Eletricidade predial, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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“Qualificando seus profissionais e valorizando seus colaboradores.”

APOSTILA DE ELETRICIDADE PREDIAL

ANDIRÁ

“Qualificando seus profissionais e valorizando seus colaboradores.” Curso realizado na empresa COTAN S/A sob a responsabilidade do Tecnólogo em Automação: Eliseu de Souza. ANDIRÁ 2010

• 1 - ELETRICIDADE PREDIAL
  • 1.1 - Energia
    • 1.1.1 - Tipos de Energia.........................................................................................
    • 1.1.2 - Energia Hidrelétrica....................................................................................
    • 1.1.3 - Energia Potencial........................................................................................
    • 1.1.4 - Energia cinética
    • 1.1.5 - Energia Mecânica.......................................................................................
    • 1.1.6 - Energia Química
    • 1.1.7 - Energia Elétrica
• 2 - MAGNETISMO
• 3 - CAMPO MAGNÉTICO
• 4 - CAMPO ELÉTRICO
• 5 - FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE....................................................................
  • 5.1 - Tensão Elétrica
  • 5.2 - Corrente Elétrica
  • 5.3 - Resistência Elétrica
  • 5.4 - Condutância Elétrica
• 6 - CIRCUITO ELÉTRICO
• 7 - POTÊNCIA ELÉTRICA.............................................................................................
• 8 - CORRENTE CONTÍNUA E CORRENTE ALTERNADA.........................................
  • 8.1 - Representação Gráfica de Corrente Contínua
  • 8.2 - Representação Gráfica de Corrente Alternada
• 9 - INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA...........................................................................
• 10 - PRIMEIRA LEI DE OHM
• 11 - ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES
  • 11.1 - Associação Série
  • 11.2 - Associação Paralela............................................................................................
  • 11.3 - Associação Mista
• 12 - SISTEMA ELÉTRICO
  • 12.1 - Geração
  • 12.2 - Transmissão
  • 12.3 - Distribuição
  • 12.4 - Utilização..........................................................................................................
• 13 - SISTEMA MONOFÁSICO
• 14 - SISTEMA BIFÁSICO
• 15 - SISTEMA TRIFÁSICO
• 16 - SETORES DE UMA INSTALAÇÃO
• 17 - SIMBOLOGIA DOS DISPOSITIVOS E EQUIPAMENTOS
• 18 - DIAGRAMAS
  • 18.1 - Diagrama funcional
  • 18.2 - Diagrama Multifilar..........................................................................................
  • 18.3 - Diagrama Unifilar.............................................................................................
• 19 - EXEMPLOS DE INSTALAÇÃO
  • 19.1 - Ligação Série
  • 19.2 - Ligação Paralelo
    • 19.2.1 - Exemplos Resolvidos..............................................................................
• 20 - INTERRUPTOR PARALELO (OU THREE-WAY).................................................
• 21 - INTERRUPTOR INTERMEDIÁRIO
• 22 - LÂMPADAS DE BAIXA PRESSÃO - FLUORESCENTES
  • 22.1 - Vantagens da Lâmpada Fluorescente
  • 22.2 - Desvantagens
  • 22.3 - Exemplos de Diagramas
• 23 - RELÉ FOTOELÉTRICO
  • 23.1 - Exemplo de diagramas com relé fotoelétrico
• 24 - CAMPAINHA
  • 24.1 - EIetromagnética................................................................................................
• 25 - INTERRUPTOR DE MINUTERIA
  • 25.1 - Tipos de minuterias
• 26 - DISJUNTORES........................................................................................................
• 26 - DISJUNTORES........................................................................................................
  • 26.1 - Sequência de manobra e atuação de um disjuntor termomagnético
  • 26.2 - Dimensinamento
    • 26.2.1 - Exercício...................................................................................................
• 27 - BIBLIOGRAFIA

1 - ELETRICIDADE PREDIAL

1.1 - Energia É a capacidade de realizar uma ação ou um trabalho. Realizar trabalho é transformar energia ou transferí-la de um local para outro. 1.1.1 - Tipos de Energia ●Energia Hidrelétrica ●Energia Potencial ●Energia Cinética ●Energia Mecânica ●Energia Química ●Energia Elétrica 1.1.2 - Energia Hidrelétrica A energia hidrelétrica é a energia que vem do movimento das águas, usando o potencial hidráulico de um rio de níveis naturais, queda d’água. Essa energia é a segunda maior fonte de eletricidade do mundo. Freqüentemente constroem-se represas que reprimem o curso da água, fazendo com que ela se acumule em um reservatório denominado barragem. No Brasil, devido a sua enorme quantidade de rios, a maior parte de energia elétrica disponível é proveniente de grandes usinas hidrelétricas.

