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CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 4 ENVIO 10 PROIBIDA A REPRODUÇAO, TOTAL OU PARCIAL DESTA OBRA, POR QUALQUER MEIO OU METODO SEM AUTORIZAÇÃO POR ESCRITO DO EDITOR © TODOS OS DIREITOS FICAM RESERVADOS. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 2 CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 3 GELADEIRACOMERCIAL Elas têm muitas formas e tamanhos, que depen- dem da utilização ou do uso que se dará à mes- ma. A seguir, mostraremos diferentes tipos de gela- deira comercial, pois elas são classificadas por suas dimensões e quantidade de portas. Na pri- meira figura pode ser vista uma típica geladeira de açougue, possui uma grande porta, para as peças inteiras e duas menores, para os cortes da carne. Para as pequenas fruteiras ou minimercados, as portas, geralmente, são do mesmo tamanho. O móvel é feito com madeira para dar-lhe a for- ma definitiva e o seu exterior é forrado com lâmi- nas de aço inoxidável, sendo que já foi utilizada a madeira de lei e até chapa de aço pintada. As portas destas geladeiras podem ser feitas de madeira, de aço inox e também é muito utilizado o vidro. VITRINEFECHADA Este tipo de móvel é muito utilizado nos luga- res em que o próprio cliente se encarrega de ser- vir-se (auto-serviços). O seu uso está muito difun- dido devido a que é uma forma de propaganda direta. Algumas delas, chamadas de balcão refrigera- do, têm na parte frontal, formato de vitrine incli- nada, e na parte posterior, uma série de portas para serem utilizadas pelos funcionários do esta- belecimento. Este tipo de móvel é utilizado, também, como elemento decorativo do local. Para evitar a condensação dos vidros devido à diferença de temperatura, podem ser colocados recipientes com cloreto de cálcio, pois este pro- duto absorve a umidade e para poder fazer a tro- ca constante do mesmo, a sua localização deve ser de fácil acesso. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 4 A parte externa deste móvel pode utilizar o mes- mo tipo de revestimento, ou seja: madeira ou aço inox. O sistema do evaporador deverá estar de acor- do com o móvel que é utilizado. Em determina- das vitrines ele é montado na parte superior, sen- do que também pode ser instalado nas laterais do móvel. Geralmente, quando são utilizadas ban- dejas para apresentar o produto, o evaporador fica imediatamente abaixo das mesmas. A iluminação é parte muito importante para a exibição do produto, sendo que para evitar o gran- de consumo de energia elétrica, utilizam-se tu- bos fluorescentes, geralmente coloridos. Sempre deve haver uma boa circulação de ar para a unidade de refrigeração. Na página pode ser visto o arranjo interno típico de uma vitrine refrigerada. VITRINE FECHADA TIPO MOSTRUÁRIO Detalhes de construção de uma vitrine fechada BANDEJA OU PRATELEIRA CHAPA DE AÇO INOX OU PINTADA ISOLAMENTO SUPORTE DO EVAPORADOR VIDRO TRIPLE BANDEJA PARA COLETAR ÁGUA DA CONDENSAÇÃO EVAPORADOR DE TUBO E ALETAS TUBO DE LUZ LÂMPADA INTERNA PRATELEIRA INTERNA FEITA DE MADEIRA ESTRUTURA DE MADEIRA CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 5 VITRINEABERTA Considerando que o próprio cliente vai se servir do produto, é fundamental que a mer- cadoria esteja bem disposta e ao alcance do comprador. Isto também deve ser considera- do na hora de embrulhar o produto que deve estar em condições ideais, com o pacote e a balança próximos ao local onde estão expos- tas as mercadorias. Com esta finalidade, foram projetadas as vi- trines abertas que são verdadeiras pratelei- ras iluminadas e refrigeradas e onde pode ser colocado o produto perecível, sob ótimas con- dições de higiene. Estas vitrines estão construídas com o mes- mo princípio com que foram construídas as vitrines fechadas, sendo que a única diferen- ça é que sua frente é aberta. Esta vitrine tem, na sua parte frontal, um cristal com a finalida- de ou função de dirigir o ar para o interior da vitrine. Este ar é frio e vem dos evaporadores que se encontram, geralmente, na parte infe- rior da vitrine. Na foto, pode ser vista a locali- zação dos componentes no interior da vitrine, sendo que ela pode ser considerada como tradicional. Pode ser observado que, nas la- terais, a parte inferior e a parte superior estão fechadas, e a frente, está aberta para que o cliente possa pegar a mercadoria de seu inte- resse. Pode ver-se que na parte superior está loca- lizado um dos evaporadores, geralmente do tipo de tubos e aletas. Este componente se localiza atrás de um espelho que, devido a sua posição, permite ao cliente, observar a mercadoria em exposição, como se fosse uma vista aérea. Esta disposição do evaporador for- nece o ar, já parcialmente frio, ao segundo evaporador que fica embaixo da prateleira horizon- tal que contém a mercadoria. Este é um compo- nente que, devido a seu tamanho, fornece uma grande quantidade de ar frio à frente da vitrine e a posição do vidro defletor, o dirige sobre a mercadoria. Veja que parte do ar frio, passa por orifícios que permitem que a mercadoria receba o CORTE DO ARRANJO INTERNO DOS COMPONENTES DA VITRINE ABERTA COM CIRCULAÇÃO NATURAL DE AR. VITRINE ABERTA DUTO DE ENTRADA EVAPORADOR ORIFÍCIOS EVAPORADOR fluxo de duas direções, por cima e por baixo da prateleira. Depois de retirar parte do calor da mercadoria, o ar se dirige para cima e em seu caminho encontra o vidro frontal, que dirige o ar para o duto formado pela parte posterior do espelho e o suporte do primeiro evaporador, fechando assim, o ciclo do ar. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 6 BEBEDOURO Este aparelho, essencialmente, está formado por um compressor hermético e um reservatório de água. Cada unidade é fornecida, pelo fabricante, pron- ta para sua instalação, sendo que o operário deve fazer as conexões com a rede de água do prédio. Como todo equipamento hermético, o elemento de expansão é um tubo capilar que na sua entra- da tem um filtro para evitar a obstrução por sujeira ou umidade. A entrada d’água (A) do bebedouro é feita atra- vés de uma serpentina (S) que fica no interior de um tubo de descarga (C) com grande contato com as paredes do mesmo. Assim é obtido um pré-esfri- amento da água pois é aproveitada a diferença de temperatura com a água que sobrou do consumo. O reservatório resfriado (T) é me- tálico e tem ao longo da superfície externa, outra serpentina (E), que funciona como evaporador. Sobre este «evaporador» está soldado o tubo capilar do bulbo de controle da temperatura. Este controle está ajustado para manter os valores de temperatura entre 9º C e 12º C. Geralmente, a unidade de refrige- ração está equipada com um mo- tor de 1/6 hp. O condensador é resfriado com ar forçado por um ventilador, ligado em paralelo com os terminais do compressor. Uma proteção do tipo disjuntor é utilizada para garantir o funcionamento do equipamento. O bebedouro é feito com chapa de aço inoxidável e uma de suas faces laterais pode ser retirada para facilitar o acesso aos componentes da unidade. A tampa superior é feita de chapa prensada de aço inox e tem dois orifícios, um para o escoamento da água que não foi utilizada, e outro para a instalação do esguicho (G). Este último é do tipo de botão e permite a regulagem da força do jato de água. LOCALIZAÇÃO DOS COMPONENTES NO INTERIOR DE UM BEBEDOUROBEBEDOURO OU BEBEDOIRO Funcionamento Pela conexão (A), o líqui- do é fornecido à serpenti- na (S) do duto, que permi- te um pré-esfriamento da água que atinge o reser- vatório (T) através de uma tubulação soldada na tampa do mesmo. A água fria sai dele pela parte su- perior e atinge o esguicho (G) por meio um tubo iso- lado termicamente. Com este tipo de arranjo, a água que atinge o reservatório, onde ela é esfriada, pode sair do mesmo, gradativamente, pelo esguicho. A sobra do consumo, é dirigida desde a tampa do bebedouro ao duto do escoamento (C). Assim se transfere sua baixa temperatura à tubulação (S) com forma de espiral do reservatório d’água (T). SAÍDA D’ÁGUA TUBO DE ENTRADA D’AGUA RESERVATÓRIO (T) SERPENTINA (E) VENTILADOR CONDENSADOR FILTRO TUBO CAPILAR COMPRESSOR HERMÉTICO ESGUICHO TUBO DE SUCÇÃO TROCADOR DE CALOR BULBO CONEXÃO DE ENTRADA D’ÁGUA (A) DUTO DE DESAGUAMENTO (C) SERPENTINA DE ESFRIAMENTO (S) GRADE CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 7 Instalação O bebedouro deve ficar longe de radiadores ou de outras fontes geradoras de calor e em local livre de pó. O espaço ou afastamento entre suas faces laterais e as paredes do local deve ficar, no mínimo, entre 7 e 8 centímetros. Sua parte posterior, quando tiver condensador à vista, (ou seja: não possui ventilador), deve ficar, no mínimo a 15 centímetros da parede. Isto permite a passagem natural de ar e as ligações com a rede de água do local. Naqueles locais onde a temperatura ambiente é muito alta, é conveniente que a tubulação de fornecimento de água seja isolada, para poder assim, reduzir o consumo de energia elétrica. Quando é feita a instalação definitiva do bebedou- ro, deve existir uma torneira ou registro, na tubulação que alimenta o bebedouro. O tubo que permite a saída da água não consumida, deve ter um sifão para assim, evitar que o cheiro do sis- tema de esgoto possa invadir o local onde está localizado o aparelho. Antes de ligar a energia elétrica ao bebedouro, deve-se sangrar a linha que contém água, isso é feito depois de abrir o registro e deixar a água sair pelo esguicho. Quando sair um jato d’água constante e sem bolhas de ar, podemos ter certeza que o reservatório está totalmente cheio de água e sem ar. Este procedimento requer aprox. 