Apostila de projeto residencial - excelente

Apostila de projeto residencial - excelente

(Parte 1 de 10)

MEC – SEMTEC Centro Federal de Ensino Tecnológico de Mato Grosso

Projetos de Instalações Elétricas

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3.1 – desenvolvimento do quadro auxiliar 3.2 – elaboração do quadro de cargas 3.3 – elaboração do diagrama esquemático 3.4 – elaboração do diagrama unifilar 3.5 – padrão de energia 3.6 – planta de localização

4.1 – revisão do desenvolvimento do P.I.E. residencial 4.2 – cálculo de demanda para o edifício e para o condomínio 4.3 – posto de transformação 4.4 – diagrama unifilar geral 4.5 – diagrama vertical

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1. DEFINIÇÕES

1.1 - POTENCIAL / DIFERENÇA DE POTENCIAL / TENSÃO E CORRENTE ELÉTRICA

Um corpo em repouso está eletricamente neutro; dizemos que o seu potencial é zero (nulo). Se esse mesmo corpo perder ou ganhar cargas elétricas negativas, através de um processo qualquer de eletrização (atrito, contato ou indução), ele passa a ter um potencial positivo ou negativo, respectivamente.

Se dois corpos com potenciais diferentes forem colocados próximos um do outro, a diferença de potencial (ddp) entre eles fará aparecer uma força denominada força eletromotriz. A medida da intensidade dessa força é a tensão elétrica.

Se proporcionarmos um caminho entre esses dois corpos capaz de permitir o escoamento das cargas elétricas negativas do corpo eletrizado negativamente para o corpo eletrizado positivamente, esse fluxo ordenado de cargas negativas constituirá a corrente elétrica.

Elétrons livres (cargas negativas) estão em constante movimento nos materiais, de forma desordenada. Para que esses elétrons livres passem a se movimentar de forma ordenada, é necessário que apliquemos uma força eletromotriz (tensão elétrica). A unidade de medida de potencial, diferença de potencial, força eletromotriz e tensão, é o VOLT (V).

O movimento ordenado dos elétrons livres no interior do material provocado pela ação da tensão, forma uma corrente de elétrons denominada corrente elétrica, cuja unidade de medida é o AMPÈRE (A).

1.2 - POTÊNCIA ELÉTRICA

Nós não vemos os elétrons se movendo no interior de um material; o que percebemos são os efeitos produzidos pela ação conjunta da tensão e da corrente elétrica: luz, calor, choque elétrico, movimento, imagem, som, etc. Esses efeitos são possíveis devido à potência elétrica.

Quando acendemos uma lâmpada, percebemos que ela produz uma certa quantidade de luz e calor (efeitos) que nada mais é do que a potência elétrica que foi transformada em potência luminosa (luz) e potência térmica (calor). Mas para haver potência elétrica, é preciso haver a ação conjunta da tensão e da corrente elétrica.

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Observe que:

- quando diminuímos a tensão, a lâmpada brilha e aquece menos; - quando aumentamos a tensão, a lâmpada brilha e aquece mais. Concluímos, então, que a potência elétrica é diretamente proporcional à tensão, porque variam entre si, da mesma maneira.

Observe também que:

- quando diminuímos a corrente, a lâmpada brilha e aquece menos; - quando aumentamos a corrente, a lâmpada brilha e aquece mais.

Concluímos, então, que a potência elétrica também é diretamente proporcional à corrente, pelo mesmo motivo.

Portanto, podemos dizer que a potência elétrica varia de forma direta com a tensão e com a corrente, ou seja, potência elétrica é o resultado do produto da tensão pela corrente:

Potência = Tensão X Corrente

A unidade de medida da potência elétrica será o produto das unidades de tensão e corrente elétrica, ou seja, VOLT-AMPÈRE (VA).

A potência elétrica também é chamada de Potência Aparente e é o resultado da soma vetorial de duas formas de potência que veremos mais tarde: a Potência Ativa, que é a parte da potência elétrica responsável pela realização do trabalho que esperamos dos eletrodomésticos, medida em WATT (W) e da potência reativa, responsável pela criação do campo magnético que movimenta a parte rotativa dos motores elétricos, medida em VOLT-AMPÈRE REATIVO (VAr).

O FATOR DE POTÊNCIA é um valor percentual que informa quanto da potência elétrica foi realmente transformada em trabalho. Nos projetos elétricos residenciais, desejando-se saber quanto da potência aparente foi transformada em potência ativa, aplicam-se os seguintes valores de fator de potência:

1,0 para circuitos de iluminação; 0,8 para circuitos de tomadas de uso geral.

1.3 - CARGA / RESISTOR

Todos os aparelhos eletrodomésticos que usamos no dia-a-dia em nossa casa,são considerados CARGAS elétricas, porque transformam energia elétrica em outra forma qualquer de energia (térmica, luminosa, mecânica, etc.).

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As cargas elétricas, normalmente, transformam apenas parte da energia elétrica que fornecemos a ela, em trabalho. Outra parte, é necessária para gerar campo magnético girante, capaz de fazer movimentar os motores que acionam aparelhos como ventiladores, bombas d’água, liquidificadores, enfim, uma infinidade de cargas consideradas induzidas (palavra que vem de indutor, bobinas, enrolamentos de motores elétricos).

Há um tipo especial de carga que transforma toda (100%) energia elétrica fornecida à ela em trabalho. São os RESISTORES, que produzem calor, como resultado do seu trabalho. Exemplos de resistores são os chuveiros/torneiras/ aquecedores elétricos, ferros de passar roupas, lâmpadas incandescentes, etc.. Seu fator de potência, portanto, é igual a 1,0.

1.4 - FONTE / CIRCUITO

Uma FONTE de energia elétrica é um provedor de tensão, capaz de não permitir que a diferença de potencial entre dois pontos se anule, permitindo que o fluxo de elétrons esteja sempre em movimento. As pilhas e as baterias são tipos de fonte de corrente contínua, que possuem dois pólos carregados, de cargas negativas (pólo negativo) e positivas (pólo positivo), estabelecendo uma d.d.p. constante entre seus pólos. Essa d.d.p. vai perdendo a força na medida em que essas fontes se descarregam, ao longo de um certo período.

Um circuito elétrico básico, é formado por uma fonte, uma carga e pelos condutores que os unem. Outros dispositivos, como chaves, medidores de tensão e corrente, etc., entretanto, podem ser adicionados aos circuitos, com diversas finalidades específicas.

1.5 - CORRENTE E TENSÃO CONTÍNUAS

A tensão contínua é uma força de intensidade constante, que impulsiona o fluxo de elétrons livres numa direção e sentido também constante ao longo do tempo. Tensão e corrente, então, com essas características, são chamados de tensão e corrente contínuas. Tensão e corrente contínuas são características de circuitos alimentados por fontes como as pilhas, as baterias, etc., onde o fluxo de eletros parte do pólo negativo, na direção do pólo positivo dessas fontes. Nesses circuitos, os condutores conectados ao pólo positivo da fonte, são denominados condutores positivos (+) e aqueles conectados ao pólo negativo da fonte, de condutores negativos (-). Nessa modalidade de tensão e corrente elétricas, não existe freqüência, uma vez que os valores sendo constante, não há a repetição de ciclos.

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1.6 - CORRENTE E TENSÃO ALTERNADAS

As usinas hidrelétricas, por exemplo, utilizam a energia potencial das quedas d’água, para moverem as turbinas, e portanto, a peça móvel dos geradores de energia elétrica chamada indutor. Um campo elétrico em movimento constante intercepte os condutores fixos de uma peça que envolve o indutor, chamada induzido, produzindo uma força eletromotriz e, conseqüentemente, uma corrente elétrica, ou seja, a potência gerada ou, ao longo do tempo, a energia elétrica gerada. Essa modalidade de tensão e corrente elétricas, é denominada ALTERNADA porque, tanto a tensão quanto a corrente, variam de intensidade, direção e sentido, com o tempo. Tensão e corrente elétrica se comportam segundo uma senóide, que aumenta de valor numa direção e sentido até atingir seu valor máximo, decrescendo, em seguida até atingir o ponto zero novamente e, depois, voltam a crescer, só que em sentido contrário até o valor máximo, voltando ao ponto zero novamente. Essa evolução completa é denominada “ciclo”, e o número de ciclos desenvolvidos numa determinada unidade de tempo, é denominado “freqüência”. No Brasil, a corrente alternada é fornecida na freqüência de 60 ciclos por segundo, ou 60 Heartz (Hz).

1.7 - CIRCUITOS ELÉTRICOS

É o conjunto de condutores, eletrodutos, emendas, caixas de passagem, dispositivos de proteção, etc. que, interligados, partem de um quadro de distribuição, e levam energia elétrica para uma carga ou um grupo delas.

Podem ser de dois tipos, basicamente: CIRCUITOS TERMINAIS, cujos dispositivos partem de uma mesma proteção localizada no quadro de distribuição e alimentam diretamente as cargas elétrica (com exceção das próprias cargas, pois não fazem parte dos circuitos terminais, visto que podem ser substituídas por outras); e CIRCUITOS DE DISTRIBUIÇÃO, que interligam dois ou mais quadros de distribuição.

1.8 - QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO DE LUZ

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