Conceitos Básicos de Equipamentos Elétricos

Prévia do material em texto

EQUIPAMENTOS 
ELÉTRICOS
Gabriel Cunha Marimon
Equipamentos elétricos: 
conceitos básicos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Determinar os conceitos básicos de tensão e corrente nominal.
 � Reconhecer o nível básico de isolamento, nível de curto-circuito e 
índice de proteção.
 � Analisar tensões e correntes suportáveis a impulso e manobra.
Introdução
Neste capítulo, você vai estudar a respeito de equipamentos elétricos. 
Perceba que, nas últimas décadas, eles desempenharam um papel de-
terminante no desenvolvimento e na evolução da sociedade na qual 
vivemos. Os equipamentos elétricos são utilizados em todas as áreas de 
trabalho, desde um simples processo de aparar a grama até aplicações 
complexas como equipamentos aeroespaciais. 
Curioso, não é mesmo? Para que seja possível entender seu funciona-
mento e desenvolver novas ferramentas que se utilizem dessa tecnologia 
é que estudamos os equipamentos elétricos. Eles são descritos na forma 
de circuitos, que são modelos matemáticos criados com o intuito de 
reproduzir o comportamento de um sistema elétrico real. 
A partir do estudo deste capítulo, você estará apto a reconhecer 
as características básicas do circuito de tensão e corrente, assim como 
identificar os níveis de comportamento referentes a isolamento elétrico, 
curto-circuito e índice de isolação e tensões e correntes de surto, neces-
sárias a situações de impulsos elétricos e manobras.
Conceitos básicos de tensão e corrente nominal
Você deve estar apto a avaliar sistemas que medem, transmitem ou produzem os 
sinais elétricos. Esses sistemas são desenvolvidos para atender de forma prática 
as nossas necessidades do dia a dia. Equipamentos elétricos estão constantemente 
presentes em nossas vidas, e em qualquer ambiente em que estivermos pode 
haver exemplares. Avalie à sua volta, você consegue identificar os equipamentos 
responsáveis pelos sistemas de comunicação? E os de computação?
A série de descobertas que impulsionou o estudo da eletricidade teve início 
na Grécia antiga, com o filósofo Tales de Mileto. Na época, ele utilizou a 
palavra Elektron para descrever o efeito de atração que um pedaço de âmbar 
exercia, quando esfregado à pele de carneiro, sobre pedaços de palha e farpas 
de madeira. Eletricidade, então, é uma palavra originada do vocábulo grego 
eléktron, que significa âmbar.
Para que seja possível avançarmos nos conceitos propostos, vamos enten-
der a origem dessa relação de atração identificada pelo filósofo Tales. Toda 
matéria é constituída por partículas menores. Se você utilizar o modelo de 
Rutherford-Bohr para analisar um peso padrão, primeiro identificará que ele é 
feito de aço inoxidável. O aço inoxidável é uma liga de ferro e cromo. Ou seja, 
esse material, nada mais é do que a combinação de dois elementos químicos. 
Cada átomo é composto de um núcleo, que abriga prótons e nêutrons, e sua 
eletrosfera, onde transitam os elétrons. Essa estrutura mantém sua estabilidade 
devido à atração entre as cargas. O átomo de ferro é composto de 26 elétrons, 
26 prótons e 30 nêutrons, como se pode ver na Figura 1.
Figura 1. Átomo de ferro.
26P
30N
e
e e
eeee
e e
e
e
e
e
ee
e e
e e e e e e
e
e
e
Equipamentos elétricos: conceitos básicos2
Você pode identificar que a eletrosfera é subdividida em camadas. Assim, 
quanto maior o número de elétrons, mais camadas. Os elétrons mais afastados do 
núcleo sofrem uma energia de atração menor. Logo, você deve concluir que, quanto 
mais afastados eles estão do núcleo, mais livres estão. Os materiais considerados 
bons condutores de eletricidade são os que têm grande quantidade de elétrons; já 
os dielétricos ou isolantes são materiais com menor número de elétrons, portanto, 
mais estáveis devido à forte atração que o núcleo exerce sobre eles.
Os elétrons que podem se libertar facilmente da energia do núcleo do átomo 
são considerados elétrons livres. Essa condição acontece nos metais – em 
geral – em que, gerando uma movimentação ordenada dos elétrons, é que se 
gera a corrente elétrica. Como isso seria possível? A energia necessária para 
libertar esse átomo pode ser transmitida de diversas formas: variações de 
temperatura, impacto mecânico ou através de um campo.