15 minutos de fluxo constante de água. CONSERVADORAS As unidades assim chamadas são também co- nhecidas como freezer e sua função é manter em seu interior, uma temperatura inferior aos 15ºC negativos. Existem dois tipos de conservadoras de: - expedição direta e de salmoura. CONSERVADORADEEXPEDIÇÃO DIRETA Em seu interior ela está dividida em duas ou três partes, sendo que cada uma delas tem soldada uma serpentina de esfriamento e elas estão liga- das entre si, formando um único sistema de refri- geração. Cada parte ou prateleira é instalada no interior de um móvel isolado. Na parte superior existe uma tampa do mesmo material ou de vidro. A parte inferior permite alojar o equipamento de refrigeração completo. Conservadora de sorvete. PRATELEIRA ISOLAMENTO REVESTIMENTO EXTERNO FREEZER OU CONSERVADORA DE EXPEDIÇÃO DIRETA Na foto que aparece nesta página, pode ser observada a instalação dos diferentes componen- tes. O condensador pode ser do tipo externo, de troca de calor natural ou do tipo interno, localizado embaixo da conservadora. Neste caso, um ventila- dor é instalado para forçar o ar, através dele. Algu- mas vezes, esse ventilador tem um motor próprio porém, também existe a possibilidade de que o eixo que gira o compressor, seja ligado ao ventilador. A temperatura é regulada ou ajustada por meio de um controle de bulbo e capilar. O bulbo é fixado a um tubo soldado à parede de uma das prateleiras localizada na entrada do eva- porador. CONTROLE DA TEMPERATURA TAMPA DE ACESSO AO MOTOR CAPILAR DO CONTROLE DA TEMPERATURA. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 8 Funcionamento O gás sob baixa pressão é comprimido e fornecido ao con- densador (2) onde passa ao estado líquido. Depois passa pelo filtro (6) e a válvula tipo bóia (4). O refrigerante sai da válvula (4) líquido e com baixa pressão, e retira o calor da mer- cadoria em quantidade sufici- ente como para garantir a tro- ca do estado físico do refrige- rante. Na saída do evaporador (3) é instalado um acumulador de líquido (5). Sua finalidade é garantir a total evaporação do fluido, sem permitir o retorno de líquido ao compressor. Lembre- se que ele contém o refrigeran- te que não atingiu o estado ga- soso. Neste caso, o superaque- cimento do fluido entre a entra- da e a saída do evaporador (3) pode ser inferior aos 5º C. Antes de ser admitido pela sucção do compressor (1), o gás que sai do acumulador (5) passa por uma serpentina localizada no interior da válvula bóia (49) permitindo a troca de calor com o líquido quente que há em seu interior. Isto aumenta a eficiência do sistema. Da mesma forma, estão feitas as conservadoras ou freezer atuais. Sua única diferença está no fluxo do líquido refrigerante com o evaporador, pois ele é controlado por um tubo capilar (4), enrolado sobre o tubo de sucção como é mostrado na foto. Com relação à numeração das partes, ela é idên- tica à foto anterior, com a diferença do trocador de calor e do elemento de expansão. ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE UM FREEZER CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 9 CONSERVADORA DESALMOURA Esta unidade está for- mada por um móvel re- tangular de chapa de aço (7), com tampa su- perior e incorporando doze tubos, divididos em duas fileiras e solda- dos em seu extremo in- ferior. Esses tubos per- mitem receber o produ- to que deverá ser ven- dido como sorvete. Esses tubos são fixos e ficam submersos na sal- moura que preenche o interior do móvel. Ao mes- mo tempo, o evaporador (3), envolve os tubos e é encarregado de esfriar essa salmoura. A passa- gem do refrigerante ao eva- porador (3) está controlada por uma válvula termostática (4) onde a temperatura é re- gulada por meio de um bul- bo (8). Este elemento está localizado no interior de um outro tubo que também está no interior da salmoura. A unidade de refrigeração está constituída por um compres- sor (1), um condensador (2) esfriado por ar, de fluxo na- tural ou forçado, um acumu- lador (5) e um filtro desumi- dificador ou secador (6). Todo o conjunto é monta- do sobre um suporte feito de perfis de ferro e carenado por um móvel seme- lhante à conservadora. ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE UMA CONSERVADORA QUE INCORPORA TUBO CAPILAR ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE UMA CONSERVADORA A SALMOURA CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 10 Composição do átomo. Cargas de igual sinal se repelem e de diferente sinal se atraem. Átomo de cobre. ELETRICIDADE No início do curso, foi visto que a matéria esta- va formada por pequenas partículas chamadas de moléculas e elas estão formadas por uma determi- nada quantidade de partículas ainda menores, cha- madas de átomos. A quantidade destas pequenas partículas determina o tipo de material. O átomo está formado, no centro, por um núcleo, ao redor dele giram, a grande velocidade, outras partículas menores ainda, são os elétrons. Convencionalmente, o elétron tem carga elétrica negativa enquanto os elementos no interior do núcleo, são chamados de prótons e por ter características diferentes ao primeiro, tem carga elétrica positiva. Como pode ser visto no desenho ao lado, a quan- tidade de elétrons é igualà de prótons. Como dado interessante e através de experiên- cias, verificou-se que cargas com o mesmo sinal se repelem e cargas com sinais diferentes, se atraem. Outro dado de interesse é que os elétrons giram ao redor do núcleo formando órbitas e a quantidade delas determinam o tipo de material. Estes elétrons são a base da eletricidade e por meio deles é obtida a luz de uma lâmpada, o giro de um motor, o aquecimento de um ferro de pas- sar e até o funcionamento de um computador. Pode-se comparar o átomo com o nosso sistema solar, pois o núcleo exerce uma atração sobre os elétrons do mesmo jeito que o Sol faz sobre os planetas. Nos materiais tidos como bons condutores de eletricidade, os elétrons da última órbita não são atraídos com a mesma força ou intensidade que os que estão perto do núcleo. A facilidade de poder se mover, determina as características de um material, se ele é condutor ou isolante. Por exemplo, o cobre tem um átomo com 29 prótons no núcleo e 29 elétrons girando ao redor do núcleo e o átomo do hidrogênio, um só próton e um elétron. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 11 Potencial elétrico e diferença de potencial. Pilha e batería com seus símbolos elétricos correspondentes. POTENCIALELÉTRICO É chamada de potencial elétri- co de um corpo a pressão exis- tente no mesmo pelo excesso ou falta de elétrons. Por exemplo, se por algum meio é possível retirar elétrons de um corpo, e esse mesmo componente é fornecido para um outro, temos o seguinte: o corpo que recebeu o elétron fica carregado de forma negativa e aquele de que foi tirado o mes- mo elétron, agora fica carregado de forma positiva. Desta manei- ra podemos dizer que, os elé- trons que ficam perto de outros, exercem uma força de repulsão entre eles. Isto forma uma pressão elétrica conhecida como potencial elétrico. Chama- se de negativo aquele que recebeu o elétron. O que perdeu o elétron, forma o potencial elétrico positivo. DIFERENÇA DE POTENCIAL Na foto superior desta página, há dois corpos, sendo que um deles tem excesso de elétrons e no outro, há falta dos mesmos. Por isso, o corpo A apresenta um potencial elétrico negativo e o corpo B, potencial elétrico positivo. Se esses corpos puderem ser comparados en- tre si, pode ser observado que entre eles existe uma diferença chamada de diferença de potenci- al, ou voltagem. Isto pode ser resumido assim: existe diferença de potencial quando temos dois corpos, um de- les com potencial elétrico negativo e o outro, com potencial elétrico positivo. O valor desta diferen- ça depende do potencial de ambos os corpos e sua unidade de medida é o Volt. Na prática, encontramos voltagem entre os ter- minais de uma pilha, de uma bateria ou na toma- da de corrente da nossa casa. CORRENTE ELÉTRICA Se temos dois corpos entre os quais existe uma diferença de potencial e unimos ambos através de um fio elétrico, acontecerá o seguinte: o ter- minal positivo “rouba” do fio, um elétron livre, outro elétron do fio passa a ocupar a vaga que deixou o anterior, um terceiro elétron passa à vaga que deixou o segundo e assim, sucessivamente. Isto acontece até que o terminal negativo substitui, com um elétron dele, o elétron que forneceu ao terminal positivo. Esta série de fatos continuamente estão acontecendo com grande quantidade de elétrons, que vão desde o terminal negativo para o terminal positivo. Este fluxo de elétrons é chamado de corrente elétrica. Resumindo: dizemos que corrente elétrica é o deslocamento de elétrons livres através de um condutor e ela sempre é produzida desde o cor- po com potencial elétrico negativo para o corpo com potencial elétrico positivo. Ao mesmo tempo, se diz que essa corrente tem intensidade quando por um fio