão descritos os principais cabos e condutores existentes, bem como 
onde são utilizados. 
 
21 
 
 
 
22 
Esquemas elétricos de iluminação 
 
Interrupção simples com lâmpada de incandescência 
 
É empregue sempre que se deseja comandar de um só lugar um único circuito, com uma ou 
mais lâmpadas. 
 
Esquema unifilar Esquema multifilar 
 
 
 
 
 
Interrupção simples com lâmpada fluorescente 
 
Ao contrário das lâmpadas de incandescência, as lâmpadas fluorescentes necessitam de um 
balastro e arrancador para arrancarem. 
 
Esquema unifilar Esquema multifilar 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
 
 
 
 
Comutação de lustre 
É empregue sempre que se deseja comandar de um só lugar dois circuitos, com uma ou mais 
lâmpadas. 
Esquema unifilar Esquema multifilar 
 
 
Comutação de escada 
Montagem que tem por objetivo o comando de um só circuito elétrico de dois sítios diferentes. 
Esquema unifilar Esquema de princípio Esquema multifilar 
 
 
 
Comutação de escada com inversor 
Montagem que tem por objetivo o comando de um só circuito elétrico de mais de dois sítios 
diferentes. 
Esquema unifilar Esquema de princípio Esquema multifilar 
 
24 
 
 
 
 
Telerruptor 
 
As instalações com comando por telerruptor substituem os comutadores/inversores por botões 
de pressão, originando uma redução do número de condutores e de custos. 
Tem como função comandar um circuito de vários sítios, através de botões de pressão. 
 
Esquema unifilar Esquema multifilar 
 
 
 
Automático de escada 
 
Tem como função evitar que as lâmpadas das escadas de imóveis com vários andares fiquem, 
por esquecimento, constantemente ligadas. 
O automático de escada é um aparelho comandado à distância, por botões de pressão, que 
estabelecendo um circuito o faz de seguida abrir automaticamente ao fim de um tempo 
determinado. 
 
 
 
 
25 
Esquema unifilarEsquema de principio Esquema multifilar 
 
 
 
 
 
Esquemas elétricos de sinalização 
Montagem de campainha 
 
A função desta montagem é comandar com tensão reduzida uma campainha de dois sítios 
diferentes, através de dois botões de pressão. 
 
Esquema unifilar Esquema multifilar 
 
 
 
Quadro de alvos 
 
Quando há necessidade de chamar de vários locais, deve ter-se a possibilidade de saber 
donde provém a chamada. Recorre-se por isso em escolas, hospitais, hotéis, etc., aos quadros 
indicadores de chamada ou quadro de alvos que podem ser de identificadores mecânicos ou 
luminosos. 
 
 
 
26 
 
Esquema unifilar Esquema multifilar 
 
 
 
 
 
 
 
Circuito de telefone de porta com vídeo 
 
 
 
27 
 
 
Quadro elétrico de uma habitação 
 
 
 
28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Simbologia 
 
 
29 
 
 
 
 
 
30 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 
 
 
 
 
 
 
 
32 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34