Foi por meio de pesquisas nessa área que o físico Alessandro Volta (1745-
1827) ganhou reconhecimento, sendo homenageado pela nomenclatura para 
Volt, utilizada no sistema internacional de medidas para a diferença de potencial 
elétrico (tensão). Ele criou a chamada pilha de Volta, a qual podemos observar 
na Figura 2, que gera um fluxo constante de energia elétrica (corrente), através 
de dois polos — cátodo e ânodo. 
Figura 2. Pilha de Volta criada por Alessandro Volta.
Fonte: Gio.tto/Shutterstock.com.
3Equipamentos elétricos: conceitos básicos
A tensão elétrica, também conhecida como Força Eletromotriz (f.e.m), 
diferença de potencial (d.d.p) ou simplesmente tensão, é a força necessária 
para que os elétrons livres do condutor circulem ordenadamente, formando a 
corrente elétrica. Uma analogia simples para que você entenda os conceitos 
de corrente e tensão é a de uma caixa d’água. Suponha que existe uma tor-
neira fixada à base de uma caixa d’água que está cheia. A água fluirá para 
uma torneira fixada na base da caixa, pois existe uma diferença de potencial 
gravitacional na água represada na caixa. Essa diferença de potencial (seria 
a tensão elétrica na analogia com o circuito) existirá mesmo com a torneira 
fechada, situação na qual não existe fluxo de água na torneira (seguindo a 
analogia, não existe corrente elétrica). Dessa forma, é possível concluir que 
existe tensão mesmo sem a presença de corrente, mas não existe corrente 
elétrica sem que haja a diferença de potencial.
Em 1827, o filósofo alemão George S. Ohm conseguiu relacionar mate-
maticamente as grandezas de tensão, corrente e resistência (carga), o que deu 
origem à Lei de Ohm. Por meio dela, foi criado o triângulo da tensão, que 
é uma forma mnemônica para sintetizar as equações que compõem a Lei, 
conforme podemos observar na Figura 3.
Figura 3. Triângulo da tensão.
Na Figura 3, E é a tensão em Volts (V), R é a resistência em Ohms (Ω) e I 
é a corrente em Ampères (A). Daí podemos extrair as três equações principais 
para circuitos resistivos.
Equipamentos elétricos: conceitos básicos4
E = R × I Equação 1
 Equação 2R =
E
I
 Equação 3I =
E
R
Para que você possa avaliar o conceito proposto de corrente nominal é 
propício que se considere um modelo de circuito elétrico. A fim de que seja 
possível a representação de um, são necessários três elementos: uma fonte 
geradora, uma carga elétrica e condutores, como mostra a Figura 4.
Figura 4. Modelo de circuito elétrico.
Pilha Carga
No sistema proposto, a diferença de potencial (V) é dada pela pilha, a 
carga é a resistência (R) e os condutores são os fios representados pelas linhas 
que ligam a pilha à carga. Suponha que o circuito represente uma lanterna. 
Nesse caso, ela foi projetada para trabalhar com uma pilha de 1,5 Volts. Ao 
definirmos a lâmpada do sistema, estamos também fixando suas características 
resistivas. Dessa forma, podemos definir a corrente nominal do circuito por 
meio da relação dada pela fórmula a seguir. Se a resistência da lâmpada é de 
5 Ohms, qual seria a corrente nominal do circuito?
5Equipamentos elétricos: conceitos básicos
I =
I =
E
R
1,5
5 = 30 mA
Portanto, define-se a corrente nominal de um equipamento elétrico como a 
quantidade de corrente, expressa em ampères, que um determinado aparelho 
consome quando operando corretamente. A tensão nominal, por sua vez, é um 
parâmetro definido durante o projeto, na qual idealmente o aparelho deveria 
funcionar. É de praxe, portanto, avaliar quais opções de fonte de energia 
poderiam ser utilizadas para a lanterna. Se você fosse projetar uma lanterna, 
optaria por alimentar em 110 V? Utilizaria um transformador conectando-a 
a uma tomada? Provavelmente não, poiselas exigem alguma mobilidade. 