passam 6,28 tri- lhões de elétrons (1 Coulomb) durante um segun- do. Sua unidade de medida é o Ampère (A). Potencial elétrico negativo Diferença de potencial Potencial elétrico positivo CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 12 DIFERENÇA DE POTENCIAL E CORRENTE ELÉTRICA DESLOCAMENTO DOS ELÉTRONS NO FIO DIFERENTES TIPOS DE RESISTÊNCIA E SÍMBOLO A B RESISTÊNCIA ELÉTRICA Os elétrons, quando passam ao longo de um fio, encontram uma oposição a esse movimento. Essa oposição é deno- minada como resistência elétrica e sua unidade de medida é o Ohm. Um Ohm é a resistência que oferece um fio de mercúrio puro de 106,3 cm de comprimento e 1 mm2 de área, estando à temperatura de 0º C, quando essa corren- te está passando por ele. É importante lembrar que a resistência de um fio é maior quanto menor seja sua área e maior o seu comprimento. A resis- tência elétrica depende, também, do tipo de ma- terial que foi utilizado na fabricação do fio elétri- co. Nos circuitos elétri- cos, a resistência é re- presentada pelo símbolo que mostra a foto desta página. RESISTÊNCIA ESPECÍFICA É a que um fio ou condutor de 1 metro de com- primento e 1 mm2 de área que certo material, a uma temperatura de 20º C, opõe à corrente elé- trica. A resistência específica é parte das caracte- rísticas do material. A seguir, esta tabela mostra alguns valores: Alumínio comercial ....................0,029 Ohm Ferro (arame) .............................0,126 Ohm Bronze fósforo ............................0,084 Ohm Cobre ..........................................0,018 Ohm Prata pura ..................................0,016 Ohm Estanho puro ..............................0,144 Ohm ELÉTRONS LIVRES ÁTOMO DO FIO FIO FIO CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 13 Determinação da resistência elétrica de um fio Para poder obter a resistência elétrica de um fio deve-se multiplicar seu com- primento (L) na unidade metro (m) pela resistência específica (S) do material com que foi feito o fio. Esse resultado deve ser dividido pela área (A) dada em milímetros quadrados (mm2). Escrito numa fórmula: L x S Resistência = ——— A Exemplo: Um fio de cobre de 150 metros de comprimento e uma seção ou área de 2 milímetros quadrados. Sua resistência R deve ser: 150 m x 0,018 2,70 R = ———————— = ———— = 1,35 Ohm 1 mm2 2 Até agora temos definidos os três valores funda- mentais da eletricidade e eles são: Voltagem que é representada pela letra "V", Cor- rente pela letra "I" e a Resistência é representada pela letra "R". Em todo circuito elétrico por mais simples que ele seja estas três magnitudes estão presentes. Na foto, apresentamos um circuito elétrico básico. Nele podemos ver uma pilha conectada a uma lâmpada por meio de dois fios. Vejamos primeiro a pilha: ela tem dois contatos, um na parte superior que é conhecido como termi- nal positivo e outro, localizado em sua parte inferior, UNIDADE MÚLTIPLO EQUIVALENTE A SUBMÚLTIPLO EQUIVALENTE A VOLTAGEM Volt (V) Kilovolt (KV) 1000 Volt MiliVolt (mV) Milésima parte do Volt MicroVolt (miV) Milhonésima parte do Volt CORRENTE Ampère MiliAmpère (mA) Milésima parte do Ampère (A) MicroAmpère (miA) Milhonésima parte do Ampère RESISTÊNCIA Ohm Kilohm (K� ) 1000 Ohm (� ) Megohm (M� ) 1.000.000 de Ohm CIRCUITO ELÉTRICO BÁSICO é o terminal negativo. No referido circuito, temos as três magnitudes fundamentais: A diferença de potencial ou voltagem (V) que é fornecida pela pilha. A resistência (R) oferecida à passagem da corrente pela lâmpada e a corrente (I) que circula pelos fios que formam o circuito. O valor da corrente que circula, depende da diferença de potencial entre os terminais da pilha e o valor da resistência da própria lâmpada. É fácil verificar que quanto maior for a diferença de potencial que é fornecida ao circuito, maior será a corrente que passapelo mesmo. O valor da resistência do circuito, ou seja a pró- pria lâmpada, também afeta a quantidade de cor- rente que possa circular. Se a resistência é peque- na, a corrente que passa ao longo do circuito deve ser muito grande. Ao contrário, se a resistência é grande, o valor da corrente deverá ser pequeno. TERMINAL (+) DIFERENÇA DE POTENCIAL PILHA TERMINAL (-) CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 14 LEI DE OHM Pelo que foi visto na página anterior, podemos observar que as três magnitudes fundamentais estão muito relacionadas entre si. Por isso, se são conhecidos dois desses valores é perfeita- mente possível encontrar o terceiro. Se em um circuito como o da foto superior, co- nhecemos os valores da voltagem e da resistên- cia, é possível conhecer o valor da corrente. VOLTAGEM CORRENTE = ——————— RESISTÊNCIA Essa mesma fórmula é representada de forma simplificada: V I = —— R Se os valores do circuito são substituídos no lugar das letras, temos: 60 V I = ———— = 3 A 20 � Lembre-se que a unidade de corrente é o Ampè- re (A). Utilizando o mesmo circuito, porém conhecen- do agora a corrente e o valor da resistência, po- demos obter o valor da voltagem. VOLTAGEM = CORRENTE X RESISTÊNCIA = V = I x R Voltamos a trocar as letras pelos valores do circuito: V = 3 A x 20 � = 60 Volts Utilizando o mesmo critério pode-se obter o va- lor da resistência do circuito se são conhecidos os valores das outras duas magnitudes. VOLTAGEM V RESISTÊNCIA = ———————— = —— CORRENTE I Se são trocadas essas letras pelos valores que aparecem no circuito da terceira foto, fica: 60 V R = —— = 20 � 3 A V = 60 R = 20 � I = ? R = 20 � CORRENTE I = V R VOLTAGEM V = I x R RESISTÊNCIA R = V I V I x R V = 60 R = ? I = 3 A Podemos resumir dizendo o seguinte: para co- nhecer uma das três magnitudes de um circuito e conhecendo as outras duas, é suficiente usar a fórmula correspondente de acordo com a in- cógnita que temos. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 15 LIGAÇÃO DE RESISTÊNCIAS Até agora temos apresentado como oposição à passagem da corrente num circuito, apenas uma resistência. Na prática sempre há conectadas mais de duas resistências. Basicamente, há duas formas delas serem co- nectadas: em série ou em paralelo. CONEXÃOEMSÉRIE Duas ou mais resistências estão conectadas em série, quando elas estão, uma após a outra e a corrente só tem um caminho a percorrer. A re- sistência total que elas exercem estando conec- tadas em série é igual à soma das resistências individuais de cada uma delas. Para saber o seu valor deve ser utilizada a seguinte fórmula: Resistência total = R1 + R2 + R3 +..........+ Rn No nosso exemplo, temos: Rt = R1 + R2 = 60 + 40 = 100 Ohm aplicada a seguinte fórmula: R1 x R2 Resistência total = ————— R1 + R2 Esta fórmula deve ser utilizada de duas em duas resistências apenas. 1 R t = ————————————————— 1 1 1 1 — + —— + —— + ........ + —— R1 R2 R3 Rn Esta fórmula é utilizada para qualquer número de resistências ao mesmo tempo. Se substituímos os valores do circuito pelas letras da fórmula, temos: 60 x 40 2400 Rt = ————— = ———— = 24 Ohm 60 + 40 100 RESISTÊNCIAS CONECTADAS EM SÉRIE R 1 40 � R 2 60 � CONEXÃOEMPARALELO Duas ou mais resistências estão em paralelo quando estão unidos seus extremos, e a corren- te encontra tantas opções de caminhos como re- sistências há no circuito. A resistência total de um circuito em paralelo deve ser sempre menor que a menor das resis- tências que formam o circuito. Para obter o valor da resistência total deve ser FIGURA: RESISTÊNCIAS CONECTADAS EM PARALELO R 1 R 2 60 � 40 � Se temos mais de duas resistências conecta- das em paralelo, a forma mais simples de averi- guar o valor da resistência total é utilizar a mes- ma fórmula anterior com duas delas. O resultado é conhecido como resistência parcial. Depois, é feita a mesma fórmula com o resultado parcial mais a terceira resistência, e assim sucessiva- mente. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 16 Como exemplo temos o circuito da foto, e ele apresenta três resistências: Primeiro fazemos R1 + R2. R1 x R2 30 x 20 600 R parcial = ———— = ———— = —— = 12 � R1 + R2 30 + 20 50 Logo, R parcial + R3 R parcial x R3 12 x 24 288 R total = ——————— = ———— = —— = 8� R parcial + R3 12 + 24 36 De acordo com o resultado obtido, pode ser comprovado que a resistência total é menor que a menor das resistências que fazem parte do cir- cuito em paralelo. Quando temos o valor da resistência total, po- dem ser trocados os valores: V 200 I = ——— = —— = 4 A R total 50 Agora que é conhecido o valor da corrente do circuito, falta verificar a voltagem que é aplica- da em cada uma das resistências. A voltagem é de 200 Volts, porém, não é aplicada em uma de- las mas sim repartida entre as resistências, pro- porcionalmente. Utilizando a Lei de Ohm, poderemos obter a vol- tagem em R1, que chamaremos de V1 e a volta- gem que temos em R2, será V2. Antes de continuar, é bom lembrar que: em todo circuito em série, a corrente é a mesma ao longo de todos os pontos do referido circuito. Por isso, sabemos que por R1 e por R2 deverão passar somente, 4 Ampères. Com esses dados e usando a lei de Ohm, temos que a voltagem em R1 deverá ser: V = I x R V1 = I x R1 = 4 x 20 = 80 Volts Para R2, deverá ser: V2 = I x R2 = 4 x 30 = 120 Volts. Assim que temos a voltagem sobre R1 e R2, podemos comprovar que, em um circuito em sé- rie, a soma das tensões parciais é igual à volta- gem aplicada. Veja o seguinte exemplo: V1 + V2 = 80 V + 120 V = 200 Volts. TRÊS RESISTÊNCIAS CONECTADAS EM PARALELO R 1 = 30 � R 2 = 20 � R 3 = 24 � APLICANDOALEIDEOHMEMUM CIRCUITOEMSÉRIE Quando foi apresentada a lei de Ohm partimos de um circuito elétrico formado por uma pilha e uma resistência. Agora, aplicamos a lei em um circuito formado por uma pilha e duas resistênci- as, conectadas em série. Como exemplo utilizamos o da foto: sua dife- rença de potencial é de 200 V e as duas resistên- cias, em série, uma com 20 Ohm (R1) e a outra com 30 Ohm (R2). Neste circuito nos falta conhecer a corrente I. V I = —— R Primeiro, averiguamos a resistência total: R total = R1 + R2 = 20 + 30 = 50 � V 1 = ? V 2 = ? V t = 200 V I = 4 A CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 17 APLICANDOALEIDEOHMEMUM CIRCUITOEMPARALELO Se temos um circuito formado por uma pilha e duas resistências conectadas em paralelo, e é conhecido o valor da voltagem e das resistênci- as, aplicando a lei de Ohm é possível descobrir: V I = —— R Vendo o circuito, temos que a corrente tem dois caminhos a percorrer. Ela parte do pólo negativo da fonte e, ao atingir o ponto A, se divide, pas- sando parte dela por R1 e outra por R2. No ponto B, voltam a se unir e dirigem-se ao pólo positivo da mesma fonte. Podemos verificar que a corrente total que pas- sa pelo circuito deve ser obtida, primeiro, vendo a resistência total, que é: R1 x R2 20 x 80 1600 R total = ————— = ———— = ——— = 16� R1 + R2 20 + 80 100 Se é conhecido o valor da resistência total, podemos obter o valor da corrente: V 160 I = ———— = ——— = 10 A R total 16 Agora sabemos que a corrente do circuito é de 10 Ampères, porém não conhecemos o valor da intensidade que circula por cada uma das resis- tências. Por meio da Lei de Ohm, pode-se desco- brir essa incógnita, já que o valor das resistênci- as é conhecido. Também sabemos que nos cir- cuitosem paralelo a voltagem aplicada é a mes- ma para todas as resistências que fazem parte dele, por isso, a corrente em R1 deve ser: V 160 I1 = —— = —— = 8 A R1 20 E em R2 deverá ser: V 160 I2 = —— = —— = 2 A R2 80 Uma vez calculadas as correntes em R1 e R2, pode ser comprovado que se elas forem soma- das, o valor obtido deverá ser o da corrente to- tal. I1 + I2 = 8 A + 2 A = 10 A Então pode-se dizer que em todo circuito para- lelo, a soma das correntes parciais é igual à cor- rente total. R 1 = 20 V 2 = ? V = 160 V I total = ? R 2 = 80 A B V = 160 V I total = 10 A CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 18 O TRABALHO REALIZADO DEPENDE DA FORÇA APLICADA E DA DISTÂNCIA PERCORRIDA. F = 30 Kg. d = 20 m TRABALHO MECÂNICO Se diz que um corpo tem energia quando pode realizar um trabalho. Trabalho é definido como o esforço necessário para transportar um corpo ao longo de uma determinada distância. O trabalho mecânico (Tm) depende da força (F) empregada e da distância (d) que deve ser percorrida. Para calcular o trabalho mecânico é utilizada a seguinte fórmula: Tm = F x d A força é medida em quilogramas e a distância em metros, sendo que o resultado do produto entre ambas é a unidade Kg/m. Como exemplo, suponha que necessitamos pu- xar uma caixa, como a da foto, de uma distância de 20 m e para fazer este trabalho temos que aplicar uma força de 30 Kg. O trabalho mecânico que deve ser realizado é: Tm = F x d = 30 Kg x 20 m = 600 Kg/m POTÊNCIAMECÂNICA Agora suponha que duas pessoas têm que des- carregar 20 caixas de frutas, cada pessoa, de um caminhão. O homem A carrega uma caixa em cada viagem, enquanto que o homem B, carrega em cada viagem, duas caixas. É evidente que o homem B finalizará o seu serviço antes do que o A. Qual dos dois homens terá feito o maior traba- lho no final de sua tarefa, o homem A ou o ho- mem B? Se a distância percorrida em cada viagem é de 12 metros e cada caixa pesa 20 quilogramas, o homem A deverá ter realizado o seguinte traba- lho: Tm = F x d = 20 Kg x 12 m = 240 Kg/m Para poder finalizar seu serviço ele fez 20 via- gens e em cada uma delas, carregava uma cai- xa. Por isso, o seu trabalho total ou final deverá ser: Tm = 240 Kg/m x 20 viagens = 4.800 Kg/m Com o mesmo pensamento, o homem B carre- gava 2 caixas em cada viagem, por isso o seu trabalho final deverá ter sido: Tm = 40 Kg x 12 m = 480 Kg/m Como ele finalizou a sua tarefa em 10 viagens, o seu trabalho final foi: Tm = 480 Kg/m x 10 viagens = 4.800 Kg/m De acordo com esses resultados, é pos- sível verificar que o trabalho realizado pelas duas pessoas foi o mesmo, porém qual foi a diferença, então? O homem B desenvolveu uma maior po- tência para poder fazer o mesmo serviço. E que é potência? É o trabalho feito na unidade de tempo. O homem B desenvolveu maior potência do que o homem A, pois fez o mesmo ser- viço num tempo menor. A potência mecânica é calculada utili- zando a seguinte fórmula: Trabalho mecânico Tm Potência mecânica = ————————— = — — Tempo t Sendo que a unidade de trabalho mecânico é o Kg/m e a do tempo é o segundo, então a unidade de potência mecânica é: Kgm/S. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 19 AS DUAS PESSOAS FAZEM O MESMO SERVIÇO, PORÉM O HOMEM B DESENVOLVE MAIOR POTÊNCIA Na prática, é adotada como uni- dade de potência o Hp (cavalo de for- ça). Sua equivalên- cia é o trabalho realizado por 76 Kg/m em um se- gundo. Por exemplo: se temos um motor que por meio de uma polia pode er- guer 76 Kg a uma altura de 1 metro em um segundo. Sua potência deve- rá ser: Tm = F x d = 76 Kg x 1 m = 76 Kg/m Tm 76 Kg/m Pm = ——— = ————— = 1 hp T 1 s Se temos um outro motor que pode erguer um peso de 19 Kg até uma altura de 8 m, sendo que para fazer esse serviço demora 2 segundos. Fazendo contas, a potência deverá ser: Tm = F x d = 19 Kg x 8 m = 152 Kg/m Tm 152 Kg/m 76 Kg/m Pm = —— = —————= ————= 1 hp t 2 s 1 s Pelo que pode ser visto, é possível observar que ambos motores têm a mesma potência, pois o trabalho (76 kgm) foi feito no mesmo tempo (1 s). Por isso: 1 hp = 76 Kgm/s CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 20 SE CONHECEMOS A VOLTAGEM E A CORRENTE, PODE-SE SABER A POTÊNCIA SE CONHECEMOS A POTÊNCIA E A CORRENTE, PODE- SE SABER A VOLTAGEM SE CONHECEMOS A POTÊNCIA E A VOLTAGEM, PODE- SE SABER A CORRENTE TRABALHOELÉTRICO Todo circuito elétrico faz um trabalho. Que é o deslocamento das cargas elétricas (elétrons) im- pulsionadas por uma diferença de potencial. O trabalho elétrico será maior quanto maior for a voltagem (V) e maior a quantidade de cargas em movimento. Para conhecer o trabalho elétrico que é desen- volvido por um circuito, é necessário multiplicar a voltagem aplicada pela quantidade de carga elétrica que passa por ele. A unidade de trabalho elétrica é o Joule, que resulta da aplicação de uma diferença de poten- cial de 1 Volt para que circule uma carga de um Coulomb (6,28 trilhões de elétrons). POTÊNCIAELÉTRICA É definida de igual maneira que a potência mecânica, ou seja que a potência elétrica é o trabalho realizado na unidade de tempo. O Watt é a unidade de potência elétrica. Isto equivale à passagem de 1 ampère com uma diferença de potencial de 1 Volt. Potência elétrica = voltagem x corrente W = V x I = Volt x Ampère Vejamos um exemplo: se temos um ferro de passar com uma resistência que permite a pas- sagem de 3 A e é alimentada com uma voltagem de 200 V. A potência elétrica do ferro é calculada com a seguinte fórmula: W = V X I = 200 V x 3 A = 600 W Na prática, é possível encontrar aparelhos nos quais é indicada a potência dos mesmos com a unidade Watt (W) porém não especificam o valor da corrente. Neste caso, para poder conhecê-la devemos utilizar a seguinte fórmula: W I = —— V Suponha que um aquecedor elétrico é alimen- tado com 220 V e sua potência é 2.500 W. Se queremos saber a corrente que circula pela re- sistência, pode ser feito o seguinte cálculo: W 2.500 W I = —— = ————— = 11,36 A V 220 V Também podemos nos encontrar frente à situ- ação de conhecer a potência em W e a corrente em Ampères de qualquer aparelho, e necessita- mos saber a voltagem que deve ser aplicada. Para isso podemos usar a seguinte fórmula: W V = — I Por exemplo, um aquecedor elétrico tem uma potência de 440 W e uma corrente de 4 A. A voltagem que deve ser aplicada é: W 440 W V = — = ———— = 110 V I 4 A CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 21 RELAÇÃOENTREPOTÊNCIA ELÉTRICAEMECÂNICA Lembre-se que a potência mecânica tem como unidade, o "Hp", que tem como equivalente um trabalho mecânico de 76 Kgm/s. Do mesmo modo a potência elétrica se mede em Watt e este é igual ao produto da voltagem de um Volt por uma corrente de um Ampère. Por exemplo, conhecemos a potência mecâni- ca de um motor, podemos saber o seu equiva- lente elétrico. Para isso, se deve saber que: 1 hp = 746 Watt Se temos um motor, e sua plaqueta de identifi- cação nos informa que a potência mecânica é de 1/6 hp, para saber sua potência elétrica: 746 W 1/6 hp = 1/6 x 746 = ———— = 124,33 W 6 TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA Há dois tipos fundamentais de corrente elétri- ca: � Contínua � Alternada CORRENTE CONTÍNUA Os circuitos vistos até agora utilizam corrente elétrica contínua. Ela está caracterizada por sem- pre manter o sentido da corrente e o valor da voltagem constante. A corrente contínua se obtém em pilhas, acu- muladores, bateriasou