1.1.6 - Energia Química É a energia que está armazenada num átomo ou numa molécula. Existem várias formas de energia, mas os seres vivos só utilizam a energia química. A energia química está presente nas ligações químicas. Os seres vivos utilizam a glicose como principal combustível (fonte de energia química). As reações químicas geralmente produzem calor. A energia química também pode ser transformada em qualquer forma de energia, por exemplo, em eletricidade (bateria) e em energia cinética (nos músculos ou nos motores). 1.1.7 - Energia Elétrica É uma forma de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos. 2 - MAGNETISMO O magnetismo está relacionado com a propriedade que um corpo tem de ser atraído por outro. 3 - CAMPO MAGNÉTICO É uma região do espaço localizado ao redor de uma fonte de magnetismo, que apresenta propriedades magnéticas, originadas pelo movimento de cargas elétricas. 4 - CAMPO ELÉTRICO Uma carga elétrica cria em torno de si um conjunto de linhas de forças orientadas, conhecidas como linhas de força eletrostática. A região do espaço onde atuam estas forças é chamada de Campo Elétrico.

5 - FUNDAMENTOS DA ELETRICIDADE

A seguir serão descritos os fundamentos da eletricidade. 5.1 - Tensão Elétrica É a força que faz com que os elétrons se movimentam. Sua unidade de medida é Volts e representada pela letra (V). 5.2 - Corrente Elétrica É a quantidade de carga que circulam por um condutor em um determinado tempo. É medida em Ampéres e representada pela letra(I). 5.3 - Resistência Elétrica É a propriedade que os materiais possuem de oposição a passagem de corrente elétrica.É medida em Ohms e representada pela letra (Ω). 5.4 - Condutância Elétrica A condutância é um conceito inverso ao da resistência elétrica. Enquanto a resistência é a característica de oposição à passagem da corrente elétrica, a condutância é o grau de facilidade que uma corrente elétrica encontra ao percorrer um condutor. A condutância é expressa pela letra G e medida em Siemens [S]. Matematicamente, a condutância também é expressa pelo inverso da resistência, ou seja: G = 1/R Assim, resistência e condutância são inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior a resistência, menor a condutância, e vice-versa. Em outras palavras, “quanto maior é a dificuldade, menor é a facilidade” de passagem da corrente elétrica.

7 - POTÊNCIA ELÉTRICA

É a quantidade de energia transformada ou um trabalho realizado em um determinado intervalo de tempo. É medida em Watts e representada pela letra (W). 8 - CORRENTE CONTÍNUA E CORRENTE ALTERNADA As pilhas e baterias têm a característica de fornecer corrente contínua para o circuito, o que significa dizer que a corrente flui continuamente em um único sentido de circulação, o que implica em dizer que a tensão mantém sempre a mesma polaridade. A corrente contínua é muitas vezes abreviada por CC ou DC (do inglês, direct current). No entanto, esta forma de energia não é a que encontramos, por exemplo, nas tomadas de nossas casas. Neste caso, a tensão alterna (inverte) sua polaridade periodicamente, em intervalos de tempo bem definidos, o que faz com que a corrente também apresenta sentido de circulação alternado, ora num sentido, ora no sentido oposto. A este tipo de corrente damos o nome de corrente alternada, abreviada por CA ou AC (do inglês, alternate current). 8.1 - Representação Gráfica de Corrente Contínua

8.2 - Representação Gráfica de Corrente Alternada 9 - INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Quando um condutor é submetido a um campo magnético variável, entre seus extremos aparece uma diferença de potencial (d.d.p.) que, no caso, é conhecida como força eletromotriz induzida (fem). Esse fenômeno é chamado de indução eletromagnética. 10 - PRIMEIRA LEI DE OHM O cientista George Simon Ohm observou, em suas experiências uma relação de proporcionalidade existente em certos materiais entre a tensão elétrica aplicada e a corrente elétrica resultante desta tensão aplicada. A primeira Lei de Ohm é representada da seguinte forma: V = R x I

12 - SISTEMA ELÉTRICO

Um sistema elétrico, na sua concepção geral, é constituído pelos equipamentos e materiais necessários para transportar a energia elétrica desde a “fonte” até os pontos de utilização. Desenvolvendo-se em quatro etapas básicas: geração, transmissão, distribuição e utilização, como mostra o esquema a seguir:

12.1 - Geração É a etapa desenvolvida nas usinas geradoras que produzem energia elétrica por transformação, a partir das fontes primárias, que por sua vez, podem ser classificadas em: hidroelétricas: utilizam a energia mecânica das quedas d’àgua; termoelétricas: utilizam a energia térmica da queima de combustíveis (carvão, óleo diesel, gasolina, etc.); nucleares: utilizam a energia térmica produzida pela fissão nuclear de materiais (urânio, e outros, etc.). 12.2 - Transmissão Consiste no transporte da energia elétrica em tensões elevadas, desde a usina até os centros consumidores. Algumas vezes segue-se à transmissão uma etapa intermediária (entre transmissão e distribuição ) denominada de subtransmissão, com níveis de tensões mais baixos. Grandes consumidores, tais como complexos industriais de grande porte, são alimentados pelas concessionárias a partir de linhas de transmissão ou subtransmissão. Nestes casos, as etapas seguintes (abaixamento da tensão e distribuição) são realizadas pelo próprio consumidor.

13 - SISTEMA MONOFÁSICO

É aquele formado por 2 condutores, sendo um deles o condutor fase (R ou S ou T) e o outro é o neutro (N). O condutor fase possui tensão de 220 V e o condutor neutro, geralmente é aterrado, portanto não possui tensão. Desta forma, para formarmos um sistema monofásico basta combinarmos: Fase R e N: 110V (geralmente 127V); Fase S e N: 110V (geralmente 127V); Fase T e N: 110V (geralmente 127V). Normalmente o sistema monofásico é utilizado em instalações de baixa potência (até 10kW de carga instalada). 14 - SISTEMA BIFÁSICO Formado por três condutores: duas fases (R e S, ou R e T, ou S e T) e um neutro (N). A tensão entre duas fases, no sistema COPEL, é 220V (tensão de linha) e entre uma fase e o neutro é 127V (tensão de fase). Dependendo do tipo de ins- talação (por exemplo, instalações industriais) é possível ter outros níveis de tensão de linha (380V, 440V, 760V, etc.). 15 - SISTEMA TRIFÁSICO Possui as três fases (R, S e T) com o neutro (N). Da mesma forma que o sistema bifásico, podemos ter tensões de linha em 220V, 380V, 440V, etc. Depende do tipo da instalação. Normalmente os sistemas trifásicos são utilizados em indústrias ou para consumidores de alta potência, cujas cargas são motores, bombas, ou ainda, grande potência de carga instalada (edifícios comerciais ou condomínios residenciais).

16 - SETORES DE UMA INSTALAÇÃO

Pode-se considerar como origem de uma instalação: Os terminais de saída do dispositivo geral de comando e/ou proteção, geralmente bases (ou chaves) com fusíveis ou disjuntores; terminais de saída do transformador. A partir da origem distribuem-se os circuitos da instalação que podem ser: ● circuitos de distribuição: é o circuito que alimenta um ou mais quadros de distribuição; ● circuito terminal: é o circuito que alimenta diretamente os equipamentos de utilização e/ou tomadas de corrente. Os circuitos terminais podem ser: ● de iluminação; ● de tomadas de uso geral (TUG’s) ou de tomadas de uso específico (TUE’s), por exemplo chuveiro elétrico; ● de iluminação e tomadas; ● de motores; ●especiais: alimentam equipamentos de potência elevada, como por exemplo, fornos, caldeiras, máquinas de solda, etc.

A seguir será mostrada uma lista de simbologia conforme as normas técnicas: