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Ferramentas e
Equipamentos Elétricos
Prof. FÁBIO CHAVES DA SILVA
Curso Técnico
FERRAMENTAS E EQUIPAMENTOS
ELÉTRICOS
Turma: TET-03B
Ferramentas e Equipamentos
Elétricos Fábio Silva
O conhecimento só se constrói a partir de você.
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
A execução de serviços de instalações elétricas, bem como a realização de qualquer
instalação ou montagem, depende muito de um ferramental e de como o mesmo é utilizado.
Instrumentos e ferramentas adequadas ao serviço que se está realizando facilitam o
trabalho e dão correção e segurança ao mesmo. Com ferramentas adequadas ao serviço,
ganha-se tempo, executa-se a tarefa dentro do menor padrão e despende-se menos energia.
Dessa forma, a disciplina Ferramentas e Equipamentos Elétricos visa dar subsídios ao
técnico em eletrotécnica sobre instrumentos de medição bem como o adequado uso de
ferramentas existentes para serviços com eletricidade, permitindo-lhe que execute suas
atividades dentro dos padrões exigidos com segurança e habilidade.
Ferramentas e Equipamentos
Elétricos Fábio Silva
O conhecimento só se constrói a partir de você.
SUMÁRIO
UNIDADE I
1 CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE............................................................. xx
1.1 TENSÃO ELÉTRICA......................................................................................... xx
1.2 CORRENTE ELÉTRICA....................................................................................xx
1.3 RESISTÊNCIA ELÉTRICA................................................................................xx
1.4 POTÊNCIA ELÉTRICA..................................................................................... xx
1.5 FATOR DEPOTÊNCIA...................................................................................... xx
1.6 TIPOS DE CARGA............................................................................................. xx
1.7 CAUSAS E CONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA.......... xx
UNIDADE II
2 EQUIPAMENTOS BÁSICOS DE MEDIÇÃO.............................................................. xx
2.1 VOLTÍMETRO................................................................................................... xx
2.2 AMPERÍMETRO................................................................................................ xx
2.3 WATTÍMETRO...................................................................................................xx
2.4 OHMÍMETRO.....................................................................................................xx
2.5 COSSEFÍMETRO................................................................................................xx
2.6 MULTÍMETRO...................................................................................................xx
UNIDADE III
3 FERRAMENTAS E ACESSÓRIOS PARA TRABALHOS COM ELETRICIDADE...xx
3.1 ALICATES................................................................................................................ xx
3.2 CHAVES DE FENDA...............................................................................................xx
3.3 DESENCAPADOR DE FIOS....................................................................................xx
3.4 PRENSA TERMINAL...............................................................................................xx
3.5 CANIVETE – ESTILETE......................................................................................... xx
Ferramentas e Equipamentos
Elétricos Fábio Silva
O conhecimento só se constrói a partir de você.
3.6 CHAVE TESTE......................................................................................................... xx
3.7 FITA ISOLANTE...................................................................................................... xx
UNIDADE IV
4 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO E DE SEGURANÇA............................................... xx
4.1 FUSÍVEIS.................................................................................................................. xx
4.2 DISJUNTORES......................................................................................................... xx
4.3 DISJUNTOR DIFERENCIALRESIDUAL (DR).......................................................xx
4.4 DISJUNOR MOTOR..................................................................................................xx
4.5 CONTATOR.............................................................................................................. xx
UNIDADE V
5 CONDUTORES ELÉTRICOS E ELETRODUTOS....................................................... xx
5.1 CONCEITOS BÁSICOS SOBRE CONDUTORES.................................................. xx
5.2 IDENTIFICAÇÃO DOS CONDUTORES................................................................ xx
5.3 TIPOS DE CONDUTORES.......................................................................................xx
5.4 CONEXÕES OU EMENDAS DE CONDUTORES ELÉTRICOS...........................xx
5.5 SOLDA E SOLDAGEM............................................................................................ xx
5.6 ELETRODUTOS....................................................................................................... xx
5.7 TIPOS DE ELETRODUTOS..................................................................................... xx
UNIDADE VI
6 DISPOSITIVOS PARA COMANDO DE ILUMINAÇÃO............................................ xx
6.1 INTERRUPTOR SIMPLES....................................................................................... xx
6.2 INTERRUPTOR PARALELO (“THREE-WAY”) E INTERMMEDIÁRIO (“FOUR-
WAY”)...............................................................................................................................xx
6.2.1 INTERRUPTOR PARALELO............................................................................xx
6.2.2 INTERRUPTOR INTERMEDIÁRIO..................................................................xx
6.3 DIMMER................................................................................................................... xx
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O conhecimento só se constrói a partir de você.
6.4 SENSOR DE PRESENÇA........................................................................................ xx
6.5 REATORES PARA ACIONAMENTO DE LÂMPADAS FLUORESCENTES......xx
6.6 RELÉ FOTO ELÉTRICO.......................................................................................... xx
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UNIDADE 01:
1 CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE
Entende-se por eletricidade como conjuntos de fenômenos físicos associados a cargas
elétricas, estáticas ou em movimento. Podemos constatar seus efeitos observando diversos
acontecimentos e fenômenos, como luz, calor, movimento, relâmpagos, imagem,
informática, som, etc.
1.1 TENSÃO ELÉTRICA
A tensão elétrica é a diferença de potencial elétrico (d.d.p.) gerada entre dois pontos
quaisquer. Essa diferença é responsável por colocar em movimento ordenado as cargas
elétricas livres do meio condutor. Normalmente toma-se ponto que se considera tensão zero
(neutro) e mede-se a tensão do resto dos pontos em relação a ele. A unidade de tensão
elétrica é o volt e a grandeza é representada pela letra V, em maiúsculo, para sinais contínuos
e v, em minúsculo, para sinais alternados. Seus múltiplos e submúltiplos são mostrados na
figura abaixo:
1.2 CORRENTE ELÉTRICA (A)
Corrente elétrica é o movimento ordenado dos elétrons livres através de um condutor.
Sua unidade de medida é o Ampère, representada pela letra (A).
A unidade de corrente elétrica é o ampère (A) e a grandeza é representada pela letra I,
em maiúsculo, para sinais contínuos e i, em minúsculo, para sinais alternados. Seus múltiplos
e submúltiplos são mostrados na figura abaixo:
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Sendo que:
1.3 RESISTÊNCIA ELÉTRICA (Ω)
Resistência Elétrica é a posição que um material oferece à passagem da corrente
elétrica.
De um modo geral, os diversos materiais variam em termos de ”comportamento
elétrico”, de acordo com sua estrutura atômica. Como sabemos, uns apresentam-se como
condutores e outros como isolantes.
Os materiais isolantes são os de maior resistência elétrica, ou seja: os que mais se
opõem à passagem da corrente elétrica. Os materiais condutores, apesar de sua boa
condutividade elétrica, também oferecem resistência à passagem da corrente, embora em
escala bem menor. O símbolo utilizado para a sua representação é a letra grega ômega (Ω). A
figura abaixo mostra a forma de se obter seus múltiplos e submúltiplos:
1.4 POTÊNCIA ELÉTRICA (VA, VAR, W)
Sempre que uma carga for ligada a um dado circuito elétrico, há três tipos de potência
a serem considerados: potência ativa, reativa e potência aparente.Dessa forma, define-se:
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Potência ativa:
A potência ativa (P) é a transformação da energia elétrica em qualquer forma de
energia útil, como, por exemplo: luminosa, térmica, entre outras, sem a necessidade de uma
transformação intermediária de energia. A unidade de medida da potência ativa é o Watts
.
Exemplos de equipamentos consumidores de potência ativa:
Chuveiro Elétrico
Resistores
Aquecedores
Potência reativa:
A potência reativa (Q): É a energia intermediária necessária para qualquer
equipamento, como, por exemplo: motores, transformadores, reatores, capacitores, entre
outros. Ela é indispensável para que esses equipamentos possam excitar o seu campo
magnético ou elétrico, tornando possível a utilização da energia que efetivamente realiza o
trabalho, a energia ativa. Os consumidores de corrente reativa são: transformadores, reatores,
motores de indução e motores síncronos subexcitados. Os fornecedores de corrente reativa:
capacitores e motores síncronos superexcitados, sendo o capacitor o elemento mais utilizado
para esta finalidade. A unidade de medida da potência reativa é o Volt-Ampère reativo
(VAR).
O produto V x I é chamado de potência total ou aparente , que é a capacidade
máxima de potência elétrica que uma fonte pode fornecer. Em função dessa potência são
dimensionados os equipamentos, como: transformadores, condutores, entre outros. A unidade
de medida da potência aparente é o Volt-Ampère (VA).
1.5 FATOR DE POTÊNCIA
O fator é chamado de fator de potência (FP), portanto o cosseno do ângulo de
fase .
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Essas três potências, podem ser representadas num triângulo de potência, tal como o
da figura abaixo:
O fator de potência, então, pode ser calculado através da seguinte fórmula:
.
O fator de potência varia entre 0 e 1 e indica a eficiência no uso da energia.
Fator de potência alto: alta eficiência;
Fator de potência baixo: baixa eficiência.