geradores de corrente contínua, conhecidos como dínamos. Se o valor da voltagem permanece constante conforme o tempo passa, o valor da corrente faz o mesmo. Como sabemos também que essa úl- tima sempre circula do negativo ao positivo, o sentido de corrente sempre será o mesmo. No gráfico se observa que: conforme o tempo passa a corrente e a voltagem sempre mantém o mesmo valor. A CORRENTE CONTÍNUA MANTÉM O VALOR DA VOLTAGEM E O SENTIDO DA CORRENTE CORRENTE ALTERNADA Ela está caracterizada por mudar, constante- mente o valor da voltagem e periodicamente, in- verter o sentido de circulação. Estes geradores fornecem uma voltagem que alterna a polarida- de periodicamente, por isso, a corrente se vê obrigada a acompanhar as variações de polari- dade do gerador. Estes geradores, conhecidos como alternado- res, além de inverter a polaridade fornecem uma tensão com valores mudando constantemente. Se a resistência do circuito permanecer cons- tante, a corrente que circula segue as mesmas variações da voltagem do alternador. Na página seguinte, o gráfico representa a vol- tagem e a variação de corrente gerada pelo alter- nador. Vejamos agora o que ocorre no circuito. No momento A, a voltagem aplicada é igual a zero e por isso, a corrente é nula. No arco AB, a voltagem aumenta e a corrente faz o mesmo, no mesmo período de tempo. No ponto B, a voltagem começa a diminuir, atin- gindo o valor zero, no ponto C . No gráfico, se observa que a corrente também começa a diminuir, atingindo o valor zero ao mes- mo tempo que a voltagem. A partir do momento C, a voltagem do alterna- dor aumenta novamente, porém, agora com a polaridade invertida em relação à anterior. Por isso ela é representada por baixo da linha do zero. CORRENTE (A) VOLTAGEM (V) TEMPO (S) CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 22 Durante o mesmo período, a corrente também aumenta, po- rém, agora ela se vê obrigada a circular no sentido inverso. Desde o ponto D até o E, a voltagem e a corrente diminu- em até atingir o zero. As variações de voltagem e corrente se manifestam do pon- to A até o E, e perfazem um ci- clo de corrente alternada. Esse processo se repete através da linha do tempo. CARACTERÍSTICASDA CORRENTEALTERNADA Se denomina freqüência de corrente alternada ao número de ciclos que se desenvolvem por se- gundo. Sua unidade é o Hertz (Hz). No Brasil, a distribuição elétrica no nosso lar é de corrente alterna- da com 127 ou 220 Volts numa fre- qüência de 60 ciclos por segundo. No caso da distribuição elétrica com finalidade industrial ou comer- cial, o valor da voltagem é de 380 V, e a freqüência é sempre a mes- ma, 60 Hz. Como sabemos, a corrente alter- nada varia continuamente o valor da tensão. Se chama “valor de pico” de uma corrente alternada, o máximo valor que ela atinge durante meio ciclo do positivo até o negativo. Se chama “valor eficaz de corren- te alternada”, ao equivalente do calor gerado por uma resistência, alimentada por corrente contí- nua, no mesmo período de tempo. Na prática, o valor da tensão da corrente alternada é seu va- lor eficaz. Por exemplo, se a voltagem da rede de distri- buição é de 220 V, este valor eficaz é igual a 70,7% de sua voltagem de pico de 311 Volts. UMA VOLTAGEM DE PICO DE 311 V PRODUZ UMA VOLTAGEM ALTERNADA DE 220 V, ESTE É SEU VALOR EFICAZ A CORRENTE ALTERNADA MUDA CONSTANTEMENTE O SEU VALOR DE VOLTAGEM E INVERTE O SENTIDO DA CIRCULAÇÃO VALOR DE PICO DE ONDA VALOR EFICAZ TEMPO CORRENTE (A) VOLTAGEM (V) TEMPO CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 23 CAPACITORES Estes elementos têm a finalidade de armazenar cargas elétricas na forma de "diferença de po- tencial", que é estabelecido entre duas superfí- cies metálicas colocadas frente à frente. O capa- citor também conhecido como condensador, está formado por duas chapas metálicas, isoladas entre si por um meio chamado “dielétrico”. Se a energia elétrica é acumulada, nas partes do condensador, na forma da diferença de poten- cial, uma das partes perderá elétrons e a outra, receberá elétrons. Por esse motivo, como indicado na foto, há fuga de elétrons da chapa esquerda e ela apresenta polaridade positiva (+), enquanto a chapa direi- ta, ao receber elétrons adquire polaridade nega- tiva (-). O processo que permite ao condensador per- der elétrons em uma das chapas, e receber elé- trons na outra, é conhecido como carga do capa- citor. Seu processo de carga é muito simples, se ob- servamos a foto inferior. Suponha por um momen- to, que a pilha não está conectada ou seja, não aplicamos diferença de potencial ao condensa- dor. Que acontece com as chapas? Nada. Sim- plesmente devemos lembrar que contém elé- trons, ou seja não sobram nem faltam, elas se encontram eletricamente neutras. Conectada a pilha, seu terminal negativo for- nece elétrons à chapa "A". Como ela estava neu- tra, ao receber elétrons, passa a ser negativa. Que acontece com a chapa "B"? O terminal (+) da pilha “rouba” desta chapa "A" a mesma quan- tidade de elétrons que ela recebeu da chapa "B". Isto significa que a chapa "B" quando perde elé- trons, passa a ser positiva. Em que momento finaliza este processo de car- ga? Se sabe que a chapa "A", ao receber elé- trons, torna-se negativa. Conforme a quantidade de elétrons aumenta, seu potencial negativo cres- ce. É evidente que em um certo momento, a cha- pa "A" será tão negativa como o terminal (-) da fonte. Por isso, não existe diferença de potenci- al entre essa chapa e o terminal da pilha. A con- seqüência é que deixa de passar corrente para a chapa. No que refere à chapa "B", sua situação é semelhante. O terminal (+) da pilha retira PROCESSO DE CARGA DE UM CONDENSADOR CAPACITOR OU CONDENSADOR E SEU SÍMBOLO A ENERGIA ELÉTRICA SE ACUMULA NAS CHAPAS DE UM CONDENSADOR PARA FORMAR UMA DIFERENCIA DE POTENCIAL elétrons e como conseqüência disso, a referida chapa torna-se positiva até ficar com o seu po- tencial elétrico igual ao terminal (+). Esta condição representa a não existência de diferença de potencial, por isso, deixa de circular corrente de "B" para a pilha. DIELÉTRICO CHAPAS OU ARMADURAS SIMBOLO CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 24 Resumindo: Se considera que o condensador completou sua carga quando a diferença de po- tencial que apresentam suas chapas é igual à voltagem da fonte. Se é retirada a pilha do circuito quando o con- densador se encontra totalmente carregado, se mantém entre suas chapas uma diferença de po- tencial. Isto quer dizer, sobram elétrons da cha- pa "A" e faltam elétrons na chapa "B". Se ambos terminais do condensador são unidos, conforme mostra a foto, circulará uma corrente no sentido indicado, ou seja, escapam elétrons da chapa "A" e entram na "B" até que ambas chapas ou arma- duras sejam eletricamente neutras. Desta ma- neira, foi mostrado que um condensador acumula corrente elétrica quando se carrega, e ela é devolvida durante sua descarga. O isolante, que afasta ambas as cha- pas, tem uma função muito importante e não deve permitir que elas se to- quem. Se isto acontecer, o condensa- dor não estará em condições de en- tregar a corrente no momento certo. No início deste capítulo, foi explica- do que a voltagem com que carrega- mos um corpo, depende da carga que é fornecida. Lembre que se colocamos uma grande quantidade de elétrons numa das chapas metálicas, teremos uma grande voltagem. Também se deve lembrar que a pres- são elétrica depende do tamanho das chapas, e quanto maior forem, maior será a voltagem que pode ser armazenada ou pro- duzida. A unidade utilizada para medira capaci- dade elétrica é o Faraday. O que é o Faraday? Se entregamos a uma cha- pa metálica uma carga de um Coulomb (6,28 tri- lhão de elétrons) e isto consegue produzir uma tensão de 1 Volt, isso é conhecido como um Fa- raday. Este conceito é muito simples e não deve gerar confusão. Se agregamos um Coulomb a uma pe- quena chapa, a pressão elétrica será superior a um Volt. Por isso, o Faraday não é uma unidade que costume ser usada na prática. Realmente, deveria ser muito grande a chapa metálica para que somada ou fornecida a quantidade de 6 tri- lhões de elétrons somente obtivesse uma pres- são de 1 Volt para poder escapar. Na prática, a unidade mais usada é o Micro Faraday, que corresponde à milionésima parte do Faraday. Sabe-se que o condensador tem um isolamento que afasta as chapas metálicas, mas ele não é perfeito, ou seja, se aumentamos demasiado a diferença de potencial entre as chapas do con- densador, o isolante ou dielétrico se transforma em condutor e o capacitor fica em curto-circuito. Por esse motivo é comum que a fábrica indique o condensador com duas cifras: uma indica o valor do condensador e a outra, indica a volta- gem máxima permitida para o elemento não so- frer danos. PROCESSO DE DESCARGA DE UM CONDENSADOR DIFERENTES TIPOS DE CONDENSADORES COM SEU VALOR DE CAPACIDADE E DE VOLTAGEM DE TRABALHO. CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 25 ASSOCIAÇÃO Do mesmo jeito que foi feito com as resistênci- as, os capacitores ou condensadores podem ser conectados em série ou em paralelo. CONEXÃOEMSÉRIE Dois ou mais condensadores estão conectados em série, quando um deles encontra-se a conti- nuação do outro. A capacidade total é determi- nada pela seguinte