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Considere um equipamento com potência de 1270 W, de fator de potência unitário, sendo alimen- tado por um circuito elétrico de baixa tensão, c...

Considere um equipamento com potência de 1270 W, de fator de potência unitário, sendo alimen- tado por um circuito elétrico de baixa tensão, com as seguintes caracterı́sticas: Dados do circuito: • comprimento: 22 m; • tensão de alimentação: 127 V (monofásico); • isolação dos condutores de cobre: PVC; • eletrodutos: PVC; • temperatura local considerada para projeto: 40 °C; • quantidade de circuitos que compartilham o mesmo eletroduto: três (incluindo o circuito em questão); • tipo de linha utilizada: B1 (eletroduto embutido em alvenaria); • correntes nominais dos disjuntores comerciais adotados: 5 A, 10 A, 15 A, 20 A, 25 A e 30 A; • os condutores podem ser submetidos a 45% de sobrecarga por um tempo definido como “tempo convencional”; • frequência da rede: 60 Hz; • tempo máximo de exposição ao choque do usuário do circuito: 0,1s; • nı́vel de curto-circuito no quadro de distribuição do circuito: 1,5 kA; • resistividade do cobre: 0,0225 Ω.mm2/m. Diante do exposto, pede-se: a) o dimensionamento da seção dos condutores pelo critério de capacidade de corrente elétrica; b) o dimensionamento do disjuntor (caso seja necessário, a seção do fio do circuito poderá ser alterada); c) a verificação do circuito quanto à proteção diante da corrente de curto-circuito, considerando a seção escolhida em função dos critérios: capacidade de corrente; e seção mı́nima do disjuntor escolhido; e d) a verificação do circuito quanto à proteção do usuário diante de contatos indiretos, considerando a seção escolhida
Dimensionar a seção dos condutores pelo critério de capacidade de corrente elétrica
Dimensionar o disjuntor
Verificar a proteção do circuito diante da corrente de curto-circuito
Verificar a proteção do usuário diante de contatos indiretos, considerando a seção escolhida
O equipamento tem potência de 1270 W e fator de potência unitário
O circuito elétrico de baixa tensão tem comprimento de 22 m e tensão de alimentação de 127 V (monofásico)
Os condutores de cobre têm isolação de PVC e os eletrodutos são de PVC
A temperatura local considerada para projeto é de 40 °C
Três circuitos compartilham o mesmo eletroduto
O tipo de linha utilizada é B1 (eletroduto embutido em alvenaria)
As correntes nominais dos disjuntores comerciais adotados são 5 A, 10 A, 15 A, 20 A, 25 A e 30 A
Os condutores podem ser submetidos a 45% de sobrecarga por um tempo definido como “tempo convencional”
A frequência da rede é de 60 Hz
O tempo máximo de exposição ao choque do usuário do circuito é de 0,1s
O nı́vel de curto-circuito no quadro de distribuição do circuito é de 1,5 kA
A resistividade do cobre é de 0,0225 Ω.mm2/m

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CFrm_Ele
16 pág.

Concursos Universidade Federal de UberlândiaUniversidade Federal de Uberlândia

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Para dimensionar a seção dos condutores pelo critério de capacidade de corrente elétrica, é necessário calcular a corrente elétrica do circuito. Para isso, utiliza-se a fórmula: I = P / V Onde: I = corrente elétrica (em amperes) P = potência do equipamento (em watts) V = tensão de alimentação (em volts) Substituindo os valores, temos: I = 1270 / 127 I = 10 A A corrente elétrica do circuito é de 10 A. Para escolher a seção dos condutores, utiliza-se a tabela de capacidade de corrente elétrica dos condutores. Considerando a temperatura ambiente de 40°C, a seção mínima do condutor é de 1,5 mm². Para dimensionar o disjuntor, utiliza-se a corrente elétrica do circuito (10 A) e a tabela de correntes nominais dos disjuntores comerciais adotados. O disjuntor escolhido deve ter corrente nominal igual ou superior à corrente elétrica do circuito. Nesse caso, o disjuntor escolhido é o de 10 A. Para verificar a proteção do circuito diante da corrente de curto-circuito, é necessário calcular a corrente de curto-circuito máxima que pode ocorrer no circuito. Para isso, utiliza-se a fórmula: Icc = U / Z Onde: Icc = corrente de curto-circuito (em amperes) U = tensão de alimentação (em volts) Z = impedância do circuito (em ohms) A impedância do circuito é calculada pela fórmula: Z = R + jX Onde: R = resistência do circuito (em ohms) X = reatância do circuito (em ohms) A resistência do circuito é calculada pela fórmula: R = ρ . L / S Onde: ρ = resistividade do cobre (0,0225 Ω.mm²/m) L = comprimento do circuito (22 m) S = seção do condutor (1,5 mm²) Substituindo os valores, temos: R = 0,0225 . 22 / 1,5 R = 0,33 Ω A reatância do circuito é igual a zero, pois o fator de potência é unitário. Substituindo os valores na fórmula da impedância, temos: Z = 0,33 + j0 Z = 0,33 Ω Substituindo os valores na fórmula da corrente de curto-circuito, temos: Icc = 127 / 0,33 Icc = 384 A A corrente de curto-circuito máxima que pode ocorrer no circuito é de 384 A. Para verificar a proteção do circuito diante da corrente de curto-circuito, é necessário comparar a corrente de curto-circuito máxima com a capacidade de interrupção do disjuntor escolhido. A capacidade de interrupção do disjuntor deve ser igual ou superior à corrente de curto-circuito máxima. Nesse caso, o disjuntor de 10 A escolhido tem capacidade de interrupção de 4,5 kA, o que é superior à corrente de curto-circuito máxima de 384 A. Portanto, o circuito está protegido diante da corrente de curto-circuito. Para verificar a proteção do usuário diante de contatos indiretos, é necessário calcular a resistência de isolamento do circuito. Para isso, utiliza-se a fórmula: Ri = U / Ii Onde: Ri = resistência de isolamento (em ohms) U = tensão de alimentação (em volts) Ii = corrente de fuga (em amperes) A corrente de fuga é calculada pela fórmula: Ii = 0,38 / (ρ . S) Substituindo os valores, temos: Ii = 0,38 / (0,0225 . 1,5) Ii = 10,5 mA A resistência de isolamento é calculada pela fórmula: Ri = U / Ii Substituindo os valores, temos: Ri = 127 / 0,0105 Ri = 12,1 kΩ A resistência de isolamento do circuito é de 12,1 kΩ, o que é superior ao valor mínimo exigido pela norma (1 MΩ). Portanto, o circuito está protegido diante de contatos indiretos.

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