Condutores e Isolantes Elétricos

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Curso de Engenharia Civil
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TRABALHO DE ELETRICIDADE
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2018
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TRABALHO DE ELETRICIDADE
Trabalho a ser apresentado na disciplina de Eletricidade, -º período, do Curso de Engenharia Civil do - como requisito parcial para obtenção da nota bimestral.
Professor: Thiago Rodrigues
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2018
1 Cabos e fios
 São condutores elétricos, ou seja, possuem a finalidade de conduzir corrente elétrica, sendo que a diferença nos nomes se dá pelo fato de terem distinções em suas composições internas. 
1.1 Fio condutor
 É formado por um só fio, com uma seção constante, revestido de plástico ou borracha isolante. É rígido, podendo se partir com mais facilidade, uma vez que se esse fio romper, pode causar a interrupção da corrente elétrica. É mais utilizado em instalações residenciais e industriais mais simples, em que não são necessárias a flexibilidade do fio.
Figura 1: Fio Condutor
Fonte: https://www.mundodaeletrica.com.br/wp-content/uploads/2016/11/fio-rigido.-300x300.jpg
1.2 Cabo condutor
 É formado por vários fios condutores, entrelaçados uns nos outros, o que o torna flexível e facilita sua colocação dentro dos eletrodutos. São utilizados por exemplo, em aparelhos eletrodomésticos ou na ligação entre duas partes de um circuito que podem mudar de posição e que estão, por isso, submetidos a esforços de dobragens.
Figura 2: Cabo Condutor
Fonte: https://www.mundodaeletrica.com.br/wp-content/uploads/2016/11/cabo-flexivel..jpg
2 Condutor de cobre ou alumínio
 São os dois principais condutores de energia elétrica, sendo o cobre mais caro e mais pesado do que o alumínio, no entanto sua vida útil é relativamente maior, o que o torna economicamente viável. Além de que a eletricidade que flui por meio dos fios de cobre encontra muito menos resistência do que em fios de alumínio ou aço de mesmo diâmetro. 
 O condutor de cobre é muito utilizado em instalações domésticas e urbanas, por ser um metal maleável e ser mais resistente à oxidação e corrosão galvânica, reduzindo o risco de superaquecimento das fiações. Já o condutor de alumínio, é mais utilizado em grandes redes de transmissão.
 Existem alguns fatores físicos e químicos que são levados em consideração na escolha do material que será utilizado, como peso, custo, aquecimento e capacidade de condução elétrica.
3 Bitolas
 A bitola, ou seja, a espessura de um condutor elétrico, é um dos principais fatores parar obter uma instalação elétrica de boa qualidade e é definida pela quantidade de eletricidade que irá passar por eles, sendo assim, quanto maior a quantidade de energia mais grosso deverá ser o condutor.
 Os fatores que determinam qual deve ser a bitola do condutor são muitos, como a distância do QDC até onde é ligado a carga, a temperatura e principalmente a corrente que passa por aquele condutor. A norma NBR-5410 estipula seções mínimas para as tomadas de uso geral é 2,5mm² e para os circuitos de iluminação é 1,5mm². A norma diz também que os fios ou cabos não devem ocupar mais do que 53% da área útil do eletroduto quando é utilizado um condutor, 31% quando são utilizados dois e 40% para três ou mais condutores no mesmo eletroduto.
4 Isolantes
 Para não haver riscos de choques e curto-circuito é essencial a escolha correta do material isolante que irá revestir os condutores elétricos, sendo então um complemento importante para garantir a segurança e a qualidade de uma instalação. Sua função é confinar o campo elétrico resultante da tensão aplicada aos fios e cabos em seu interior. 
 A quantidade de tensão elétrica e a temperatura máxima que cada produto suporta estão entre os principais aspectos que diferenciam os materiais isolantes entre si, sendo que quando a temperatura máxima é ultrapassada os condutores perdem suas propriedades químicas, físicas, mecânicas e elétricas. Além disso, é inconcebível a existência de qualquer outro dano a isolação, como furos e rachaduras, o que provocaria aumento na corrente de fuga do cabo e consequentemente o aumento de riscos.