fórmula: C1 x C2 Capacidade total = ————— C1 + C2 Em todo circuito em série, a capacidade total será menor que a menor das capacidades que formam o circuito. CONEXÃO EM PARALELO Dois ou mais capacitores estão conectados em paralelo quando eles estão unidos por seus ex- tremos. A capacidade total é igual à soma das capaci- dades parciais. Capacidade total = C1 + C2 + C3 + ....... CONEXÃO EM SÉRIE DE CAPACITORES CONEXÃO EM PARALELO DE CAPACITORES CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 26 PÓLOS COM IGUAL SÍMBOLO SE REPELEM E COM DIFERENTE SÍMBOLO, SE ATRAEM. O IMÃ ESTÁ FORMADO POR DOIS PÓLOS E UMA ZONA NEUTRA. MAGNETISMO O magnetismo é a propriedade que certas subs- tâncias têm para atrair o ferro, o aço e outros metais ferrosos. Na antiguidade, essa proprie- dade já era conhecida em um material com o nome magnetita, que hoje é conhecido como ímã permanente. Na atualidade, os ímãs encontrados no dia a dia são artificiais, pois o homem pode fabricá- los, seja por contato direto com um ímã natural ou por meio da eletricidade. Um ímã está formado por dois pólos, conhecidos como Norte e Sul e uma parte central, chamada de zona neutra. O poder do ímã é determinado pelo campo magnético que existe em torno dele. Esse campo mag- nético é formado por «linhas de for- ça» imaginárias que «saem» do pólo Norte e «entram» pelo pólo Sul. Uma lei que rege os fenômenos magnéticos diz: "Dois pólos com o mesmo símbo- lo se repelem, enquanto que pólos de símbolos diferentes, se atraem" Na prática, os ímãs apresentam limitações, sendo que a principal delas é a dificuldade de alterar o valor de seu campo magnético. Porém, os eletroímãs permitem su- perar este inconveniente. PÓLOS ZONA NEUTRA ATRAÇÃO REPULSÃO N S CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 27 CAMPO MAGNÉTICO DE UM FIO ELÉTRICO CAMPO MAGNÉTICO DE UMA ESPIRAL. NA FACE ANTERIOR DA ESPIRAL FORMA-SE O PÓLO NORTE (AS LINHAS DE FORÇA SAEM) E NA FACE POSTERIOR, FORMA-SE O PÓLO SUL (AS LINHAS DE FORÇA ENTRAM) UMA BOBINA É A CONTINUAÇÃO DE ESPIRAIS ELETROMAGNETISMO A experiência tem demonstrado que todo con- dutor ou fio elétrico, quando permite a passagem de uma corrente elétrica, forma um campo mag- nético ao redor do mesmo. Isto é manifestado por meio de linhas de força redondas e concên- tricas, e que têm o fio como centro das mesmas. Um fio dobrado de for- ma circular como mostra a foto, é conhecido como espiral. Conectando-o a uma fonte de energia elé- trica, em sua face diantei- ra, saem as linhas de for- ça e entram na face pos- terior. Isso corresponde, respectivamente, ao pó- los Norte e Sul. Se for trocado o sentido do fluxo de corrente ao longo da espiral, a polari- dade magnética será in- vertida. Isso significa que uma espiral, além de ser uma espécie de ímã, pode trocar a sua polaridade, mudando o sentido da corrente que percorre a mesma. Uma aplicação prática do comportamento mag- nético da espiral, pode ser uma bobina, que nada mais é que uma série de espirais conectadas em série. Isso é representado na foto da página. Como a corrente elétrica mantém o mesmo sen- tido de circulação ao longo de cada espiral, e como cada uma delas é um pequeno ímã, os seus efeitos se somam. Isto significa que num extre- mo da bobina aparece o pólo Norte e no extremo oposto, o pólo Sul. AFASTAMENTO IMAGINÁRIO FACE POSTERIOR FACE ANTERIOR CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 28 REGRA DA MÃO ESQUERDA DETERMINA A POLARIDADE DE UMA BOBINA CAMPO MAGNÉTICO DE UMA BOBINA INDUÇÃO ELECTROMAGNÉTICA DE UM FIO OU CONDUTOR Para poder determinar a polaridade magnética de uma bobina é aplicada uma regra simples que diz: "Se uma bobina é tomada com a mão esquerda e os dedos estão dobrados indicando o sentido da corrente, o polegar mostrará o pólo Norte da- quela" Em uma bobina, as linhas de força se fecham ao longo do seu comprimento e o seu fluxo mag- nético aumenta conforme aumenta a corrente. Tudo isto é incrementado com o maior número de espirais e menor afastamento entre elas. Também o fluxo magnético aumenta quanto maior é a seção da bobina, e isto é afetado pelas características do núcleo. Se o enrolamento é realizado ao redor de um tubo oco, deve ser con- siderado como núcleo do mesmo, o próprio ar. Se no interior dessa bobina oca, é colocada uma barra de ferro, ela será magnetizada e o resulta- do final deverá ser igual à soma dos dois núcle- os. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Ela permite a obten- ção de corrente elétrica através do deslocamen- to de um condutor no in- terior de um campo magnético. Na foto, se mostram dois experi- mentos: no primeiro, o fio desce e corta, de for- ma perpendicular, as li- nhas de força do campo. Enquanto isso ocorre, aparece uma corrente no fio, como se estivesse se afastando. Na segunda experiên- cia, o fio sobe e a corrente induzida se aproxima. É bom observar que em ambos os casos, a cor- rente sai do fio pelo pólo negativo e volta pelo positivo. Isso indica que o fio ou condutor se com- porta como um gerador de corrente elétrica. O valor da voltagem gerada ou induzida aumenta com: - o comprimento do fio - o corte de forma perpendicular às linhas de força - sua velocidade de deslocamento - a quantidade de linhas de força compreendi- das entre os pólos do ímã. CORRENTE INDUZIDA O FIO DESCE CORRENTE INDUZIDA O FIO SOBE CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 29 Com relação a todas as caracte- rísticas anteriormente apresenta- das, é conveniente analisar ou ex- plicar o que significa o deslocamen- to. O deslocamento de um condutor permiteque ele se mova dentro de um campo magnético quando o mesmo transporta uma corrente elétrica. Este fenômeno é o princi- pio de funcionamento dos motores elétricos. As condições básicas são mos- tradas na foto ao lado, onde pode ser observado que o condutor está localizado dentro de um campo magnético e, quando é fechado o interruptor, a corrente circula e o campo magnético do fio reage ao campo induzido. Isto obriga o con- dutor a deslocar-se para cima. O deslocamento será para baixo se for invertida a polaridade dos ímãs ou o senti- do da corrente. O valor da força de deslocamento depende: - do campo magnético - do comprimento do fio - da intensidade da corrente elétrica. TRANSFORMADORES Eles têm por missão a transferência de potên- cia elétrica para um circuito sem produzir perda importante de energia, além dos fatores de vol- tagem e corrente. Quando aumenta ou diminui a voltagem de um circuito, através de um transfor- mador, a corrente é modificada, na mesma ra- zão, porém no sentido contrário. Na foto é mostrado um transformador básico. Pode-se ver que tem dois bobinados em torno de um núcleo de chapas de ferro. O bobinado ou enrolamento que recebe a energia da fonte, é chamado de primário e o de saída, de secundá- rio. O primário, por estar conectado à rede elétrica do lar, é alimentado por corrente alternada e pro- duz um campo magnético com características iguais. Este campo, através do núcleo, afeta o bobinado secundário, induzindo nele, uma volta- gem alternada. ARRANJO DE UM FIO NO INTERIOR DE UM CAMPO MAGNÉTICO COM A FINALIDADE DE EXPLICAR O EFEITO DA FORÇA DE DESLOCAMENTO TRANSFORMADOR BÁSICO O valor da voltagem induzida no secundário está de acordo com os seguintes princípios: se o número de voltas ou espirais do secundário é superior que o primário, a voltagem gerada ou obtida deverá ser maior que a da fonte. Nesse caso, é um transformador elevador de voltagem. Se o número de voltas do secundário é inferior que a do primário, a voltagem deverá ser menor à da fonte. Trata-se de um transformador redutor de voltagem. LINHAS DE FORÇA FORÇA DE DESLOCAMENTO FONTEINTERRUPTOR PRIMÁRIO NÚCLEO SECUNDÁRIO CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 30 Exemplo: Se o primário de um transformador tem 1000 espirais ou voltas, e está ligado a 220 VCA (Volts de Corrente Alternada) e o secundário, 2000 es- pirais, a voltagem de saída deverá ser de 440 VCA. Deverá ser considerado que a corrente pode ser, também, reduzida na saída do secundário. Isto significa que se ela for de 4 A no primário, no secundário ficará na metade, ou seja, 2 A. Se o primário tiver 1000 espirais e o secundá- rio, 500, a voltagem no secundário ficará na me- tade da voltagem de entrada, ou seja, 110 VAC. Com relação à corrente, ela será o dobro da de entrada, e no exemplo será de 8 A. Lembre-se que a potência elétrica presente no circuito secundário é transferida desde o primá- rio. Por isso, se no secundário aparece uma vol- tagem maior, isso implica uma queda da corren- te. Na prática, a saída secundária sempre é infe- rior à primaria, por perdas causadas pelo calor gerado, correntes parasitas no núcleo, etc. AUTO-TRANSFORMADORES Quando é necessário reduzir os custos de ma- terial, o espaço, o peso, etc. se recorre aos cha- mados auto-transformadores. Eles tem um só bobinado com uma derivação, sendo que uma parte desse bobinado é comum ao primário e ao secundário. Assim ele é apre- sentado na foto desta página. NUM TRANSFORMADOR ELEVADOR DE VOLTAGEM, A VOLTAGEM NA SAÍDA DO SECUNDÁRIO AUMENTA NA MESMA RELAÇÃO QUE A CORRENTE É REDUZIDA. NUM TRANSFORMADOR REDUTOR DA VOLTAGEM, A VOLTAGEM NA SAÍDA DO SECUNDÁRIO É REDUZIDA NA MESMA RELAÇÃO QUE A