Com o objetivo de otimizar o uso da energia elétrica produzida no país, a ANEEL
(Agência Nacional de Energia Elétrica) estabelece que o FP mínimo deve ser de 0,92 (Decreto
no 479 de 20/03/1992).
Quando o FP de uma unidade consumidora fica abaixo do valor mínimo
estabelecido, o consumidor é penalizado com multa na conta de energia elétrica.
1.6 TIPOS DE CARGA
Existem basicamente 3 tipos de cargas que podem ser ligadas em uma rede elétrica: cargas
puramente resistivas (ex.: ferros de passar roupa, lâmpadas incandescentes, chuveiros), cargas
indutivas (ex.: motores, transformadores) e cargas capacitivas (ex.: bancos de capacitores, lâmpadas
fluorescentes, computadores). Para uma carga puramente resistiva, a tensão e a corrente estão em
fase, logo e . Isto significa que a potência aparente é igual à potência ativa. Para uma
carga puramente reativa, e . Neste caso, a potência ativa é zero. Entre estes dois
casos extremos, o é dito ser atrasado ou adiantado. Um fator de potência adiantado significa que
a corrente está adiantada em relação à tensão, o que implica em uma carga capacitiva. Um fator de
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potência atrasado significa que a corrente está atrasada em relação à tensão, implicando em uma
carga indutiva.
1.7 CAUSAS E CONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA
CAUSAS:
a) Motores de indução operando a vazio ou superdimensionados;
b) Transformadores operando em vazio ou com pequenas cargas;
c) Lâmpadas de descarga alimentadas por reatores com baixo fator de potência;
d) Fornos a arco;
e) Fornos de indução eletromagnética;
f) Máquinas de solda a transformador-retificador;
g) Grande quantidade de motores de pequena potência;
h) Equipamentos eletrônicos;
i) Tensão acima da nominal.
CONSEQUÊNCIAS:
a) Aumento das perdas de potência (R.I2, que são inversamente proporcionais ao
quadrado do fator de potência);
b) A energia gerada e transmitida tem que ser maior para compensar as perdas
maiores;
c) Aumento da queda de tensão;
d) Menor intensidade luminosa das lâmpadas;
e) Maior corrente de partida nos motores de indução;
f) Menor corrente nos equipamentos de aquecimento e consequente queda na
temperatura de operação;
g) Sobrecarga dos equipamentos;
h) Aumento do desgaste nos dispositivos de proteção e manobra;
i) Aumento do investimento em condutores e equipamentos elétricos;
j) Obstrução da capacidade dos transformadores;
l) Dificuldade de regulagem do sistema;
m) Pagamento de taxa adicional na conta de energia elétrica
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UNIDADE 2:
2 EQUIPAMENTOS BÁSICOS DE MEDIÇÃO
2.1 VOLTÍMETRO
O voltímetro é o instrumento utilizado para medir tensão elétrica. O voltímetro não
mede o potencial propriamente dito, mas a sua diferença em relação a um ponto de referência.
Para medir uma tensão, os terminais do voltímetro devem estar conectados aos pontos onde se
deseja comparar os potenciais, ou seja, em “paralelo” com o elemento sobre o qual se deseja
medir a tensão, conforme ilustra a figura abaixo:
Medição com voltímetro.
Existem basicamente dois tipos de voltímetro, o analógico e o digital.
Voltímetro.
2.2 AMPERÍMETRO
O amperímetro é o instrumento elétrico destinado a medir a intensidade de corrente
elétrica que percorre um circuito. Como desejamos medir a corrente que “passa” pelo
condutor, é necessário que esta corrente também passe pelo amperímetro. Assim, o
amperímetro deve ser ligado em “série” com o circuito, conforme mostra a figura abaixo:
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Medição com amperímetro.
Assim como ocorre com o voltímetro, existem o amperímetro analógico e o digital,
sendo este último o tipo mais utilizado atualmente, devido ao menor custo e à facilidade de
uso. É importante observar que, para a ligação do amperímetro, o circuito deve ser
interrompido, devendo ser religado através do instrumento.
Amperímetro
2.3 WATTÍMETRO
A medição de potência elétrica (W) é feita por um aparelho, o Wattímetro, que associa
as funções do Voltímetro e do Amperímetro. No Wattímetro, é indicado o terminal comum
que deve ser ligado ao lado da carga.
Wattímetro.
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2.4 OHMÍMETRO
O ohmímetro é o instrumento destinado à medição de resistências elétricas. Para que
se meça a resistência de um determinado elemento, este não poderá estar conectado ao
circuito. Assim, para medirmos uma resistência, devemos primeiramente retira-la do circuito
e em seguida medi-la com as pontas de prova do ohmímetro, tomando o cuidado de não tocar
com as mãos os terminais da resistência ou as pontas de prova enquanto se faz a medição.
Esta medida é necessária, pois o contato com as mãos pode interferir no resultado da
medida, uma vez que nosso corpo, como todo material, também possui uma resistência
elétrica.
Ohmímetro.
2.5 COSSEFÍMETRO
É um instrumento utilizado para medição de fator de potência de uma determinada
carga, que pode ser capacitiva, resistiva ou indutiva. Para a realização da medição, deve-se
conectar o equipamento em paralelo com a carga que se deseja medir.
Cossefímetro
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2.6 MULTÍMETRO
O multímetro, também conhecido como multiteste, é um instrumento que reúne, em
um só aparelho, um voltímetro, um amperímetro e um ohmímetro. Existem multímetros para
uso em bancada e, os mais comuns, do tipo portátil, amplamente utilizado por técnicos e
eletricistas instaladores e de manutenção. Além destas três funções básicas, a maioria dos
multímetros encontrados hoje no mercado reúne ainda uma série de funções, tais como teste
de continuidade, teste de semicondutores, medição de capacitores e outras.
Existem multímetros analógicos e digitais, sendo estes os mais utilizados atualmente,
por reunirem um grande número de funções com um baixo custo, sendo um instrumento
indispensável para quem trabalha em instalações ou manutenção elétrica.
Multímetro digital.
UNIDADE 03:
3 FERRAMENTAS E ACESSORIOS PARA INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
Nesta unidade serão descritas as principais ferramentas utilizadas em trabalhos com
eletricidade, seu uso correto e em que são mais empregadas.
3.1 ALICATES
São ferramentas manuais de aço carbono feitas por fundição ou forjamento, compostas
de dois braços e um pino de articulação, tendo em uma das extremidades dos braços, suas
garras, cortes e pontas, temperadas e revenidas.
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O Alicate serve para segurar por apertos, cortar, dobrar, colocar e retirar determinadas
peças nas montagens.
UTILIZAÇÃO
Os principais tipos de alicate são:
Alicate Universal: serve para efetuar operações como segurar, cortar e dobrar.
Alicate de Corte: serve para cortar chapas, arames e fios.
Alicate de Bico: é utilizado em serviços de mecânica e eletricidade.
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Alicate de Compressão: trabalha por pressão e dá um aperto firme às peças, sendo
sua pressão regulada por intermédio de um parafuso existente na extremidade.
Alicate de Eixo móvel: é utilizado para trabalhar com peças cilíndricas, sendo sua
articulação móvel, para possibilitar maior abertura.
3.2 CHAVE DE EFENDA
É uma ferramenta utilizada para apertar e desapertar parafusos de fenda. É constituída
por uma haste de aço com uma de suas extremidades forjada em forma de cunha e a outra
fixada por um sistema de alta pressão em um cabo de material isolante e anatômico. As
medidas são dadas em relação às pontas das lâminas e ao comprimento da haste da chave.
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3.3 DESENCAPADOR DE FIOS
Pode ser bastante simples como o do tipo que se assemelha a um alicate. Regula-se a
abertura das lâminas de acordo com o diâmetro do condutor a ser desencapado. Outro tipo de
desencapador é o desarme automático. Nele existem orifícios com diâmetros reguláveis
correspondentes aos diversos condutores. Ao pressionar suas hastes, tanto o corte como a
remoção da isolação são executados.
3.4 ALICATE PRENSA TERMINAL
Possui matriz fixa para compressão manual, manual com catraca, cortadora e
desencapadora de fios e cabos.
3.5 CANIVETE-ESTILETE
São ferramentas que têm uma importância muito grande na execução de atividades na
área de eletroeletrônica, serviços de manutenção e instalações elétricas em geral, na falta do
alicate descascador, quando se deseja remover a capa isolante de condutores, ou quando é
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necessário efetuar raspagem de suportes, terminais, condutores, etc., para remover crostas ou
cortar materiais isolantes de pequena espessura.
3.6 CHAVE TESTE
É um instrumento que fornece uma maneira simples de indicar a presença de tensão no
local onde se deseja realizar um serviço. A lâmpada acende quando a ponta do aparelho
encosta no fio fase energizado. Quando se encosta no fio neutro, não acende. Devido a alta
resistência interna da lâmpada, a corrente circulante não é suficiente para produzir a sensação
de choque nas pessoas. Entretanto, seu uso é restrito a circuito de baixa tensão, como nas
instalações elétricas residenciais.
