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Mecânica I

Dispositivos Elétricos

Introdução

Os dispositivos elétricos são componentes do sistema eletropneumático automatizado que recebem os comandos do circuito elétrico de controle e acionam as máquinas elétricas. Alguns dispositivos elétricos aqui apresentados possuem função de proteção, sinalização ou de regulagem.

Dispositivos de Comando

São elementos de comutação destinados a permitir ou não a passagem da corrente elétrica entre um ou mais pontos de um circuito. Os tipos mais comuns são:

Chave sem retenção ou impulso É um dispositivo que só permanece acionado mediante aplicação de uma força externa. Cessada a força, o dispositivo volta à situação anterior. Este tipo de chave pode ter, construtivamente, contatos normalmente abertos (NA) ou normalmente fechados (NF).

Chave com retenção ou trava

É um dispositivo que uma vez acionado, seu retorno à situação anterior acontece somente através de um novo acionamento. Construtivamente, pode ter contato normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF).

Chave de contatos múltiplos com ou sem retenção

Existem chaves com ou sem retenção de contatos múltiplos NA ou NF.

Chave seletora

É um dispositivo que possui duas ou mais posições podendo selecionar uma entre várias funções em um determinado processo. Este tipo de chave apresenta um ponto de contato comum (C) em relação aos demais contatos.

OBS: para a escolha das chaves devemos levar em consideração as especificações de tensão nominal e corrente máxima suportável pelos contatos.

Relé

O relé nada mais é do que uma chave impulso acionada pelo cmpo magnético. Este dispositivo é formado basicamente por uma bobina e pelos seus conjuntos de contatos.

Aplicando–se uma tensão elétrica nos terminais da bobina do relé, surge na mesma uma corrente gerando um campo magnético. A força magnética, por sua vez, atrai a parte móvel do relé, distendendo a mola. Esta manobra faz com que o terminal C, que anteriormente estava em contato com o terminal NF, passe a se fixar com o contato NA.Enquanto a bobina permanecer energizada, os contatos se mantêm nesta posição.

Ao ser desenergizado, o solenóide cessa a força eletromagnética de atração, resultando no retorno da parte móvel do relé à posição inicial pelo efeito de contração da mola. Deve ser ressaltado que um relé, construtivamente, pode ser formado por vários conjuntos de contatos.

Uma das grandes vantagens dos relés é o isolamento galvânico entre os terminais da bobina e os contatos NA e NF, além do isolamento entre os conjuntos de contatos. A figura abaixo mostra outra vantagem dos relés, que é a possibilidade de acionar cargas com tensão diferentes através de um único relé.

Ao acionar a chave S, automaticamente energiza-se as cargas 1 e 2 com as tensões de 127V e 220V respectivamente.

Chave impulso: 3 posições Chave trava: 2 posições carga 1 carga 2

Chave impulso: 2NA+2NF Chave trava: 2NA+1NF terminais da bobina isolamento mola

C C A1

Mecânica I

Uma outra propriedade muito explorada dos relés é o efeito memória, ou seja, a retenção de sinais elétricos de comando.

Ao acionar a chave S1, a bobina do relé K é energizada, fechando os dois contatos K, acendendo, com isso, a lâmpada L. Retirando-se a força de acionamento da chave S1, ela abre, mas a lâmpada continua acesa devido a retenção do sinal (efeito memória). A lâmpada permanece acesa até o acionamento da chave S2. Quando isto acontece a bobina do relé K é desenergizada, abrindo, com isso, os contatos K, desligando a lâmpada.A lâmpada permanece apagada até um novo acionamento da chave S1.

Contator

Assim como o relé, o contator é uma chave de comutação eletromagnética. Ele é empregado, geralmente, para acionar máquinas e equipamentos elétricos de grande potência, enquanto o relé é usado em cargas de pequena potência.

O contator, além de possuir os contatos principais, apresenta também contatos auxiliares NA e NF de pequena capacidade de corrente. Estes contatos são utilizados para realizar o próprio comando do contator (auto-retenção), sinalização e acionamento de outros dispositivos elétricos.

Ao acionar a chave S1, a bobina do contator C é energizada, fechando os contatos principais e o contato C de auto-retenção, ligando o forno elétrico trifásico. Para desligar este forno basta acionar a chave S2.

OBS: para a escolha de relés e contatores, devemos levar em consideração as especificalções do número de contatos, tensão nominal da bobina e corrente máxima nos contatos.

Dispositivos de Proteção

São elementos intercalados no circuito com o objetivo de interomper a passagem de corrente elétrica sob condições anormais, como curto-circuitos ou sobrecargas. Os dispositivos de proteção mais comuns são:

Fusível

O princípio de funcionamento do fusível baseia-se na fusão do filamento e conseqüente a bertura do filamento quando por este passa uma corrente elétrica superior ao valor de sua especificação.

Os fusíveis geralmente são dimensionados 20% acima da corrente nominal do circuito. Diante disso, nunca devemos substituí-lo por outro de maior corrente.

Os fusíveis são classificados em retardados e rápidos.

Os fusíveis de ação retardada são usados em circuitos nos quais a corrente de partida é muitas vezes superior à corrente nominal. É o caso dos motores elétricos e cargas capacitivas.

Já os fusíveis de ação rápida são utilizados em cargas resistivas e na proteção de componentes semicondutores, como o diodo e o trisistor em conversores estáticos de potência.

Corente nominal

S1 K K

S2 L filamento tubo de vidro terminal

FUS 3A

C contatos principais contatos auxiliares forno elétrico trifásico

~ Vr

Vs Vt a) Representação b) Circuito de potência

C S1 S1

c) Circuito de comando

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Sobrecarga é uma corrente ligeiramente superior à corente nominal e que a longo prazo (horas) pode danificar seriamente o cabo condutor ou o equipamento.

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