Nível básico de isolamento, nível de 
curto-circuito e índice de proteção
Inicialmente, vamos estudar o caso de curto-circuito. Mas o que seria um 
curto? O curto-circuito ocorre quando a corrente pode fluir entre os poten-
ciais elétricos com pouca ou nenhuma resistência elétrica. Assim, a fonte de 
energia tende a impulsionar todo o potencial instantaneamente de um polo 
ao outro. Quando se fala de curto-circuito ideal, a intenção é de representar 
uma situação na qual não exista queda de tensão entre dois pontos do circuito. 
Considere que você decidiu substituir, no circuito da Figura 4, a lâmpada, 
que representava a resistência, por um pedaço de fio. Uma alta corrente iria 
percorrer o sistema, causando um rápido aumento de temperatura em todo o 
circuito, podendo causar fogo ou até mesmo uma explosão!
Nas aplicações da eletrônica digital, utiliza-se o modelo de amplificador 
operacional de ganho infinito, no qual se produz um curto-circuito virtual 
entre os terminais de entrada. Vale lembrar que a resistência do sistema é con-
siderada infinita também, o que impede que exista corrente elétrica. Mas qual 
é a utilidade prática do estudo do nível de curto-circuito? Você poderá utilizar 
essa informação para dimensionamento da proteção do circuito ou coordenação 
dos elementos dele. Uma possível causa desse fenômeno é a perda da isolação 
da carga no sistema, a qual pode ser causada por danos mecânicos (quebra de 
suportes, quebra de isoladores) ou uso abusivo, gerado pela exigência de uma 
potência maior do que a de projeto. Também pode ser causado por umidade, 
Equipamentos elétricos: conceitos básicos6
descargas parciais no dielétrico ou sobretensões que ocorrem durante manobras 
de desligamento (voluntárias ou não) e descargas atmosféricas.
Suponha que você está definindo um circuito elétrico para o chuveiro elétrico de sua 
casa. O fabricante informa na embalagem que sua corrente nominal é de 35 A. Nesse 
caso, você optaria por fazer a proteção do sistema com um disjuntor que atenda à 
demanda do aparelho em regime permanente. Você poderia optar por um DDR 40 A.
O nível básico de isolamento (NBI) determina a suportabilidade dos dis-
positivos em relação às sobretensões de origens externas, como descargas 
atmosféricas. É uma forma de proteger o circuito contra tensões de surto, 
uma vez que os equipamentos e as linhas de transmissão são protegidos por 
um sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA), que drena 
os picos rapidamente, por meio do aterramento, antes que o isolamento seja 
danificado. Para que a proteção seja efetiva, o SPDA deve atuar abaixo no 
nível mínimo de isolamento que deve suportar o surto.
SPDA é o nome técnico dado aos para-raios. Para aprender a respeito das características 
de projeto e instalação, consulte a norma NBR 5419 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS, 2015).
Os valores de isolamento acima desse nível para as linhas e os equipamentos 
do sistema devem ser acionados de forma que os dispositivos de proteção contra 
surto atuem satisfatoriamente abaixo desse nível mínimo. Para o projeto, é 
necessário determinar a tensão de surto em termos de seu valor de pico e seu 
retorno para valores aceitáveis em termos de tempo. Embora a tensão de pico 
considerada seja consideravelmente maior do que a tensão nominal, a tensão 
no isolamento só existirá por um curto período de tempo.
7Equipamentos elétricos: conceitos básicos
Para critérios de projeto, a tensão de pico é atingida em 1,5 microssegundo 
e decai a metade desse valor em 40 microssegundos. Observe a Figura 5.
Figura 5. Representação de tensão de pico atingida em 1,5 microssegundo.
Fonte: Adaptada de Pansini (2005, p. 79).
Te
ns
ão Pico
E
0,5E
1,5 40
Os NBI estão listados na Tabela 1. Perceba que, conforme a tensão nominal 
cresce, o impacto de uma tensão de surto no sistema diminui. Dessa forma, 
percebe-se uma relação inversa da NBI frente à tensão nominal.
Fonte: Adaptada de Pansini (2005, p. 79).
Nível de tensão, kV Classe de distribuição Classe de potência
1,2 30 45
2,5 45 60
5,0 60 75
15 95 110
23 110 150
34,5 150 200
46 200 250
69 250 300
Tabela 1. Nível básico de isolação, Kv (padrão onda 1,5 – 40 μs)
Equipamentos elétricos: conceitos básicos8
Os NBI para a distribuição de energia – conforme exemplo apresentado – 
são menores do que os das linhas de transmissão e subestações, bem como dos 
equipamentos das unidades consumidoras. Dessa forma, se um surto resultar 
em falha do sistema, ele ocorrerá no sistema de distribuição da concessionária 
onde as interrupções aos consumidores são limitadas e estão sujeitas a uma 
equipe de manutenção mais bem equipada para lidar com a situação.
O nível de isolamento deve ser aplicado em todas as partes do sistema 
de eletricidade, desde a geração de energia (gerador) até o equipamento da 
instalação consumidora. O NBI deve suportar não apenas a tensão nominal 
do equipamento, mas também a maior tensão de surto que pode ocorrer no 
equipamento.
Os conceitos de tensão e corrente nominal abordados representam as 
características intrínsecas do projeto de um sistema elétrico. Ao analisar as 
falhas, você identificou as situações que podem ocasionar sobrecorrentes no 
circuito, compreendendo a corrente de curto-circuito. Mas em qual situação 
consideramos que existe uma falta no circuito? Quando ocorre a perda de 
isolação.
A isolação elétrica é uma classificação de proteção não só para o usuário, 
mas também para os entornos da instalação. Para evitar que o circuito passe 
a interagir com o ambiente e usuários, foram estabelecidos os índices de 
proteção. Para padronizar essa classificação, a International Electrotechnical 
Comission (IEC) criou a norma IEC 61140. Por meio desse documento, são 
especificadas cinco subclasses de índice de proteção a serem seguidas pe-
las indústrias de fabricação de equipamentos elétricos (INTERNATIONAL 
ELECTROTECHNICAL COMMISSION, 2001):
 � Classe 0: não apresentam aterramento de proteção, dispondo apenas
de um único nível de isolamento entre as peças energizadas. Devem
ser utilizados apenas em áreas secas, pois uma única falha pode causar 
choque elétrico ou outra falha perigosa, já que não aciona proteções 
de ação automática. 
As vendas de itens de classe 0 foram proibidas em diversos países como 
Reino Unido (em 1989 pelo chamado “Low Voltage Electric Equipment [safety] 
Regulations”) e na Nova Zelândia (pelo chamado “Electricity Act”).
 � Classe I: os aparelhos devem ter seu chassi conectado ao aterramento.
Geralmente pela alimentação feita por um cabo de 3 condutores. Seu
requisito básico é de que nenhuma falha isolada provoque exposição a 
9Equipamentos elétricos: conceitos básicos
tensões perigosas; assim, em caso de ocorrência de uma falha elétrica, 
a alimentação deve ser removida automaticamente. O dispositivo res-
ponsável pela proteção automática é chamado Automatic Disconnection 
of Supply (ADS).
No Brasil, a padronização de cores para os cabos de alimentação sugere 
que seja utilizado um fio verde/amarelo para o aterramento.
 � Classe 0I: os aparelhos devem ter o chassi conectado à terra por meio
de um terminal separado, em vez da conexão por cabo de alimentação.
Essa solução fornece a mesma proteção encontrada em equipamentos 
com classe I para equipamentos que, de outra forma, seriam conside-
rados classe 0.
 � Classe II: são aqueles que foram projetados de tal forma que a conexão 
com o aterramento seja desnecessária. Para isso ser possível, é necessário 
que nenhuma falha isolada resulte em exposição à tensão perigosa, de 
modo que possa causar choque elétrico. Geralmente essa proteção é 
atingida por meio da aplicação de, pelo menos, duas camadas de material 
isolante entre as partes vivas e o usuário.
Na Europa, os equipamentos protegidos por isolamento duplo devem ter 
identificação de “Class II” ou “double insulated” ou conter o símbolo de duplo 
isolamento (um quadrado dentro de outro quadrado, conforme aFigura 6).
Figura 6. Símbolo de duplo isolamento.
Fonte: Daikin ([201?]).
Equipamentos elétricos: conceitos básicos10
 � Classe III: são aqueles aparelhos que foram projetados para que sua 
fonte de alimentação seja separada com tensão SELV “Separated Extra 
Low Voltage”. Essa tensão é suficientemente baixa para que, em condi-
ções normais, uma pessoa entre em contato com o condutor sem risco 
de choque elétrico. Dessa forma, os dispositivos de segurança presentes 
nos dispositivos com nível de proteção I e II tornam-se desnecessários. 
Para aparelhagem médica, a conformidade com nível de proteção III não é considerada 
suficiente, sendo necessária a adequação a regulamentações mais restritivas. Pesquise 
sobre a norma IEC 6060.
O índice de proteção (IP) dos invólucros dos equipamentos elétricos contra 
a penetração de corpos líquidos ou sólidos é definido pela norma EN 60529, 
de acordo com a qual os graus de proteção são construídos por meio da junção 
das duas iniciais IP, acrescidas de dois números (BRITISH STANDARDS 
INSTITUTION, 1992). 
O primeiro algarismo do código diz respeito ao grau de proteção contra a 
penetração de corpos sólidos e varia entre 0 e 6, totalizando 7 classificações 
possíveis. O segundo algarismo diz respeito ao grau de proteção contra pene-
tração de líquidos e varia entre 0 e 8, totalizando 9 classificações possíveis.
O padrão proposto pelo IEC objetiva garantir que o usuário tenha acesso a 
informações detalhadas a respeito do produto, garantindo maior especificidade 
do que propagandas do tipo “à prova d’água”. Dessa forma, uma tomada com 
grau de proteção IP22 garante que os usuários não serão eletrocutados em 
caso de contato dos dedos com as partes visíveis do equipamento e que não 
correm risco de dano quando expostos verticalmente a gotejamento de líquidos.
IP22 é o índice mínimo de proteção exigido para aplicações em áreas cobertas 
(interiores).
11Equipamentos elétricos: conceitos básicos
No Quadro 1, a seguir, você pode identificar qual padrão de conformidade 
se relaciona a cada código específico. O código X é utilizado quando não existe 
informação suficiente para classificar o nível de proteção do equipamento. 
Algarismo
Proteção contra 
corpos sólidos
Proteção contra água
0 Sem proteção. Sem proteção.
1 Protegido contra corpos 
sólidos estranhos de diâmetro 
igual ou superior a 50 mm.
Protegido contra a 
queda vertical de gotas 
d’água (condensação)
2 Protegido contra corpos 
sólidos estranhos de diâmetro 
igual ou superior a 12,5 mm.
Protegido contra a 
queda vertical de gotas 
d’água até 15 graus.
3 Protegido contra corpos 
sólidos estranhos de diâmetro 
igual ou superior a 2,5 mm.
Protegido contra a 
água da chuva até 60 
graus com a vertical.
4 Protegido contra corpos 
sólidos estranhos de diâmetro 
igual ou superior a 1 mm.
Protegido contra 
projeções de água em 
todas as direções.
5 Protegido contra a poeira. Protegido contra jatos 
de água à lança de 
todas as direções.
6 Estanque contra a poeira. Protegido contra jatos 
potentes de água.
7 — Protegido contra imersão 
temporária em água de até 
1 metro por 30 minutos
8 — Protegido contra imersão 
contínua em água.
Quadro 1. Padrão de conformidade e código específico
Equipamentos elétricos: conceitos básicos12
Tensões e correntes suportáveis a impulso 
e manobra
Quando se trata da tensão suportável a impulso de manobra, você está lidando 
com as tensões a serem aplicadas para comprovar, naquele equipamento, o 
nível de isolamento. Elas se subdividem em três tipos: tensão suportável 
estatística de impulso de manobra (atmosférica), tensão suportável nominal a 
frequência industrial de curta duração e tensão suportável nominal de impulso 
de manobra (atmosférico).
A tensão suportável estatística de impulso de manobra (atmosférico) é 
o valor de ensaio de uma crista de tensão de ensaio de impulso de manobra 
(atmosférico) em que a probabilidade da ocorrência de descargas destrutivas 
na isolação é igual a uma probabilidade de referência especificada.
A norma NBR 6939 — Coordenação de Isolamento adota uma probabilidade de 
10% de ocorrência de descargas disruptivas (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS 
TÉCNICAS, 2000). 
O conceito de tensão suportável de impulso de manobra (atmosférico) é 
um valor de crista especificado para uma tensão na qual não devem ocorrer 
descargas destrutivas no isolamento submetido a um número determinado de 
ensaios nas condições especificadas. Você só aplicará esse nível de teste em 
equipamentos com isolamentos não regenerativos.
A tensão suportável nominal à frequência industrial de curta duração é o 
conceito dado ao valor eficaz especificado da tensão em frequência industrial 
que um equipamento deve suportar em condições de ensaio. O ensaio deve 
seguir as condições especificadas em norma para a aplicação específica, res-
peitando o período de tempo indicado (geralmente, não superior a um minuto).
A tensão suportável nominal de impulso de manobra (atmosférica) de-
termina o valor de crista de uma tensão suportável de impulso de manobra 
(atmosférico), que classifica o isolamento de um equipamento no que diz 
respeito aos ensaios de tensão suportável.
13Equipamentos elétricos: conceitos básicos
Conforme a NBR 6939 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2000), 
subdividem-se os equipamentos nas faixas A, B e C. As faixas A e B são utilizadas 
para equipamentos com tensão máxima inferior a 300kV. A faixa C é utilizada para 
equipamentos com tensão máxima superior aos 300 kV. Para os equipamentos classe 
A, B ou C, são consideradas apenas as tensões suportáveis nominais de impulso de 
manobra e atmosférico.
Os ensaios das tensões suportáveis a impulso de manobra são padronizados, 
dependendo da origem do cliente ao qual o produto é destinado ou da região 
geográfica de produção do equipamento. Os ensaios que serão abordados a 
seguir foram fundamentados nas regulamentações IEC, ABNT e ANSI.
Ensaios normalizados
Tensão suportável a impulso de manobra
Estatística — É a tensão de impulso de manobra a ser aplicada no ensaio. 
Para projetos de equipamentos com isolamento autorregenerativos, deve ser 
considerada uma possibilidade de 90% de que o equipamento suporte a tensão 
sem que ocorram danos. Para uma distribuição normal (Gaussiana), o valor 
é menor do que 1,3σ do valor V50, conforme podemos observar na Figura 7.
Para projetos de equipamentos com isolamento autorregenerativo e equipa-
mentos com isolamento autorregenerativo em paralelo com não regenerativo 
(TC, TP), a tensão suportável a impulso de manobra é verificada por meio do 
padrão 15 × 2 previsto nas normas IEC e ABNT.
Equipamentos elétricos: conceitos básicos14
Figura 7. Curva de probabilidade de descarga de um isolamento autorregenerativo.
Fonte: Adaptada de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2000).
Tensão de ensaio
Pr
ob
ab
ili
da
de
 d
e 
de
sc
ar
ga
 (%
)
100
50
10
0,13
v0,13 10 50v v
P ( )v
V10 = V50 (1 – 1,3σ)
V0,13 = V50 (1 – 3σ)
V50 é a tensão que provoca 50% de descargas no isolamento, também co-
nhecida como “tensão crítica de descarga”; V10 é a tensão suportável estatística 
e σ é o desvio padrão
Para esses ensaios, deve-se submeter o equipamento a 15 impulsos de ma-
nobra para cada polaridade. A magnitude da tensão V deve ser igual à tensão 
suportável especificada. Considerando-se a ocorrência de, no máximo, duas 
descargas no isolamento externo, o equipamento está aprovado no ensaio. Os 
isolamentos não regenerativos do equipamento não podem sofrer nenhuma 
descarga interna para que seja aprovado. Por meio desse ensaio, é possível 
garantir um limite aceitável de confiança de forma simples: pela aplicação de 
apenas quinze impulsos por polaridade.
Convencional — É a tensão de impulso atmosférico para a qual um isolamento 
não regenerativo não apresenta descargas. Equipamentos como transforma-
dores e reatores, que são compostos de partes principais com isolamento não 
regenerativo, são expostos a um número reduzido deimpulsos nos ensaios.
15Equipamentos elétricos: conceitos básicos
1. Qual seria a corrente nominal do seguinte circuito resistivo? 
E = 16,8V
R2 = 6Ω R3 = 4Ω
R6 = 3Ω
R4 = 6Ω R5 = 3Ω
R1 = 9Ω
IA
IB
I1
I2 IC
a) 0,03 A.
b) 30 A.
c) 3 A.
d) 0,3 A.
e) 1 A.
2. Qual é a tensão nominal do circuito, considerando que a tensão sobre o resistor 
R1 é 15V.
��
�1 = 2 Ω �3 = 5 Ω 4 Ω�2
Tensão suportável a impulso atmosférico
Estatística — É o valor de ensaio para a tensão de impulso atmosférico. 
Para projetos de equipamentos com isolamento autorregenerativos, deve ser 
considerada uma possibilidade de 90% de que o equipamento suporte a tensão 
sem que ocorram danos. Assim como no caso dos impulsos de manobra, os 
ensaios de impulsos atmosféricos devem seguir os padrões de onda 15 × 2 
(IEC/ABNT) e 5 × 10 (ANSI).
Convencional — É o valor de tensão a ser aplicado no ensaio que um equipa-
mento com isolamento não regenerativo é capaz de suportar sem apresentar 
nenhuma descarga. Os ensaios são realizados, nos isolamentos não regenera-
tivos, por meio da aplicação de impulsos com a seguinte sequência: 1 impulso 
pleno (de amplitude reduzida); 1 impulso pleno; 1 ou 2 impulsos cortados (de 
amplitude reduzida); 2 impulsos cortados; 2 impulsos plenos.
Equipamentos elétricos: conceitos básicos16
a) 5 V.
b) 15 V.
c) 52,5 V.
d) 2,5 V.
e) 7,5 V.
3. Qual é a tensão nominal do circuito da figura a seguir? Considere 
R1 = 10 Ω, R2 = 15 Ω, R3 = 20 Ω, R4 = 30 Ω e R5 = 50 Ω.
a) 34,4375 mV.
b) 34,4375 μV.
c) 34,8347 V.
d) 3,4843 V.
e) 348,4375 V.
4. Você é funcionário em uma indústria de produção de eletrônicos e o novo 
projeto de sua equipe é fazer o relançamento do aparelho que toca discos de 
vinil. A empresa dispõe, em seus arquivos, de um projeto da década de 1980 
com todos os dados construtivos do aparelho. Vocês optam por copiar o projeto, 
alterando apenas a carcaça do aparelho. Para que o equipamento seja lançado 
no mercado, você avalia qual é o grau de proteção. Por meio de uma análise 
minuciosa do circuito, você identificou que o chassi da carcaça era aterrado 
diretamente pela alimentação, por meio do cabo de alimentação (3 condutores).
Qual é o grau de proteção de acordo com a norma IEC 61140?
a) 0.
b) 0I.
c) I.
d) II.
e) III.
5. Você é o engenheiro responsável por garantir a qualidade dos equipamentos 
adquiridos pela companhia de distribuição de energia elétrica de sua cidade. 
Uma grande empreiteira está concluindo as obras de um bairro planejado 
e solicitou a instalação da rede elétrica para atender às 250 residências.
O regulamento da sua empresa exige que as chaves seccionadoras 
passem pelo ensaio estatístico para tensão de impulso atmosférico 
padrão ANSI. Qual deve ser o padrão de onda adotado para o ensaio?
17Equipamentos elétricos: conceitos básicos
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5419-1: proteção contra descar-
gas atmosféricas - Parte 1: princípios gerais. São Paulo, 2015. Disponível em: <http://
www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=333548#>. Acesso em: 26 jun. 2018.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6939: coordenação do isola-
mento - procedimento. São Paulo, 2000. Disponível em: <http://www.abntcatalogo.
com.br/norma.aspx?ID=001925>. Acesso em: 27 jun. 2018.
BRITISH STANDARDS INSTITUTION. EN 60529: Degrees of protection provided by 
enclosures (IP Code). London, 1992. Disponível em: <https://shop.bsigroup.com/Pr
oductDetail?pid=000000000030214185>. Acesso em: 27 jun. 2018.
DAIKIN. O meu dispositivo tem o símbolo de um quadrado duplo na etiqueta, o que 
significa? Lisboa, [201?]. Disponível em: <https://www.daikin.pt/pt_pt/faq/my- 
device-has-a-double-square-on-the-label-what-does-it-mean.html>. Acesso em: 
27 jun. 2018.
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 61140: protection against 
electric shock – common aspects for installation and equipment. Geneva, 2001. 
Disponível em: <https://webstore.iec.ch/preview/info_iec61140%7Bed3.0%7Den_d.
pdf>. Acesso em: 27 jun. 2018.
PANSINI, A. J. Power transmission and distribution. 2. ed. Lilburn: The Fairmont Press, 
2005. Disponível em: <http://www.engineeringbookspdf.com/power-transmission- 
distribution-2nd-edition-anthony-j-pansini/>. Acesso em: 27 jun. 2018.
a) 5 × 10.
b) 5 × 25.
c) Senoidal.
d) 5 × 10.
e) 15 × 2.
Equipamentos elétricos: conceitos básicos18