3.7 FITA ISOLANTE
É utilizada para cobertura final de emendas e terminações, formando uma capa
protetora altamente resistente. É um item indispensável para quem trabalha com eletricidade,
por isso, todo eletricista deve ter em sua mala de ferramentas. Sendo que as mais utilizadas
são as de borracha para baixa tensão e as de alta fusão, conforme as figuras abaixo.
A fita isolante é fabricada com materiais plásticos e borracha. É apresentada
comercialmente em rolos com diferentes comprimentos e larguras, adequadas a cada tipo de
condutor que se queira isolar.
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As fitas isolantes, assim como fios e cabos, evoluíram ao longo dos anos,
acompanhando as novas tecnologias de aplicação e segurança.
Desta forma, para garantir um padrão de qualidade dos produtos existentes no
mercado brasileiro, foi elaborada uma nova norma pela ABNT/COBEI, com testes mais
criteriosos para certificação, contemplando mais categorias de fitas isolantes.
Norma anterior: NBR 5037/83
Norma para fitas com espessura acima de 0,18 mm (uso profissional), seis testes para
serem certificadas.
NOVA NORMA PARA FITAS ISOLANTES 2007
ABNT NBR NM60454-3-1-5/F-PVCp-90/RTp
Classe A: acima 0,18 mm de espessura (uso profissional)
Classe B: 0,15 mm de espessura (uso geral e industrial)
Classe C: 0,12 mm de espessura (uso geral e doméstico)
UNIDADE 04:
4 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO E DE SEGURANÇA
Os dispositivos de proteção e de segurança que devem ser utilizados com o objetivo de
proteger e dar segurança para a instalação elétrica tais como a fiação, equipamentos, etc, as
pessoas e animais domésticos, são:
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4.1 FUSÍVEIS
São dispositivos de proteção contra os curtos-circuitos. O elemento fusível é
constituído de um material apropriado. Quando ocorre o curto-circuito a corrente circulante
provoca o aquecimento e, consequentemente, a fusão do elemento fusível (“queima”),
interrompendo o circuito.
O fusível deve ser trocado, após a sua queima, para que o circuito seja
restabelecido. Os fusíveis “queimados” deverão ser substituídos por outros iguais e
nunca “consertados”. Isso porque se o fusível for substituído por outro de capacidade maior
ou “consertado”, não irá garantir a proteção necessária, podendo causar danos ao circuito que
ele está protegendo.
Fusível: Cartucho, DIAZED e NH.
4.2 DISJUNTORES
São dispositivos “termomagnéticos” que fazem a proteção de uma instalação contra
curtos-circuitos e contra sobrecargas.
O Disjuntor não deve ser utilizado como dispositivo de liga-desliga de um circuito
elétrico e sim, de Proteção.
O disjuntor tem a vantagem sobre os fusíveis, em se tratando da ocorrência de um
curto-circuito. No caso de um disjuntor, acontece apenas o desarme e para religá-lo, basta
acionar a alavanca (depois de verificar/sanar porque aconteceu o curto-circuito). Nesse caso, a
durabilidade do disjuntor é muito maior. Assim, a utilização dos disjuntores é muito mais
eficiente.
Podem ser:
Unipolar, para circuito monofásico;
Bipolar, para circuito bifásico;
Tripolar, para circuitos trifásicos.
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4.3 DISPOSITIVO DIFERENCIALRESIDUAL (DR)
Os Dispositivos Diferenciais Residuais - DR são equipamentos que têm o objetivo de
garantir a qualidade da instalação, pois esses dispositivos não admitem correntes de fugas
elevadas, protegendo as pessoas e animais domésticos contra os choques elétricos e por outro
lado, e consequentemente, economiza energia nas instalações elétricas.
A proteção dos circuitos por DR pode ser realizada individualmente ou por grupos de
circuitos.
Áreas a serem protegidas:
Circuitos que sirvam a pontos situados em locais contendo banheira ou chuveiro;
Circuitos que alimentam tomadas de corrente situadas em áreas externas à
edificação;
Circuitos de tomadas situadas em cozinhas, copa-cozinhas, lavanderias, áreas
de serviço, garagens e em geral, em todo local interno/externo molhado em uso
normal ou sujeito a lavagens.
4.4 DISJUNTOR MOTOR
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Assegura total proteção em circuito elétrico e ao motor através de seus disparos
térmico (ajustável para proteção de sobrecarga e dotado de mecanismo diferencial com
sensibilidade a falta de fase) e magnético além de possibilitar proteção contra curto-circuito).
Conta com um disparador de sobrecarga e um disparador de curto-circuito cujas
características e funcionamento são exatamente iguais à de um relé de sobrecarga. Incluindo a
sensibilidade por falta de fase, a compensação de temperatura ambiente e a possibilidade de
regulagem.
4.5 CONTATORES
Os contatores são os elementos principais de comandos eletromecânicos, que
permitem o controle de elevadas correntes por meio de um circuito de baixa corrente. O
contator é caracterizado como uma chave de operação não manual, eletromagnética, com uma
única posição de repouso, capaz de estabelecer, conduzir e interromper corrente em condições
normais do circuito. É constituído de uma bobina que, quando é alimentada, cria um campo
magnético no núcleo fixo que atrai o núcleo móvel que fecha o circuito. Cessando a
alimentação da bobina, é interrompido o campo magnético, provocando o retorno do núcleo
por molas. Assim, podem-se distinguir as quatro principais partes de um contator:
Bobina: representa a entrada de controle do contator. Ao ser ligada a uma fonte de
tensão, circula na mesma uma corrente elétrica que cria um campo magnético que
envolve o núcleo de ferro.
Núcleo de ferro: atraído para dentro da bobina pelo campo magnético, está acoplado
ao contato e, consequentemente, o movimento do núcleo aciona o contato.
Contato: é acionado pelo núcleo de ferro e está acoplado a uma mola que tende a
levá-lo à posição de repouso, porém quando a bobina é energizada, a força do campo
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magnético é maior que a da mola, fazendo com que o núcleo fixo atraia o núcleo
móvel.
Mola: elemento responsável por levar de volta o contato à posição de repouso quando
a bobina é desconectada da fonte, quando cessa o campo magnético e a mola torna-se
mais forte que o núcleo.
UNIDADE 05:
5 CONDUTORES ELÉTRICOS
5.1 CONCEITOS BÁSICOS SOBRE CONDUTORES
O condutor é o componente do circuito que conduz a corrente elétrica entre os
diversos pontos do circuito. Ele é tão mais eficaz quanto maior for sua capacidade de facilitar
a passagem da corrente. Por causa disso, os condutores elétricos são fabricados com materiais
cuja formação atômica facilita a ocorrência de uma corrente elétrica, ou seja, materiais que
conduzem eletricidade com maior eficácia devido a sua condutibilidade.
Os metais são condutores de corrente elétrica. Entretanto determinados metais
conduzem melhor a corrente elétrica do que outros, ou seja, alguns oferecem menor
resistência à passagem da corrente elétrica.
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Os materiais mais utilizados como condutores elétricos são o cobre e o alumínio. Esses
dois materiais apresentam vantagens e desvantagens em sua utilização. A tabela a seguir
apresenta em destaque os itens nos quais um material apresenta vantagem sobre o outro.
COBRE ALUMÍNIO
Resistividade (0,017Ω/mm2)/m Resistividade (0,028Ω/mm
2)/m
Boa resistência mecânica Baixa resistência mecânica
Soldagem das emendas com estanho Requer soldas especiais
Custo elevado Custo mais baixo
Densidade 8,9 kg/dm3 Densidade 2,7 kg/dm
3
Em instalações residenciais, comerciais e industriais, o condutor de cobre é o condutor
mais utilizado.
Devido a sua menor densidade e custo, o condutor de alumínio é mais empregado em
linhas de transmissão de energia. A menor densidade dos condutores é um fator financeiro
determinante, visto que a densidade dos condutores reflete diretamente no projeto das torres
de sustentação, com isso as torres podem ser menos reforçadas, reduzido desta forma os
custos na confecção das mesmas.
CONSIDERAÇÕES BÁSICAS
Os condutores de metal podem ter os seguintes tipos de formação:
Fio – formado por um condutor sólido, maciço, com ou sem isolação;
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Cabo – conjunto de fios encordoados, não isolados entre si, podendo o conjunto
ser isolado ou não.
5.2 IDENTIFICAÇÃO DE CONDUTORES (NBR 5410:2004)
As linhas elétricas devem ser dispostas ou marcadas de modo a permitir sua
identificação quando a realização de verificações, ensaios, reparos ou modificações na
instalação. Além disso, a correta identificação dos condutores, codificando-os por cores,
facilita e agiliza a execução da instalação.
CONDUTOR NEUTRO
O condutor utilizado como neutro, seja ele isolado, cabo unipolar ou veia de cabo
multipolar, obrigatoriamente deve ser utilizado para essa função. Em caso de identificação por
cor, deve ser usada a cor azul-claro na isolação do condutor.
CONDUTOR D EPROTEÇÃO (PE)
O condutor de proteção (PE), segundo a norma, deve ser utilizado em todos os
circuitos da instalação. Qualquer condutor utilizado com essa finalidade deve ser identificado
com dupla coloração verde-amarelo ou a cor verde (cores exclusivas da função de proteção).