CORRENTE É AUMENTADA. AUTO-TRANSFORMADOR ELEVADOR DE VOLTAGEM 1000 espiráis 2000 espiráis 1000 espiras 500 espiras PRIMÁRIO SECUNDÁRIO CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 31 MOTORES ELÉTRICOS Os motores elétricos mais usados em refrigeração utilizam a corrente alternada e os mais comuns são: - de fase auxiliar - com condensador - de pólo sombreado. Todos eles são alimentados por corrente mo- nofásica e nas unidades comerciais ou industri- ais, geralmente os motores são alimentados por corrente trifásica. MOTORDEFASEAUXILIAR Em este tipo de motor, também conhecido como de etapa dividida, podem ser encontradas seis partes fundamentais. Elas são: Rotor É um núcleo de chapas de ferro de alta qualida- de que gira sobre um eixo. Contém nos seus ex- tremos e localizadas longitudinalmente, barras de cobre ou alumínio, em curto-circuito entre si. Estator É um núcleo feito com lâminas em forma de anéis e cortes l ong i t ud i na i s . Estes cortes são internos e sua finalidade é permitir o aloja- mento dos bobi- nados de traba- lho e de arran- que. Flanges São as tam- pas localizadas nos extremos do estator e sua finalidade é a de alojar os VISTA EXPLODIDA DE UM MOTOR MONOFÁSICO DE FASE AUXILIAR rolamentos que suportam o eixo do rotor. Bobinado de trabalho É o conjunto de espirais de arame de cobre lo- calizado nos cortes ou ranhuras do estator. Sua função é formar um campo magnético que com suas linhas de força possa induzir uma corrente no motor. Isso permitirá que a força de desloca- mento que resulta desse induzido, gere o movi- mento giratório do mesmo. A quantidade de espirais, também conhecidas como pólos, determina a velocidade do motor. Se tem dois pólos, sua velocidade será de 2.800 r.p.m. e se tem quatro pólos, ela será de 1.450 r.p.m. Bobinado de arranque Como o motor de fase auxiliar não arranca com o bobinado de trabalho, é necessária a instala- ção deste bobinado, com a finalidade de permi- tir, apenas, a partida do motor. O bobinado é feito com arame de cobre de me- nor calibre e sua localização está defasada com relação ao bobinado de trabalho. Este bobinado deve ficar em serviço até que o motor atinja 75% de sua velocidade máxima. De- pois disso, um dispositivo, mecânico ou elétri- co, desliga este bobinado e mantém funcionan- do o bobinado de trabalho. TAMPA FLANGE CARCAÇA ESTATOR ROLAMENTO VENTILADOR ALETAS DO VENTILADOR CAIXA DOS TERMINAIS ROTOR CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 32 Interruptor do bobinado de arranque Existem dois tipos: mecânico ou elétrico. O in- terruptor mecânico funciona pela força centrífu- ga e é montado sobre o eixo do rotor. Ele está formado por um suporte que recebe dois contra- pesos e mantidos no lugar por duas molas. Quan- do a velocidade do motor aumenta, os contrape- sos se afastam da posição de repouso. Isso mo- difica a posição do anel de empuxo. Quando isto ocorre, o anel de empuxo deixa de fazer força sobre o contato elétrico localizado sobre uma das flanges. Este deslocamento permite que o bobi- nado de arranque fique sem alimentação elétri- ca. Estes interruptores centrífugos são utilizados nos motores dos equipamentos abertos. Nas uni- dades herméticas, os interruptores mais utiliza- dos são os do tipo elétrico. A atuação deste tipo de interruptor é feita por meio da passagem de corrente por um bobina- do, sendo que o campo magnético por ele gerado, desloca uma ponte metálica com a finalidade de ligar os dois contatos. Na foto, pode ser observado o esquema de um motor de fase auxiliar com relé. Ao ser conecta- do o motor, circula uma grande corrente em sé- rie pelos bobinados do referido relé e o bobina- do de trabalho do motor. O campo magnético produzido no relé permi- te fechar os contatos do bobinado de arranque. Ao aumentar a velocidade do motor, o rotor reduz o consumo de corrente dos bobinadosde traba- lho e do próprio relé. Conforme isso acontece, o campo magnético do relé é reduzido e desliga o bobinado de arranque. ESQUEMA DE UM MOTOR DE FASE AUXILIAR E RELÉ INTERRUPTOR CENTRÍFUGO E SUPORTE DOS CONTATOS AO ATUAR O DISPOSITIVO CENTRÍFUGO, É ABERTO O INTERRUPTOR E O BOBINADO DE ARRANQUE É DESLIGADO. BOBINADO DE TRABALHO INTERRUPTOR BOBINADO DE ARRANQUE LINHA ROTOR BOBINADO DE ARRANQUE LINHA RELÉ ROTOR BOBINADO DE TRABALHO CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 33 ESQUEMA DE UM MOTOR COM CONDENSADOR DE ARRANQUE. MOTORCOMCONDENSADOR Existem duas variações: motor com condensa- dor de arranque e motor com condensador per- manente. Motor com condensador de arranque É um motor monofásico, de fase auxiliar, que tem uma grande força de arranque. Sua constru- ção é muito semelhante ao de capacitor perma- nente e sua única diferença é o condensador co- nectado em série com o bobinado de arranque. O condensador, está localizado na parte supe- rior externa do motor e é, geralmente, do tipo eletrolítico. Estes condensado- res ou capacitores não devem ser liga- dos ao circuito por mais do que uns se- gundos, pois eles não suportam o fun- cionamento contínuo. Quando o motor pára, o condensador fica desligado e a voltagem que ele ar- mazena é eliminada lentamente, por uma resistência ligada em paralelo. Motor com condensador permanente Como mostra a foto correspondente: durante o arranque, os dois capacito- res ficam em paralelo entre si, e em sé- rie com o bobinado de arranque. Isto permite que uma grande força seja gerada durante o período de arranque. Quando o motor atinge 75% da velocidade, o interruptor desliga um dos capacitores, en- quanto o outro, em série com o bobinado de arranque, permane- ce conectado durante o funciona- mento do motor. Isto permite um funcionamento suave e um melhor aproveita- mento da energia elétrica que é convertida em mecânica. Nestes motores, é utilizado, geralmente, um interruptor de arranque do tipo relé. MOTOR COM DOIS CONDENSADORES, UM PARA O ARRANQUE E O OUTRO, PERMANENTE ESQUEMA DA CONEXÃO DE UM MOTOR COM DOIS CONDENSADORES E RELÉ CONDENSADOR INTERRUPTOR ARRANQUE T R A B A L H O LINHA CONDENSADOR PERMANENTE CONDENSADOR DE ARRANQUE INTERRUPTOR BOBINADO DE ARRANQUE ROTORBOBINADO DE TRABALHO LINHA LINHA BOBINADO DE ARRANQUE RELÉ CONDENSADOR DE ARRANQUE CONDENSADOR PERMANENTE BOBINADO DE TRABALHO ROTOR CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 34 MOTORDEPÓLOSSOMBREADOS Estes motores se caracterizam por ter pou- ca força durante o arranque, por isso, seu uso está restrito aos ventiladores ou turbi- nas de ar. Geralmente têm 4 pólos, ou seja, sua velocidade fica em torno de 1.450 R.P.M. O arranque é feito por meio de um campo magnético formado por 4 espirais de cobre em curto-circuito localizados nas ranhuras do estator, ao lado de cada bobinado de tra- balho. Na foto pode ser visto este tipo de motor. PROTETOR TÉRMICO Quando o rotor está pesado ou há baixa tensão, ele não consegue arrancar, embora o consumo permaneça alto. A intensidade da cor- rente que circula pelo bobinado, atinge valores muito elevados gerando uma grande quantidade de calor, que isto é prejudicial ao isolamento dos fios. Para evitar isto, são utilizados dispositivos, chamados de interruptores ou protetores, base- ados na ação dos bimetais, que permitem abrir o circuito durante um período de tempo muito reduzido e assim, o calor gerado pode ser dissi- pado. Nestes casos, é impossível a utilização de um fusível, pois caso aconteça uma sobrecar- ga do sistema, a troca dos fusíveis deveria ser constante. Por isso é utilizado este dispositivo de proteção conhecido como Protetor Térmico. Este componente corta ou abre o circuito quan- do uma elevada corrente passa durante um perí- odo de tempo muito curto, quando a temperatu- ra cai ele volta a fechar o circuito, pois o bimetal volta a sua posição original. Este dispositivo está formado por uma resistência "R" que quando é aquecida pela passagem de uma corrente muito elevada, faz que o bimetal "b" se dilate e mude sua forma original. Como se sabe, o bimetal é formado por dois metais com diferente coeficiente de dilatação e ele é a ponte entre os contatos A e B. Ao aumen- tar a passagem da corrente, o bimetal é aqueci- do e quando a temperatura atinge um valor pre- determinado, ele muda sua posição e abre o cir- cuito que alimenta ao motor. Depois que a cor- rente deixou de passar por ele, fica frio e volta a fechar o circuito que alimenta ao motor, e ele MOTOR COM PÓLOS SOMBREADOS volta a funcionar. Este tipo de proteção é muito utilizado nas uni- dades herméticas e seu valor é calculado para diferentes condições de corrente e temperatura. Geralmente o dispositivo protetor é instalado em cima do motor e assim pode atuar quando o mes- mo atinge temperaturas críticas para o equipa- mento. Alguns destes protetores térmicos são insta- lados junto ao relé de arranque e formam assim, uma única peça. INTERRUPTOR OU PROTETOR TÉRMICO CIRCUITO ABERTO DETALHE CIRCUITO FECHADO CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 35 Na foto é mostrado o circuito de um compressor deste tipo. Na foto seguinte, mostra-se um ou- tro circuito elétrico do grupo mo- tocompressor. Pode-se observar nele que no interior do compressor estão os bobinados de trabalho e de arranque unidos em um de seus extremos e que suas saídas são apenas três. Para fazer a conexão externa, são util izados três terminais, localizados no interior de um blo- co. O terminal que vai conectado à linha L é feito através de um pro- tetor térmico. O terminal A que corresponde ao bobinado de arranque é conec- tado ao terminal A do relé. O ex- tremo livre do bobinado de traba- lho, que geralmente é marcado com a letra T, e também pode ser marcado com a letra M (de mar- cha), é conectado com a corres- pondente letra do relé. O último fio é conectado com o terminal L, que deve estar gravado no relé. Lembre-se que naqueles re- lés com protetor térmico aco- plado, o protetor está em sé- rie com o mesmo fio que ali- menta o relé. No caso de que o motor uti- lize um capacitor ou conden- sador de arranque, ele é co- nectado em série com os ter- minais marcados com a letra A, no relé e no compressor. Podemos ver estas duas va- riações nas fotos que aparecem nesta página. Se o motor funciona com condensador de parti- da, como já foi visto anteriormente, ele utiliza relé. Geralmente, seus terminais se encontram numerados, sendo que o 2 e 5 correspondem ao bobinado do relé, enquanto que os seus conta- tos ficam entre os terminais 1 e 2. O terminal 4 não tem conexão interna, pois ele é utilizado como ponte de conexões. Na foto que aparece na página seguinte, temos um circuito desse tipo, que tem também, as conexões do forçador de ar COMPRESSOR COM CONDENSADOR PERMANENTE e do termostato da geladeira. Para terminar com este assunto, falta a cone- xão da lâmpada que é utilizada para iluminar o interior da geladeira. Lembre-se que ela acende de forma automática quando a porta é aberta e para isso é instalado um interruptor que garante o fechamento do circuito. BOBINADO DE ARRANQUE CONDENSADOR DE TRABALHO OU MARCHA PROTETOR TÉRMICO LÍNHA TRABALHO BOBINADO DE TRABALHO PROTETOR TÉRMICO RELÉ LINHA ARRANQUE TRABALHO PROTETOR TÉRMICO RELÉ CONDENSADOR LINHA ARRANQUE CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 36 Isto significa queenquanto o interruptor não for compri- mido, a lâmpada permane- cerá acesa. Ao fechar a por- ta do refrigerador, esta pressiona o interruptor e o circuito se abre, apagan- do-se a luz interna. Na figura seguinte, se mostra o aspecto físico des- te interruptor e seus conta- tos internos. Na figura final, podemos ver o circuito elé- trico completo de um refri- gerador doméstico. CIRCUITO ELÉTRICO DA PORTA DE UMA GELADEIRA. TERMOSTATO BOBINADO DE ARRANQUE BOBINADO DE TRABALHO RELÉ LINHA CONDENSADOR DE ARRANQUE TERMOSTATO CONDENSADOR DE MARCHA OU PERMANENTE FORÇADOR RESISTÊNCIA BIMETAL PROTETOR TÉRMICO COM A PORTA ABERTA OS CONTATOS PERMANECEM FECHADOS COM A PORTA FECHADA OS CONTATOS PERMANECEM ABERTOS PROTETOR TÉRMICO BOBINADO DE ARRANQUE BOBINADO DE TRABALHO LÂMPADA INTERRUPTOR DA PORTA CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 37 INTERRUPTOR PULSADOR Interruptor Para dentro: Luz apagada Para fora: Luz acesa Conexão elétrica Exterior do refrigerador Interior do refrigerador Porta aberta: luz acesa Porta fechada: luz apagada Linha Conexão elétrica CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 38 CIRCUITOELÉTRICO DEUM REFRIGERADORDE DUASPORTASCOM DEGELO AUTOMÁTICO A resistência aquecedora (R.A.) se liga cada vez que o compressor se desliga, razão pela qual o refrigerador possui um termostato Frio- Calor de três contatos. A função da resistência é de fazer o degelo da placa evaporadora inferior, sendo o bulbo do termostato fixado a esta placa justamente porque ela opera com uma temperatura mais alta que o evaporador superior. CIRCUITOELÉTRICODORELÉ VOLTIMÉTRICO Se o motor funciona com capacitor de arranque e capacitor de marcha permanente, simultaneamente, costuma utilizar-se o “Relé Voltimétrico”. Geralmente os terminais se encontram numerados, sendo os números 2 e 5 correspondentes à bobina do Relé, enquanto os contatos deste estão entre os terminais 1 e 2. O terminal nº 4 não tem conexão interna, mas se utiliza como ponte de conexões. Na figura temos um circuito deste tipo, em que foram feitas as conexões correspondentes ao ventilador e termostato. Linha Lâmpada Interruptor pulsadorRelé amperométrico Resistência 18 W apróx. 2 3 1 T C P Gabinete congelador Gabinete conservador R.C. 18W. APROX. Dreno do degelo Bandeja de degelo CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 39 DISTRIBUIÇÃO DA ENERGÍA ELÉTRICA MOTOR TRIFÁSICO COM LIGAÇÃO EM ESTRELA MOTOR TRIFÁSICO COM LIGAÇÃO EM TRIÂNGULO CORRENTE TRIFÁSICA Quando é necessária a utilização de grandes potências, superiores a 1 cavalo de força (hp) é conveniente o uso de motores trifásicos, pois eles são de menor tamanho que um motor mo- nofásico da mesma potência. Também seu fun- cionamento é muito suave e a manutenção muito simples. As companhias encarregadas do fornecimen- to da energia elétrica no sistema trifásico, for- necem a rede de distribuição com quatro fios elétricos, sendo três deles conhecidos como fases: R,S,T e o quarto é o neutro. Entre cada uma das fases e o neutro, existe uma voltagem de 220 Volts e a voltagem entre duas delas, é de 380 Volts. MOTOR TRIFÁSICO A diferença fundamental entre este tipo de motor e o monofásico é o estator, que tem três bobinados de trabalho (um para cada fase) e não incorpora bobinado de arranque. É importante destacar que depois do arran- que não é necessário desligar nenhum de seus bobinados, pois estes motores não utilizam relé nem dispositivo centrífugo de abertura do circuito de arranque. Os três bobinados de um motor trifásico po- dem ser ligados de duas maneiras diferentes: - Conexão estrela - Conexão triângulo Conexão Estrela Este tipo de conexão é obtida ligando entre si, os três extremos de cada bobinado e ligan- do os seus extremos livres com a linha exter- na. Isto pode ser observado na foto que acom- panha esta página. Conexão Triângulo Esta conexão está determinada pela união do início de um bobinado com a final do se- guinte. Quando os três bobinados são ligados, se forma um circuito fechado como apresenta a foto da página. À LINHA 3 X 380V A LINHA 3 X 380 V CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 40 BLOCO DE CONEXÕES BLOCODE CONEXÕES Na foto podem ser vistos os dois tipos de conexões já apresentadas, ou seja, em estrela e triângulo. Es- tas ligações podem ser feitas no bloco de conexões que é fixado no corpo do motor. Pode-se observar que os terminais mantêm o mesmo afastamento entre eles, tanto no arranjo vertical como no horizontal. Isto permite que as liga- ções possam ser feitas por meio pontes metálicas com dois orifícios com o mesmo afastamento que os termi- nais do motor. Aqui temos um exemplo de motor trifásico com seus bobinados feitos para su- portar uma tensão de 380 V e a linha de alimentação é de 3 x 380 V. Então, é necessário fazer a ligação dos bobinados em triângulo, para que cada um deles receba 380 V. Se o motor tiver que funcionar com 220 V, não é possível fazer a ligação em triângulo, pois os seus bobinado não estão projetados para ser ali- mentados com a voltagem da rede externa ou seja, 380 V. Se os seus bobinados forem ligados em estrela, cada um deles receberá uma volta- gem de 220 Volts. Como foi visto na página 2, se cada bobinado for ligado entre uma fase e o neutro, então, esse bobinado ficará recebendo 220 Volts e ele funci- onará de forma correta e normal. Na prática, não é necessário fazer a ligação do fio neutro ao centro da estrela, pois como os três bobinados do motor trifásico são idênticos entre si, a voltagem ficará repartida eqüitativamente e cada um dos bobinados receberá 220 Volts. LINHA LINHA CURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADOCURSO DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO 41 MOTORTRIFÁSICOCOMROTOR BOBINADO A diferença deste tipo de motor com relação aos anteriores, consiste em que o rotor tem três bobinados conectados em estrela. Seus termi- nais permanecem ligados a três anéis fixos ao eixo do rotor, porém, isolados do mesmo. Na foto, pode ser observado o aspecto físico de um rotor e seus anéis. Sobre os anéis estão apoiadas as escovas e cada uma delas é conectada com resistências variáveis ou potenciômetros. Quando é neces- sário arrancar o motor, cada cursor fica em posi- ção que permite obter uma grande resistência. Conforme o motor vai ganhando velocidade, o va- lor das resistências começa a ser reduzido até o ponto em que elas deixam de funcionar e o mo- tor gira normalmente. CONTROLE Os elementos utilizados para controlar os motores são os termostatos ou inter- ruptores de temperatura, os pressostatos ou interruptores de pressão, etc. Eles são ligados ao circuito elétrico utilizando um único fio. Por esse motivo, eles não po- dem ser util izados no controle dos motores trifásicos, pois nestes motores, se for desligada uma fase, pode ocorrer a queima do mesmo. Além disso, estes dis- positivos não estão projetados para su- portar grandes voltagens, como a consumida por um motor trifásico. Para poder solucionar estes problemas, apresentaremos dispositivos especiais que permitem controlar os motores trifá- sicos. CONTACTORA É um interruptor eletromagnético que utiliza uma pequena voltagem monofásica mas que pode controlar grandes voltagens mono e trifásicas. Ela está constituída de um bobinado que incor- pora um núcleo de ferro. Quando