Figura 3: Isolante Elétrico
Fonte: http://2.bp.blogspot.com/-CVhvP38hRL8/TZqWoWdI6KI/AAAAAAAAABU/BPaWlDbqimQ/s1600/fig2.gif
4.1 Policloreto de vinila (PVC)
 É um dos plásticos mais antigos, estudados, avançados e utilizados da atualidade. O PVC, além de ter um excelente custo-benefício, possui grandes vantagens como durabilidade, resistência ao fogo, a água e a agentes químicos e uma alta flexibilidade. Suportam temperaturas máximas em serviço continuo de até 70º C, uma temperatura de sobrecarga de 100º C e de curto-circuito de 160º C. Sua rigidez dielétrica é menor que de outros isolantes.
Figura 4: Isolante Elétrico de PVC
Fonte: https://universoeletrico.files.wordpress.com/2016/08/figura-11.jpg
4.2 Polietileno reticulado (XLPE) 
 Os condutores com XLPE são normalmente utilizados em baixa e média tensão, e necessitam de cuidados adequados para não resultar em descargas localizadas e deterioração do material, como por exemplo, se a tensão for superior a 15 kV, pois haverá uma dispersão alta da rigidez dielétrica. Em instalações que serão submetidas a algum tipo de umidade, como instalações subterrâneas e canaletas, esse tipo de isolação não é recomendado. Suportam deformações térmicas de até 250ºC e tem desempenho satisfatório quando opera em baixas temperaturas mantendo sua estabilidade química.
Figura 5: Isolante Elétrico de XLPE
Fonte: https://5.imimg.com/data5/WM/TK/MY-30316815/ht-xlpe-cables-500x500.jpg
4.3 Etileno-propileno (EPR)
 Possui uma excelente rigidez dielétrica e uma grande flexibilidade, até mesmo em temperaturas relativamente baixas e uma boa resistência à água e aos agentes químicos. Possuem uma temperatura máxima em serviço contínuo de 90º C, uma temperatura de sobrecarga de 130ºC e de curto-circuito de 250º C.
Figura 6: Isolante Elétrico de EPR
Fonte: https://universoeletrico.files.wordpress.com/2016/08/figura-21.jpg?w=435
5 Eletrodutos 
 Proteger os condutores elétricos contra influências externas e controlar as chamas em caso de incêndio provocado por curto-circuito, são as funções de um eletroduto, que também é conhecido como conduite. São fabricados para resistirem ao calor e ao fogo e algumas características são importantes para a verificação da qualidade do produto, como por exemplo a curvatura após ser submetido a uma determinada sequência de dobramentos e a resistência à compressão e a impactos. Existem alguns tipos diferentes de conduites, sendo que e a escolha dependerá do local e da maneira como serão utilizados.
5.1 Eletrodutos rígidos
 Podem ser fabricados em tubos de aço ou em pvc, sendo que os metálicos são mais comuns. Os tubo se destinam a instalações elétricas residenciais e industriais, aparentes ou embutidas, por serem bastante resistentes à colisões, são muito utilizados em pisos, lajes e superfícies concretadas, e também podem estar em contato direto com a terra. 
 Os eletrodutos rígidos podem ser também soldável, roscável e em curva e por serem resistentes podem ser difíceis no manuseio para instalação, uma vez que não podem ser dobrados.
Figura 7: Eletrodutos Rígidos
Fonte: http://blogdecorwatts.com/wp-content/uploads/2017/04/eletroduto-r%C3%ADgido.jpg
5.2 Eletroduto flexível corrugado e plano
 É normalmente feito em PVC e é o modelo mais utilizado na maior parte das instalações. Devido a sua flexibilidade é recomendado para ser usado em paredes, pois conseguem acompanhar facilmente a estrutura da construção.
 Já o eletroduto flexível plano possui as mesmas características, e se difere pela sua aparência. 
Figura 8: Eletroduto Flexível Corrugado
Fonte:https://www.solucoesindustriais.com.br/images/produtos/imagens_10113/p_eletrodutocorrugado6_04-57-59.jpg
6 Eletrocalhas
 São fabricados em chapas de aço de seção retangular, lisos ou perfurados, com ou sem tampa e sua função é dar suporte à passagem de fios e cabos de uma instalação. As eletrocalhas promovem organização,o que facilita a manutenção, reparo e a inspeção dos circuitos.
 São utilizadas em prédios comerciais, industriais, residenciais, podendo ficar expostas no teto ou sob um piso elevado. 
7 Perfilados 
 Assim como as eletrocalhas, os perfilados também possuem a função de distribuição de fios e cabos e em alguns caso sustentar tomadas e luminárias e também são instalações suspensas no teto ou sob um piso elevado.
 São perfis de aço carbono galvanizado e muito comuns em galpões, lojas, estacionamentos de shopping center e grandes escritórios.
Figura 9: Eletrocalhas e Perfilados
Fonte: https://www.logismarket.ind.br/ip/facilit-eletrocalhas-eletrocalhas-para-instalacoes-eletricas-eletrocalhas-dutos-leitos-e-perfilados-932135-FGR.jpg
8 Tomadas
 É o ponto de conexão que fornece a eletricidade para um plugue conectado a ela. As tomadas mais comuns possuem dois terminais e são utilizadas em circuitos monofásicos (um para a fase e outro para o neutro) ou bifásicos (um para cada fase), algumas ainda possuem um terceiro, utilizadas em aparelhos que necessitam de aterramento, como o ar-condicionado e computadores por exemplo. Já as tomadas trifásicas, são utilizados em setores específicos, como indústrias e fábricas.
 As tomadas podem ser de 110 ou 220 volts dependendo da necessidade e do aparelho que pretende-se utilizar, porém alguns equipamentos exigem obrigatoriamente o uso de tomadas 220. Cada país possui suas próprias normais e tipos de tomadas e plugues.
9 Disjuntores 
 São componentes utilizados para proteção e seccionamento de circuitos. O desarme automático é acionado no momento em que se recebe uma corrente de sobrecarga ou curto-circuito, protegendo então os elementos existentes no circuito caso ocorra uma corrente de pico maior que o limite suportado pelo mesmo. Os disjuntores são comumente utilizados como substitutos dos fusíveis e diferente deles não são descartáveis.
 Alguns exemplos de disjuntores são: unipolar ou monopolar (indicado para circuitos com apenas uma fase, como iluminação e tomadas), bipolar (Indicado para circuitos com duas fases, como chuveiros e torneiras elétricas) e o tripolar (Indicado para circuitos de três fases, como circuitos com motores), e a escolha deve ser feita a partir do tipo de rede elétrica, o tipo de cabo e o tipo de equipamento que será ligado a eles. 
Figura 10: Disjuntores
Fonte: https://www.mundodaeletrica.com.br/wp-content/uploads/2014/08/disjuntores2.jpg
9.1 Disjuntores termomagnéticos 
 Também conhecido como magnetotérmico, é uma junção do disjuntor térmico e magnético. É muito utilizado em instalações comerciais e residenciais e suas principais funções são: seccionamento do circuito, proteção contra sobrecarga, atuando como disjuntor térmico e proteção contra curto-circuito, atuando como disjuntor magnético.
Figura 11: Disjuntores termomagnéticos
Fonte: https://www.saladaeletrica.com.br/wp-content/uploads/2017/04/disjuntores.jpg
10 Dispositivos diferenciais residuais (DR)
 Possuem a função de desligar automaticamente correntes elétricas de intensidade pequena, as quais um disjuntor comum não consegue detectar. Esse dispositivo é responsável por identificar as fugas de corrente, que podem ser geradas por um isolamento danificado e que ao serem expostas podem levar uma pessoa ao choque elétrico e até a morte. A instalação é feita diretamente no quadro de distribuição de energia elétrica e o dispositivo é obrigatório em áreas molhadas como saunas, banheiros, cozinhas, lavanderias e áreas externas. Também é obrigatória a sua instalação em shoppings, supermercados, hotéis e prédios públicos.
Figura 12: Dispositivos Diferenciais Residuais
Fonte: https://www.centraldalapa.com/pagina/wp-content/uploads/2015/04/dispositivo-diferencial-residual.jpg
11 Dispositivos de proteção contra surtos (DPS)
 São equipamentos desenvolvidos com o objetivo de detectar sobretensões transitórias na rede elétrica, que podem ocorrer por conta de fenômeno atmosféricos, e então drená-las para o sistema de aterramento antes que atinjam os equipamentos eletroeletrônicos. São classificados em três classes, mas o princípio de funcionamento é basicamente o mesmo. Podem ser instalados no quadro geral de distribuição ou entre o equipamento e a tomada de energia.
	Figura 13: Dispositivos de Proteção Contra Surtos
Fonte: https://http2.mlstatic.com/S_598901-MLB20447049675_102015-O.jpg
12 Referências
MUNDO DA ELÉTRICA, DIFERENÇA ENTRE FIOS E CABOS. Disponível em: https://www.mundodaeletrica.com.br/diferencas-entre-fios-e-cabos/>. Acesso em: 02 set. 2018.
COBRECOM, ISOLAÇÃO DOS CONDUTORES ELÉTRICOS. Disponível em: < http://www.cobrecom.com.br/isolacao-dos-condutores-eletricos--confira-porque-ela-tao-importante-conheca-as-diferencas-os-diversos-tipos-/1/ >. Acesso em: 02 set. 2018.
UNIVERSO ELÉTRICO, QUAIS AS DIFEERNÇAS ENTRE ISOLAÇÃO PVC E EPR. Disponível em: <https://universoeletrico.wordpress.com/2016/08/04/quais-as-diferencas-entre-isolacao-pvc-e-epr/> Acesso em: 07 set. 2018.
TUITI, CONFIRA ALGUNS EXEMPLOS DE ISOLANTES ELÉTRICOS. Disponível em: <https://www.epi-tuiuti.com.br/blog/confira-alguns-exemplos-de-isolantes-eletricos/> Acesso em: 07 set. 2018.
SALA DA ELÉTRICA, DISJUNTORES. Disponível em: <https://www.saladaeletrica.com.br/disjuntores/>. Acesso em: 07 set. 2018.
MUNDO DA ELÉTRICA, COMO FUNCIONAM OS DISJUNTORES. Disponível em: <https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funcionam-os-disjuntores/>. Acesso em: 07 set. 2018.
CENTRAL DA LAPA. Disponível em: <https://www.centraldalapa.com/pagina/dica-dispositivo-diferencial-residual/>. Acesso em: 07 set. 2018.
ELETRICISTA CONSCIENTE, DIFERENCIAL RESIDUAL. Disponível em:<http://www.eletricistaconsciente.com.br/blog/2015/08/10/diferencial-residual-o-que-e-e-para-que-serve/>. Acesso em: 07 set. 2018.
AEC WEB, ELETRODUTOS RIGIDOS, FLEXIVEIS CORRUGADOS E FLEXIVEIS PLANOS. Disponível em: <https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/eletrodutos-rigidos-flexiveis-corrugados-e-flexiveis-planos-saiba-especificar_7274_10_0> Acesso em 07 set. 2018.
 CALHAS KENNEDY, O QUE SÃO ELETROCALHAS. Disponível em: <http://www.calhaskennedy.com.br/o-que-sao-eletrocalhas/>. Acesso em: 07 set. 2018
CALHAS KENNEDY, O QUE SÃO OS PERFILADOS. Disponível em: <http://www.calhaskennedy.com.br/o-que-sao-perfilados/>. Acesso em: 07 set. 2018.
FAZ FACIL, ESPECIFICAÇÃO SOBRE A GROSSURA DO FIO OU CABO (BITOLA). Disponível em:< https://www.fazfacil.com.br/reforma-construcao/especificacao-fio-cabo-bitola/>. Acesso em: 11 set. 20118.