CONDUTOR COM A FUNÇÃO PEN
Qualquer que seja o tipo do condutor, quando utilizado como condutor de proteção
PEN, deve ser identificado com essa função. Em caso de identificação por cor, deve ser usada
a cor azul-claro, com anilhas verde-amarelo nos pontos visíveis ou acessíveis.
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CONDUTOR(ES) FASE(S) E RETORNO(S)
Qualquer que seja o tipo de condutor utilizado como fase(s) e retorno(s), pode ser
identificado por qualquer cor, observadas as restrições dos itens 3.2.1, 3.2.2 E 3.2.3.
5.3 TIPOS DE CONDUTORES
Propagadores de chama: entram em combustão sob a ação direta da chama e a
mantêm após a sua retirada (Etilenopropilelo – EPR, Polietileno Reticulado –
XLPE);
Não-propagadores de chama: removida a chama a combustão do material cessa
(Cloreto de Polivinila – PVC, neoprene);
Resistente à chama: mesmo sob exposição prolongada, a chama não se propaga ao
longo do material isolante do cabo (Sintenax Antiflan – Pirelli, Noflan – Ficap);
Resistentes ao fogo: materiais especiais, incombustíveis (Afumex da Pirelli, Afitox
da Ficap).
5.4 CONEXÕES OU EMENDAS DE CONDUTORES ELÉTRICOS
Em instalações elétricas, as conexões são, na maioria das vezes inevitáveis. A conexão
de condutores entre si (emendas de condutores), quando executada de forma incorreta, pode
trazer tantos problemas elétricos como mecânicos, por isso, sempre que for possível, devemos
evita-la.
Outro agravante na execução das conexões de condutores entre si, é a perda em torno
de 20% da força de tração e de 20% da capacidade de condução de corrente elétrica.
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As conexões de condutores entre si e com outros condutores da instalação devem
garantir a continuidade elétrica durável adequada proteção e suportabilidade mecânica.
A NORMA 5410:2004 determina as condições que devem ser consideradas nas
seleções dos meios de conexão:
O material dos condutores incluindo sua isolação;
A quantidade de fios e o formato dos condutores;
A seção dos condutores;
O número de condutores a serem conectados conjuntamente.
CONEXÕES DE CONDUTORES ENTRE SI EM PROLONGAMENTO
Essa operação consiste em unir condutores para prolongar linhas. A sua utilização é
recomendada em instalações de linha aberta.
Processo de execução:
a) Conexão em Linha Aberta ou Externa
1º Passo: Desencape as pontas dos condutores, retirando com um canivete ou estilete a
cobertura isolante em PVC, ou se preferir utilize um alicate descascador de fios.
Excute sempre retirando a cobertura isolante em direção à ponta, com o cuidado de
não danificar o condutor. Obs.: o comprimento de cada ponta deve ser suficiente para
aproximadamente umas 06 (seis) voltas em torno da ponta do outro condutor.
2º Passo: Limpe os condutores, retirando os restos do isolamento. Caso o condutor
apresente oxidação na região da emenda, raspe o condutor com as costas da lâmina,
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fim de eliminar a oxidação. Obs.: Caso o condutor seja estanhado, não há necessidade
da raspagem do mesmo.
3º Passo: Emende os condutores, cruzando as pontas dos mesmos e em seguida torça
uma sobre a outra em sentido oposto. Cada ponta deve dar aproximadamente seis
voltas sobre o condutor, no mínimo. Complete a torção das pontas com ajuda de um
alicate. As pontas devem ficar completamente enroladas e apertadas no condutor,
evitando-se assim que estas pontas perfurem o isolamento.
4º Passo: O isolamento da emenda deve ser iniciado pela extremidade mais cômoda.
Prenda a ponta da fita e, em seguida, dê três ou mais voltas sobre a mesma, continue
enrolando a fita, de modo que cada volta se sobreponha à anterior. Continue enrolando
a fita isolante sobre a camada isolante de PVC do condutor. A execução de uma
emenda bem feita deve garantir que a camada isolante do condutor seja ultrapassada
por uns dois centímetros. Corte a fita isolante.
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b) Conexões dentro de Caixas de Derivação ou de Passagem
Entre Condutores Rígidos
1º Passo: Remova a isolação, aproximadamente 30 vezes o diâmetro do condutor. Em
seguida coloque-os um ao lado do outro.
2º Passo: Cruze os condutores, segurando-os com um alicate, fazendo com que
formem um ângulo de 90°a 120°aproximadamente.
3º Passo: Continue segurando os condutores com auxilio de um alicate, e inicie as
primeiras voltas (espirais) com os dedos.
4º Passo: Termine a emenda com auxilio de outro alicate. Se necessário trave a
emenda na impossibilidade de soldagem.
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Entre Condutor Rígido e Flexível
1º Passo: Remova a isolação de ambos os condutores.
2º Passo: Cruze os condutores, fazendo com que formem um ângulo de 90°entre si,
e que o condutor flexível fique afastado da isolação do condutor rígido, em no
mínimo 20 vezes a espessura do fio utilizado.
3º Passo: Inicie a emenda pelo condutor flexível fazendo as espiras até completa-
las.
4º Passo: Com auxilio de um alicate universal, dobre o condutor rígido sobre o
flexível.
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5º Passo: Dobre o condutor rígido.
6º Passo: Segure o condutor rígido pelo olhal, com auxílio de um alicate de
pressão, fazendo as espiras, até a conclusão da emenda.
O aspecto final da emenda é mostrado na figura abaixo:
Entre condutores Flexíveis
1º Passo: Remova a isolação dos dois condutores. Sendo que a remoção de um dos
condutores deve ser no mínimo o dobro do outro.
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2º Passo: Enrole a pontas dos dois condutores, para melhor condução de
eletricidade use o alicate.
OBSERVAÇÃO: Não enrole todo o condutor com menor presença do material
isolante.
3º Passo: Apoie o enrolamento junto ao condutor para o lado onde fica amostra o
fio condutor. Após esse procedimento isole a região com fita isolante.
Emendas na caixa de passagem
Os procedimentos a seguir devem ser atentamente observados:
1º Passo: Desencape as pontas, em um comprimento igual a cinquenta vezes o
diâmetro do condutor nu.
2º Passo: Cruze os condutores, em seguida torça os condutores, inicialmente com a
mão, auxiliado por um alicate, depois dê o aperto final com dois alicates.
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3º Passo: Dobre a ponta dos condutores.
c) Conexão de Condutores em Derivação
Este tipo de emenda (ou conexão) é utilizado para unir o extremo de um condutor
(ramal) no “meio” de outro condutor para que possa receber energia elétrica. É muito
utilizado para ligar circuitos em paralelo ou tomadas à fiação da casa.
São possíveis quatro tipos de derivação:
1º Caso: Entre Condutores Rígidos [Derivação Simples]
2º Caso: Entre Condutores Rígidos – Derivação com Trava
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3º Caso: De um Condutor Rígido com um Flexível
4º Caso: De um Condutor Flexível com um Rígido
Observação: Deve-se sempre fazer o arremate final da emenda com auxílio de dois
alicates.
RECOMENDAÇÕES SOBRE EMENDAS OU CONEXÕES
Remover a isolação do condutor, de tal forma que seja suficiente para que, no ato de
emendá-los, não ocorra falta e nem sobra.
Após remover a isolação, o condutor de cobre deve estar completamente limpo, isto é, isento
de pó, partículas de massa de reboco, tintas, substâncias oleosas, etc.
NOTA:
Caso o condutor de cobre possua uma película ou isolante de verniz, remova-o com
auxílio de uma lixa fina.
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As emendas ou conexões devem ser realizadas de modo que a pressão de contato
independa do material isolante, ou seja, devem ser bem apertadas, proporcionando
ótima resistência mecânica e ótimo contato elétrico.
As emendas ou conexões devem ser soldadas. Esta medida proporciona:
Aumento da resistência mecânica da emenda;
Aumento da área de condutibilidade elétrica;
Evita a oxidação.
Toda emenda deve, obrigatoriamente, ser isolada.
5.5 ACESSÓRIOS PARA CONDUTORES ELÉTRICOS
Conectores:
Os conectores são dispositivos que possuem a função de estabelecer uma ligação
elétrica e mecânica entre dois ou mais condutores, ou um condutor a um borne de
interruptores, tomadas, disjuntores, etc. São utilizados para condutores com secção transversal
maiores que 10 mm².
Geralmente os conectores são classificados como conectores machos e fêmeas. Os
conectores machos são aqueles que apresentam rosca interna. A outra extremidade, onde
haverá a comunicação, precisa ser composta de conectores fêmea; que são aqueles que
possuem rosca externa onde devem ser encaixados os conectores machos.
A maioria dos equipamentos eletrônicos e as instalações elétricas necessitam de
conectores para estabelecerem suas funções em conjunto com outros dispositivos. Dessa
forma, podem ser encontrados inúmeros modelos de conectores no mercado, para as mais
diferentes funções e aplicabilidades.
Podemos classifica-los em:
Soldáveis
Não soldáveis:
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Deformáveis
De pressão por parafuso
Terminais
De derivação
De emenda
Conectores rápidos isolantes
A conexão de condutores pode também ser feita por meio de conectores especiais,
denominados bornes ou conectores bornes, que unem fios ou cabos por meio de parafusos.
Existe também os conectores bimetálicos, destinados a manter a continuidade elétrica
entre condutores de materiais diferentes.
Exemplo disso é que muitas vezes torna-se necessário a conexão de condutores de
cobre com os condutores de alumínio. Esses metais conectados, em contato com o ar ou
submetidos à variação de temperatura e umidade, causam um diferença de potencial
entre os mesmos, causando corrosão galvânica.
ATENÇÃO
A escolha do tipo de conector que será acoplado no condutor da instalação elétrica na
qual se está trabalhando depende de vários fatores. Se você estiver lidando com baixa tensão,
deverá utilizar conectores para BT e se estiver trabalhando com alta tensão, deverá fazer o uso
de conectores para AT. Entre esses conectores existem algumas diferenças:
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Conectores para BT:
São conectores mais simples, já que são feitos para serem acoplados a
condutores para baixa tensão (tais condutores possuem uma menor secção
transversal);
São pequenos e não requerem muito de especialização para instalá-los.
Conectores para AT:
São conectores mais robustos e mais rígidos na sua instalação;
São especialmente projetados para suportar altas tensões e correntes.
Abraçadeiras de fixação:
Fabricadas em tiras de nylon de elevada resistência mecânica, as abraçadeiras na cor
branca são produzidas contra raios UV classificação, portanto, pouco indicadas para uma
aplicação exterior, enquanto que as pretas, indicadas para este uso, são produzidas contra os
raios UV classificação, pois entre os polímeros que compõem o material, está o negro de
fumo, um componente que protege o nylon do rápido envelhecimento e deterioração devido à
exposição prolongada aos raios UV.
5.6 SOLDA E SOLDAGEM
SOLDA
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É uma liga (mistura) de dois materiais: o ESTANHO e o CHUMBO; conforme a
proporção pode ser utilizada para arealização de diversos trabalhos.
É utilizada, por exemplo, para unir condutores elétricos dando à emenda as seguintes
propriedades:
Boas condições de condutibilidade elétrica (bom contato elétrico);
Impedir o processo de oxidação;
Resistir melhor aos esforços mecânicos.
CARACTERÍSTICAS
As ligas (misturas) de materiais usadas nos trabalhosde eletricidade para soldagem de
emendas, terminais, etc.apresentam baixo ponto de fusão na proporção de: 67% deestanho e
33% de chumbo.
Com essa proporção a solda se funde a uma temperatura de 170°C. Pode ser
encontrada com formato de barra e fio (carretel, cartela, tubo e avulso), conforme as figuras
abaixo:
CUIDADOS AO SE EFETUAR UMA SOLDAGEM
Mantenha o ferro de soldar encostado numa emenda ou conexão pelo tempo
estritamente necessário. Caso ultrapasse esse tempo poderá haver o comprometimento
da soldagem.
Aquecimento muito prolongado de uma emenda ou conexão aquecerá também o(s)
condutor(es), e poderá danificar sua isolação.
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Usar apenas a quantidade de solda necessária para se efetuar uma boa soldagem.
A - Soldagem feita com ferro a uma temperatura muito baixa.
B - Soldagem feita após atingida a temperatura normal de funcionamento do ferro de
solda. A soldagem é lisa e brilhante.
C - Soldagem feita com excesso de solda
CONDIÇÕES DE APLICAÇÃO
Verifique as condições do ferro de soldar, se está com a ponta perfeitamente limpa e
estanhada.
Ligue o ferro de soldar, deixando-o aquecer-se por um tempo de 5 minutos
aproximadamente, que é o tempo para que adquira a temperatura ideal de soldagem.
Fazer limpeza na ponta do ferro se estiver com excesso de solda utilizando canivete ou
escova de aço.
NOTA:
Se a ponta do ferro de soldar estiver demasiadamente quente, ela não pegará a solda e
a vaporizará, não permitindo a soldagem.
Faça uma limpeza minuciosa das partes que vão ser unidas, com auxílio de uma lixa,
lima, etc. É importante que sejam eliminados todos os vestígios de graxa, óleos,
crostas ou óxidos dos elementos a unir. Em instalações elétricas, podem ser usados
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produtos desoxidantes, sendo que o mais comum são o breu ou pasta para soldar não
ácida.
ATENÇÃO:
Na soldagem de componentes eletrônicos, em hipótese alguma, devem-se usar pastas
de soldar, devido à existência, nessas pastas, de substâncias agressivas, que
podem danificar em pouco tempo esses componentes.
As partes a serem soldadas devem ficar firmes e imóveis, para se obter um bom
contato elétrico. A solda fraca é quebradiça, enquanto está esfriando ou solidificando.
Caso haja algum movimento entre as partes no momento da soldagem, pode provocar,
como é comumente chamada de “solda fria”.
Ela apresenta cor prateada brilhante e a solda deve “escorrer” sobre a superfície das
partes que estão sendo soldadas.
SOLDAGEM DE EMENDAS OU CONEXÕES
Essa operação consiste em preparar e efetuar a soldagem de emendas (prolongamento,
derivação ou junção).
Processo de execução:
Após o ferro de soldar ter atingido a sua temperatura normal, com sua ponta
devidamente limpa e estanhada, apoie-o na parte inferior da emenda ou conexão.
Apoie a barra ou fio de solda na parte superior da emenda até que a solda derretida
preencha todos os espaços entre as espiras e cubra totalmente a emenda.
PRECAUÇÃO:
Cuidado para não se queimar o local onde foi posicionado o ferro quente. O ferro,
durante o trabalho, deve ser colocado sobre um suporte apropriado (ex. Suporte
metálico com base isolante, tijolo, etc).
NOTAS:
Faça a soldagem logo após ter efetuado a emenda.
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Nas emendas em caixas de passagem ou de derivação, o processo de soldagem é feito
na própria obra, com o auxílio de um dispositivo chamado “Cachimbo”.
5.7 ELETRODUTOS
Os eletrodutos são tubos de metal (magnéticos ou não magnéticos) ou de PVC, que
podem ser ainda rígidos ou flexíveis. Em princípio, as funções gerais dos eletrodutos são
as seguintes:
Proteção de condutores contra ações mecânicas e contra corrosão;
Proteção do meio contra perigos de incêndio, resultantes do superaquecimento dos
condutores ou de arcos.
TIPOS DE ELETRODUTOS
Os eletrodutos utilizados em instalações elétricas podem ser classificados em:
Metálicos rígidos;
PVC rígidos;
Metálicos flexíveis;
PVC flexíveis.
Eletrodutos ou dutos para cabos subterrâneos
METÁLICOS RÍGIDOS
São tubos de aço, com ou sem costura no sentido longitudinal, e ainda pintados interna
e externamente com esmalte de cor preta ou são galvanizados. São fabricados em diferentes
diâmetros e espessuras de parede. Os de parede delgada (grossa) denominam-se “eletrodutos
pesados” e os de parede fina “eletrodutos leves”. Comercialmente são adquiridos em barras de
três metros cujos extremos vêm rosqueados e podem ser providos de uma luva ou não.
Observação: Não utilizar em ambientes com umidade excessiva e corrosivos.
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PVC RÍGIDOS
Características: fabricados com derivados de petróleo, possuindo diferentes diâmetros
e espessuras, não sofrem corrosão. São vendidos em barras de 3,0 m, em que as emendas
podem ser feitas com roscas (luvas) ou soldadas (cola).
METÁLICO FLEXÍVEL
Características: formado por uma cinta de aço galvanizada, enrolado em espirais,
proporcionando resistência mecânica e grande flexibilidade. São vendidos em rolos de até
100m, especificando-se o diâmetro nominal de acordo com a necessidade. Esses eletrodutos
também são fabricados com revestimento de PVC a fim de proporcionar maior resistência e
durabilidade.
Observação: Utilizados em instalações expostas, principalmente motores, devido a
vibrações.
PVC FLEXÍVEL
Características: fabricado em PVC corrugado com diversos diâmetros, são resistentes
e flexíveis, podendo ser utilizados em instalações residenciais, comerciais e industriais. São
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vendidos em rolos de até 100 m. Devido à sua praticidade com elevada resistência diametral,
são também resistentes a amassamento, mesmo quando instalados em lajes de concreto.
Existem os eletrodutos de PVC flexíveis série leve, de coloração amarela, para
instalações que exigem leve esforço mecânico, e podem ser utilizados em paredes de tijolos e
outros. Os de reforçada, de coloração azul ou cinza, para instalações que exigem esforço
mecânico médio, e podem ser utilizados em lajes e pisos.
Observação: O uso de mangueiras de polietileno ou material reciclável que propaga a
chama não está de acordo com a material reciclável que propaga a chama não está de acordo
com a NBR 5410/90.
ELETRODUTOS OU DUTOS PARA CABOS SUBTERRÂNEOS
Características: fabricado em PEAD (polietileno de alta densidade), corrugado e
flexível, em diversos diâmetros (30, 50, 75, 100, 125 e 150 mm).
Observação: Eletroduto de fácil utilização, podendo ser utilizado em instalações
rurais, comerciais, industriais, entre outras.
5.8 ACESSÓRIOS PARA ELETRODUTOS
Os eletrodutos são interligados às caixas de passagem ou caixas de derivação. São
também emendados, podem mudar de direção e fixados às caixas. Para isso, são utilizados os
seguintes acessórios:
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Luvas: acessórios com formato cilíndrico com rosca interna, usados para unir
trechos de eletrodutos ou um eletroduto e uma curva.
Buchas: peças que se destinam a arremates ou melhorar o acabamento das
extremidades dos eletrodutos rígidos, impedindo que, ao serem puxados os
condutores, a isolação seja danificada por eventuais rebarbas na ponta do
eletroduto.
Arruelas: também chamadas de contrabuchas ou porcas, possuem rosca interna e
são colocadas externamente às caixas, servindo para contra-aperto com a bucha
para fixação do eletroduto com a parede dela.
Curvas: Acessórios necessários para efetuar mudanças de direção numa rede de
eletrodutos. Podem ser encontradas com ângulos de 90º, 135ª e 180º com rosca na
ponta e bolsa.
Braçadeiras: acessórios destinados à fixação de eletrodutos rígidos ou flexíveis a
paredes, tetos e outros elementos estruturais.
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Conectores ou adaptadores: utilizados para adaptação de eletrodutos rígidos sem
rosca, e eletrodutos flexíveis às caixas ou quadros. São construídos em duralumínio
ou alumínio silício ou latão, os quais são fixados à caixa por meio de buchas e
arruelas.
CAIXAS DE DERIVAÇÃO OU DE PASSAGEM
São tão importantes quanto necessárias na execução de instalações elétricas, portanto
são indispensáveis e podem ter diversas aplicações. Conforme as finalidades a que se
destinam, devem ser empregadas caixas para:
As caixas devem ser colocadas em locais de fácil acesso e providas de suas respectivas
tampas. Quanto à forma de colocação ou instalação, podem ser de embutir e aparentes ou de
sobrepor.
Caixas de derivação de embutir: As caixas em instalações elétricas podem ter
várias finalidades, conforme sejam usadas como:
Caixa de enfiação ou passagem.
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Caixa para interruptor ou tomada em parede.
Caixa para centro de luz no teto.
Caixa para botão de campainha ou ponto de telefone.
Caixas para tomadas e plugs de piso.
Abrigar emendas de condutores.
Limitar o comprimento de trechos e curvas entre trechos da tubulação.
Caixas de derivação aparente (conduletes): Estas caixas ainda hoje são designadas
genericamente por conduletes. Possuem partes rosqueadas para adaptação de
eletrodutos e tampa parafusável.
UNIDADE 06:
6 DISPOSITIVO PARA COMANDO DE ILUMINAÇÃO
6.1 INTERRUPTOR SIMPLES
Para que a eletricidade seja utilizada com eficiência é necessária a utilização de
dispositivos que permitem o controle dos circuitos elétricos de forma segura e eficiente. Para
o controle de iluminação, os interruptores são parte fundamental do uso da eletricidade.
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Nas instalações elétricas em escritórios, residências, comércios, indústrias, hotéis, etc.,
há necessidade da utilização de dispositivos de seccionamento para que seja possível ligar ou
desligar a iluminação. Por isso, são utilizados interruptores, dos mais variados tipos e funções
(Figura 5.1), os quais podem comandar uma lâmpada ou um grupo de lâmpadas.
O interruptor ou dispositivo de comando de iluminação, ou ainda, ponto de comando,
tem por finalidade prolongar a fase até o ponto ativo do circuito.
Ao instalar os interruptores deve ser observada a sua capacidade de condução de
corrente, ou seja, se eles suportam a corrente, em ampères, que irá fluir pelos seus contatos. Os
interruptores utilizados para instalações em geral são de 10 A- 250 V, o que permite ligar uma
potência de 1270 VA em 127 V e 2200 VA em 220 V, e podem ser dos tipos:
a) Interruptor simples ou unipolar: tem a função de acender ou apagar uma lâmpada
ou um grupo de lâmpadas funcionando simultaneamente.
b) Interruptor simples bipolar: acende ou apaga uma lâmpada ou um grupo de
lâmpadas com funcionamento simultâneo. Esse tipo de interruptor deve ser
utilizado somente quando a tensão entre as fases for 220 V(F + F = 220 V).
c) Interruptor paralelo: é um interruptor que, instalado com outro paralelo, acende ou
paga uma lâmpada ou um grupo de lâmpadas de dois pontos diferente. Utiliza-se
em escadas, corredores, etc.
d) Interruptor intermediário: instalado entre dois interruptores paralelos, permite que
se acenda ou apague, de qualquer ponto, o “mesmo ponto ativo” que pode ser uma
lâmpada ou um grupo de lâmpadas. Utiliza-se em corredores, escadas de prédios,
em ambientes com vários acessos, etc.
Figura 6.1: Interruptores.
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Os interruptores unipolares, paralelos e intermediários, devem interromper
unicamente o condutor-fase e nunca o condutor neutro. Isso possibilitará reparar e substituir
lâmpadas sem risco de choque; bastará desligar o interruptor, conforme mostra a Figura 6.2.
Figura 6.2: Ligação de interruptor simples
6.2 INTERRUPTORES PARALELOS (THREE-WAY) E INTERRUPTOR
INTERMEDIÁRIO (FOR-WAY)
Em uma instalação elétrica, os interruptores simples se tornam tão inadequados como
ineficientes em determinadas situações. O exemplo disso é quando se deseja ligar ou desligar
a(s) lâmpada(s) de dois ou mais locais diferentes, como é o caso de um corredor ou uma
escada de um sobrado. Nessa situação, utilizam-se os interruptores paralelos e
intermediários.
6.2.1 INTERRUPTORES PARALELOS
Os interruptores paralelos são usados para comandar uma lâmpada ou um grupo de
lâmpadas de somente dois locais diferentes, portanto são necessários sempre dois
interruptores paralelos para que se possa efetuar o comando da(s) lâmpada(s). Esses
interruptores possuem três terminais, sendo que um deles é denominado terminal comum e os
outros dois são chamados de retornos ou paralelos, conforme mostra a Figura 6.3.
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Figura 6.3: Interruptor paralelo e seus terminais.
No terminal comum de um dos interruptores liga-se a fase e no terminal comum de
outro interruptor liga-se o retorno para a lâmpada. Os outros dois terminais (retornos ou
paralelos) são simplesmente interligados entre si, ou seja, são dois condutores paralelos
ligados de um a outro interruptor.
Os interruptores paralelos podem ser utilizados em diversos locais, tais como:
corredores, quartos, escadarias, salas e em outros locais onde se deseja comodidade na
instalação, evitando retornar ao mesmo ponto para apagar ou acender uma lâmpada, conforme
mostra a Figura 6.4. O interruptor paralelo é também conhecido com o nome de “three way”
(três vias ou três caminhos).
Figura 6.4: Emprego do interruptor paralelo ou “three –way”.
FUNCIONAMENTO DO INTERRUPTOR PARALELO
No esquema da Figura 6.5, podem-se observar as ligações internas e o caminho da
corrente quando a lâmpada está acesa. Se o interruptor 2 for acionado, a lâmpada acende, e
apagará se o interruptor 1 for acionado, e assim consecutivamente.
Figura 6.5: Funcionamento do interruptor paralelo.
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6.2.2 INTERRUPTORES INTERMEDIÁRIOS
Os interruptores intermediários são utilizados quando houver a necessidade de se
comandar uma lâmpada ou um grupo de lâmpadas de vários locais, ou melhor, de três ou mais
pontos diferentes. Esses interruptores apresentam as seguintes características:
Possuem quatro terminais para as ligações.
São sempre instalados entre dois interruptores paralelos.
As ligações na entrada e saída são feitas pela lateral do interruptor.
Os interruptores intermediários podem ser utilizados no comando de iluminação de
escadarias de vários andares, salões e corredores de vários acessos ou quando se deseja maior
comodidade na instalação elétrica. Também são conhecidos com o nome de “four way”
(quatro vias ou quatro caminhos).
A Figura 6.6 mostra o interruptor paralelo e seus terminais.
Figura 6.6: Interruptor paralelo e seus terminais.
FUNCIONAMENTO DO INTERRUPTOR INTERMEDIÁRIO
Assim como o interruptor em paralelo possui as condições adequadas para o seu
funcionamento, o mesmo ocorre para o interruptor intermediário, o qual deverá ser conectado
corretamente para o seu funcionamento (Figura 6.7(a)).
Figura 6.7: a) Funcionamento do interruptor intermediário.
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Em uma instalação elétrica, conforme for a necessidade, é possível instalar “n”
interruptores intermediários, conforme mostra a Figura 6.7(b).
Figura 6.7: b) Exemplo de esquema multifilar para “n” interruptores intermediários.
6.3 REATORES PARA ACIONAMENTO DE LÂMPADAS FLUORESCENTES
Pelo fato das lâmpadas fluorescentes funcionarem pelo principio da descarga elétrica
em gases, é necessária a utilização de um equipamento auxiliar que mantenha as condições
elétricas dentro de determinados valores, antes e depois da partida. O reator é responsável por
esta função. Sem ele a lâmpada seria destruída por excesso de corrente. Além disso, o reator
ligado à lâmpada produz um impulso de alta tensão necessário para a partida estabilizada da
lâmpada fluorescente.
O reator deve proporcionar as condições ideais de estabilização da corrente elétrica da
lâmpada, portanto, é fundamental conter as seguintes características:
Fator de potência elevado;
Baixa porcentagem de harmônicos na corrente;
Supressão adequada de interferência eletromagnética;
Condições ideais para a partida da lâmpada;
Dimensões reduzidas, baixas perdas, longa vida e baixo nível de ruído.
No reator podem-se encontrar os esquemas de ligação e características elétricas, tais
como números de lâmpadas, tensão, fator de potência e potência, que devem ser obedecidas
pelo instalador. Então, antes de ligar o reator, deve-se observar sempre o esquema de ligação
gravado no mesmo. Em relação ao tipo de reatores, eles podem ser eletromagnéticos ou
eletrônicos.
TIPOS DE REATORES
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REATORES ELETROMAGNÉTICOS
Os reatores eletromagnéticos são constituídos basicamente por uma bobina de fio de
cobre enrolada sobre um núcleo de ferro de silício, operando na frequência da rede elétrica
(60 Hz). Neste tipo de reator ocorrem grandes perdas de potência pela qualidade do ferro
empregado e pela elevada resistência do fio relativamente fino do enrolamento. Essa potência
elétrica se dispersa em forma de calor, resultando em temperaturas elevadas durante o
funcionamento normal. Os reatores eletromagnéticos podem ser classificados em 2 subtipos:
partida convencional e partida rápida.
PARTIDA CONVENCIONAL
O reator fornece por alguns segundos uma tensão nos filamentos da lâmpada para pré
aquecê-lo e em seguida, com a utilização de um starter proporciona o acendimento da
lâmpada fluorescente. A Figura 6.8 mostra um reator eletromagnético partida convencional.
Figura 6.8: Reator eletromagnético partida convencional.
PARTIDA RÁPIDA
Neste tipo de partida os filamentos são aquecidos constantemente pelo reator, o que
facilita o acendimento da lâmpada em um curto espaço de tempo. Para este tipo de partida não
é utilizado o starter, mas o uso de uma luminária (chapa metálica) aterrada é necessário para o
perfeito acendimento das lâmpadas. A Figura 6.9 mostra um reator eletromagnético partida
rápida.
Figura 6.9: Reator eletromagnético partida rápida.
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REATORES ELETRÔNICOS
Os reatores eletrônicos são compostos por circuitos que proporcionam uma corrente
elétrica em alta frequência para as lâmpadas fluorescentes, a partir da rede de baixa
frequência. Nesta frequência o comportamento eletrônico da lâmpada muda, resultando em
maior eficiência e economia de energia.
Os reatores eletrônicos possuem tecnologia inovadora, não necessitando de reignição
constante, como ocorre nos reatores eletromagnéticos convencionais. Outras vantagens são:
maior durabilidade das lâmpadas; menor peso e volume; menor aquecimento e baixa
temperatura de trabalho. Os reatores eletrônicos podem ser classificados em 2 subtipos:
partida rápida e partida instantânea.
PARTIDA RÁPIDA
O acendimento é controlado eletronicamente pelo sistema de pré-aquecimento dos
filamentos da lâmpada. O reator gera uma pequena tensão em cada filamento e, em seguida,
uma tensão de circuito aberto entre os extremos da lâmpada. Esta partida possibilita a emissão
de elétrons por efeito termiônico.
O tempo entre a energização do reator e o acendimento da lâmpada ocorre em torno de
1s a 2,5 s. A figura 6.10 mostra um reator eletrônico partida rápida.
Figura 6.10: Reator eletrônico partida rápida.
PARTIDA INSTANTÂNEA
Nesse sistema não há o pré-aquecimento dos filamentos. O reator gera diretamente a
tensão de circuito aberto para o acendimento da lâmpada. A Figura 6.11 mostra um reator
eletrônico de partida instantânea.
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Figura 6.11: Reator eletrônico partida instantânea.
6.4 VARIADOR DE TENSÃO ELÉTRICA “DIMMER”
É um dispositivo eletrônico que tem como finalidade controlar a tensão de um circuito
elétrico e pode substituir (e com vantagens) o interruptor normal de parede. Devido às suas
características, o interruptor normal autoriza a lâmpada a acender plenamente ou a apagar
completamente, sem qualquer condição intermediária. Com a utilização do variador de tensão
elétrica “Dimmer” com apenas um toque ou o movimento da mão é possível controlar, de
modo linear, a tensão do circuito desde zero, até o valor da tensão nominal (127 V ou 220 V).
Um “dimmer” tem como objetivo fazer com que aumente ou diminua a intensidade
luminosa através de um potenciômetro (Figura 6.12), que auxilia nessa operação. Esse recurso
da eletrônica varia a luminosidade da lâmpada - quer seja incandescente, halógena ou dicróica
- desde zero (completamente apagada) até 100% (totalmente acesa). Pode-se passar (e
“parar”, se assim for o desejo do usuário) em qualquer condição intermediária, como por
exemplo: “pouca luz”, “meia luz” e “luz plena”.
Figura 6.12: Potenciômetro.
O variador de tensão elétrica pode também ser utilizado para o controle de motores
universais (motores com comutadores, tipo CC).
Este dispositivo atende perfeitamente as necessidades do usuário, quanto ao conforto e
economia de energia elétrica.
TIPOS DE VARIADORES
Existem no comércio três tipos de variadores quanto ao seu funcionamento:
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a) Digital ou sensitivo: Com um toque rápido, a lâmpada se acende e com um novo
toque se apaga. Para variar a luminosidade, basta manter o contato com a placa
metálica.
b) Rotativo: Possui um botão do tipo “knob”, ao girar para a esquerda diminui o nível
da iluminação até apagar totalmente, e ao girar para a direita aumenta o nível de
iluminação até acender plenamente.
c) Deslizante: Possui um cursor que ao ser movido para baixo ou para cima ou ainda
para a esquerda ou para a direita permite a variação da luminosidade, de zero
(totalmente apagada) até 100% (totalmente acesa). A Figura 6.13 mostra os tipos de
variadores de tensão.
Figura 6.13: (a) Digital; (b) Rotativo; (c) Deslizante.
Este dispositivo pode ser utilizado no controle de iluminação de diversos ambientes,
como por exemplo: quartos, salas, copas, salas de reuniões, anfiteatros, luzes de cabeceira e
pode ser usado, também, para o controle de ventiladores de teto.
Algumas características importantes a respeito dos variadores devem ser observadas no
momento da instalação do mesmo, a fim de atender plenamente as necessidades de cada caso:
O variador de luminosidade digital guarda na memória a última regulagem;
O variador de luminosidade pode ser utilizado para iluminação fluorescente desde
que seja com reator eletrônico dimerizável;
O variador digital permite instalação com pulsadores em paralelo que também
poderão comandar e variar a luminosidade.
OBSERVAÇÃO:
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O dimmer não dever ser utilizado com lâmpadas fluorescentes, transformadores
não dimerizáveis, motores de indução ou outras cargas indutivas.
O dimmer não pode ser utilizado em paralelo. Pode-se fazer a ligação do dimmer
entre dois interruptores paralelos. Assim, a mesma lâmpada pode ligada/desligada
pelos interruptores em dois pontos diferentes, e ainda, pelo dimmer. No entanto, a
intensidade luminosa das lâmpadas somente poderá ser controlada pelo dimmer.
6.5 SENSOR DE PRESENÇA
O sensor de presença tem a função de acender a iluminação de um determinado
ambiente automaticamente ao detectar movimento (penas, animais, etc.) e de apagá-la
quando, após um tempo regulável de 10 segundos a 30 minutos aproximadamente, não houve
qualquer tipo de movimentação no interior do recinto, em relação ao seu campo de detecção.
O tempo de regulagem, ângulo e área de cobertura varia de acordo com o tipo e o fabricante.
O sensor de presença não necessita de intervenção manual para que a iluminação se
acenda como é o caso da minuteria, somente o movimento dentro do seu campo de detecção é
o suficiente para a iluminação acender e permanecer acesa enquanto houver movimento. A
Figura 6.14 mostra vários tipos de sensores de presença.
Figura 6.14: Modelos de sensor de presença.
O sensor de presença, dependendo da finalidade a que se destina, pode apresentar
várias inovações tecnológicas, cujo objetivo é tornar mais seguro e eficiente o controle das
áreas a serem protegidas, proporcionando maior comodidade e segurança aos usuários. Os
sensores de presença podem conter as seguintes características:
Regulagem de tempo: 1s, 1 min. e 5min. Permite escolher por quanto tempo a
carga permanecerá ligada após a última detecção do sensor.
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Regulagem de sensibilidade: mínima e máxima. Esse ajuste permite regular o
alcance do produto.
Fotocélula com regulagem: desligado, mín. e máx. Possibilita a escolha do nível de
luz em que o sensor vai liberar o acionamento das lâmpadas, evitando o
desperdício de energia em períodos nos quais a luminosidade ambiente é
suficiente.
Recontagem de tempo automática a partir da ultima detecção.
Os sensores de presença são classificados quanto à instalação e o funcionamento.
INSTALAÇÃO
Em relação á instalação, os sensores de presença podem ser de embutir ou aparente,
instalados na parede ou no teto. E a área de cobertura pode ser para alguns tipos mais
sofisticados, de até 180 e o ângulo de cobertura pode variar de 95° a 360°.
Quanto à potência e o tipo de lâmpada que pode ser utilizadas como carga deve ser
consultada os catálogos dos fabricantes.
A sua instalação deve ser feita a uma altura aproximada de 2,5 m do piso, de
maneira que a movimentação de pessoas, veículos, animais, etc. seja preferencialmente na
transversal, cortando o maior número de raios possíveis, como se pode ver na Figura 6.15.
Figura 6.15: Modos de Instalação do sensor de presença.
6.6 RELÉ FOTOELÉTRICO
No comando de iluminação em áreas externas é muito comum a utilização de
elementos fotossensíveis (dispositivos que funcionam em função da luz ambiente): a ligação
ou desligamento se faz automaticamente, ligando ao anoitecer e desligando ao amanhecer (ou
desligando em um horário predeterminado).
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No controle individual ou em grupo de luminárias, a utilização dos relés
fotoelétricos vem se generalizando. Há alguns anos era de uso quase exclusivo das
concessionárias de energia elétrica e empresas (indústrias e comércio), hoje é de utilização
comum dos consumidores em geral, devido à facilidade de instalação, eficiência e baixo
custo.
O relé fotoelétrico é utilizado em grande escala para o comando fotoelétrico
automático de iluminação de ruas e avenidas, praças e jardins, entroncamentos rodoviários e
rodoferroviários, áreas de estacionamento, iluminação externa de residências, fachadas de
prédios, monumentos, áreas públicas, iluminação decorativa, placas e painéis de publicidade e
sinalização de torres e para-raios. A Figura 6.16 mostra o relé fotoelétrico e sua base.
Figura 6.16: (a) Base do relé fotoelétrico; (b) Relé fotoelétrico
FUNCIONAMENTO DO RELÉ FOTOELÉTRICO
Quanto ao princípio de funcionamento, existem três tipos de relés fotoelétricos:
térmico; eletrônico e magnético (Figura 6.17).
Figura 6.17: (a) Relé fotoelétrico térmico; (b) Relé fotoelétrico eletrônico; (c) Relé fotoelétrico
magnético.
O elemento básico de funcionamento é o LDR (Resistor Dependente de Luz), que é um
componente eletrônico que varia sua resistência de acordo com nível de luz incidente. Assim
durante o dia, quando a luz é intensa, a resistência do LDR é baixa, da ordem de 100 ohms (Ω),
enquanto que à noite ou no escuro, seu valor passa a ser superior a 1M ohms (MΩ). A Figura
6.18 mostra um resistor dependente de luz.
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Figura 6.18: Resistor dependente de luz.
RELÉ FOTOELÉTRICO MAGNÉTICO
Uma corrente alternada flui do terminal da linha (F) através da bobina do relé (L) e da
fotocélula (ligada em série) até o terminal “comum” (TC). Assim que a fotocélula (LDR)
recebe luz, sua resistência elétrica diminui permitindo que a corrente circule através da
Bobina do relé (L) e ocorra a formação do campo magnético, abrindo o contato: LÂMPADA
APAGADA. O campo magnético, por sua vez, gera uma força de atração, que é controlada
pelo fotoresistor que abre ou fecha os contatos, desligando ou ligando as lâmpadas, em função
da luminosidade ambiente em contraposição a uma força fixa de uma mola (M).
Quando há pouca luminosidade incidindo no fotoresistor, abaixo do nível de lumens
necessários, a resistência do fotoresistor (LDR) aumenta impedindo a circulação de corrente
na bobina do relé e interrompendo a formação de campo magnético; o contato é fechado pela
ação da mola (M): LÂMPADA ACESA. A Figura 6.19 mostra o funcionamento do relé
fotoelétrico magnético.
Figura 6.19 – funcionamento do relé fotoelétrico magnético.
OBSERVAÇÃO:
O relé fotoelétrico deve ser instalado com o LDR voltado para o sul, e de modo que a
luz da lâmpada não incida diretamente sobre ele.
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PRÁTICA DE LABORATÓRIO:
LÂMPADA INCANDESCENTE ACIONADA POR INTERRUPTOR SIMPLES:
MATERIAL UTILIZADO
lâmpadas incandescentes 60 W - 127 V;
01 interruptor simples;
Cabos.
PROCEDIMENTO
I. Monte o circuito na bancada conforme o esquema multifilar mostrado nas figuras.
II. Energize o circuito e teste-o acionando o interruptor.
III. Verifique o que ocorre em cada situação.
IV. Meça atenção e a corrente da lâmpda
ESQUEMA MULTIFILAR
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PRÁTICA DE LABORATÓRIO:
LÂMPADA INCANDESCENTE ACIONADA POR INTERRUPTORES PARALELO
OU “THREE- WAY” e INTERMEDIÁRIO ou “FOUR-WAY”.
MATERIAL UTILIZADO
02 Interruptores Paralelo;
01 Interruptor Intermediário;
lâmpadas incandescentes de 15 W - 220 V;
Cabos.
PROCEDIMENTO
I. Monte o circuito na bancada conforme o esquema multifilar mostrado nas figuras.
II. Certifique-se de que as ligações estão corretas e energize a bancada;
III. Energize o circuito e teste-o acionando o interruptor.
IV. Verifique o que ocorre em cada situação.
ESQUEMA MULTIFILAR
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PRÁTICA DE LABORATÓRIO:
INSTALAÇÃO DE UMA LÂMPADA FLUORESCENTE COM REATOR DO TIPO
CONVENCIONAL
MATERIAL UTILIZADO
01 lâmpada fluorescente, um starter e um reator convencional;
01 lâmpada fluorescente e um reator eletrônico;
01 interruptor simples;
Cabos.
PROCEDIMENTO
I. Monte o circuito na bancada conforme o esquema multifilar mostrado nas figuras.
II. Certifique-se de que as ligações estão corretas e energize a bancada;
III. Energize o circuito e teste-o acionando o interruptor.
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IV. Verifique o que ocorre em cada situação.
ESQUEMA MULTIFILAR
Lâmpadas Fluorescentes Tubulares acionadas por Reator Eletrônico
PRÁTICA DE LABORATÓRIO:
INSTALAÇÃO DE LÂMPADA INCANDESCENTE COM SENSOR DE PRESENÇA
MATERIAL UTILIZADO
lâmpadas incandescentes 60 W - 127 V;
01 sensor de presença;
Cabos.
PROCEDIMENTO
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I. Monte o circuito na bancada conforme o esquema multifilar mostrado nas figuras.
II. Certifique-se de que as ligações estão corretas e energize a bancada;
III. Teste-o acionamento do sensor de presença;
IV. Verifique o que ocorre em cada situação.
ESQUEMA MULTIFILAR
PRÁTICA DE LABORATÓRIO:
CONTROLE DE ILUMINAÇÃO UTILIZANDO VARIADOR DE TENSÃO
ELÉTRICA “DIMMER”
MATERIAL UTILIZADO
lâmpadas incandescentes 60 W - 127 V;
01 “Dimmer”;
Cabos.
PROCEDIMENTO
I. Monte o circuito na bancada conforme o esquema multifilar mostrado nas figuras.
II. Certifique-se de que as ligações estão corretas e energize a bancada;
III. Teste-o acionando do dimmer.
IV. Verifique o que ocorre em cada situação.
ESQUEMA MULTIFILAR
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PRÁTICA DE LABORATÓRIO:
INSTALAÇÃO DE LÂMPADA ACIONADA POR RELÉ FOTOELÉTRICO
MATERIAL UTILIZADO
01 Relé Fotoelétrico 127 V;
01 Relé Fotoelétrico 220 V;
lâmpadas incandescentes (220 V);
lâmpadas incandescentes (127 V);
Cabos.
PROCEDIMENTO
I. Monte o circuito na bancada conforme o esquema multifilar mostrado nas figuras.
II. Certifique-se de que as ligações estão corretas e energize a bancada;
III. Teste-o acionando do reléfotoelétrico.
IV. Verifique o que ocorre em cada situação.
ESQUEMA MULTIFILAR
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BIBLIOGRAFIA
MAMEDE FILHO, J. Instalações Elétricas Industriais, Editora LTC, 7ª ed;
CAVALIN, Geraldo & CERVELIN, Severino. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
PREDIAIS, 14ª edição, 2004;
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Santo;
Elementos de Instalações Elétricas Prediais, SENAI- Rio de Janeiro, 2003;
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIENCIA E TECNOLOGIA DA
PARAÍBA, 2013;
DOS SANTOS, Kelly Vicente. Fundamentos de Eletricidade, 2011.
FERREIRA, Prof. Rodrigo Arruda. Instalações Elétricas I, 2010;
ELETRECIDADE PREDIAL, SENAI – Paraná;
DE SOUZA, Prof. Jorge Luiz Moretti. Condutores Elétricos – dimensionamento
e instalação, UFPR (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ).