Aula 04 - Controle de iluminação com interruptores e sensores.

Em geral, as instalações elétricas residenciais e comerciais podem utilizar interruptores simples, paralelos, intermediários ou ainda sensores. Embora o objetivo final seja ligar e desligar a iluminação, na maioria das vezes, cada um deles permite atender uma certa necessidade do ambiente.

Figura 01 - Interruptor Pulsador

A fim de explicar melhor as diferenças entre esses produtos e suas aplicações, apresento uma breve descrição de cada um, com alguns exemplos práticos.

Interruptor pulsador - O Interruptor pulsador possui uma gravação de campainha em seu interruptor. Quando pressionado fecha um circuito elétrico. 

Seu interruptor tem volta automática. Muito utilizado para acionamento de campainhas em geral. No diagrama unifilar da figura 01 há a indicação dos condutores de: neutro, fase, terra e retorno.

Para as instalações temos que identificar os condutores, o fio fase é o que vem do disjuntor, desde o quadro de distribuição até onde será instalado o interruptor, já o fio neutro tem origem no barramento neutro do quadro de energia, geralmente é na cor azul claro, e segue para qualquer ambiente onde estará o bocal da lâmpada, ele garante a segurança quando necessitamos substitui-la, o terceiro fio chama-se fio de retorno, que tem função essencial de ligar a lâmpada ao interruptor. Para os fios fase e de retorno, não existe regra para as cores, mas jamais poderá ser na cor azul claro (neutro) ou verde/amarelo (proteção).

Figura 02 - Interruptor Simples

As escolha da seção dos condutores adequada á instalação deve ser de; 1,5 mm para interruptores, 2,5 mm para tomadas de 10 amperes e 4 mm para tomadas de 20 amperes.

 

Interruptores simples - Quando há necessidade de ligar e desligar uma lâmpada ou um grupo de lâmpadas, a partir de um só ponto de comando, este é o tipo de interruptor indicado. 

Portanto, sua utilização é comum em ambientes como banheiros e dispensas, por exemplo. Em geral, os interruptores simples do tipo mais comum (unipolares) possuem apenas 2 terminais para a ligação dos cabos (“fios”). 

No diagrama unifilar da figura 02 há a indicação dos condutores de: neutro (azul), fase (vermelho) terra (verde) e retorno (amarelo). 

Figura 03 - Interruptor Dimmer

Interruptores Dimmer - O dimmer é um dispositivo elétrico rotativo, que quando está em série com uma lâmpada, tem a capacidade de alterar os valores de luminosidade produzida pela lâmpada. Para ambientes em que é necessário estar atento, geralmente o nível de iluminação é alta, já em ambientes onde a prioridade é o relaxamento e a sensação de acolhimento, o nível de iluminação baixa dá um toque especial.

Para variar a utilização dos ambientes ou para alterar a iluminação nos diferentes períodos do dia existe o dimmer, que é um componente capaz de alterar o nível de iluminação nos ambientes.

Os dimmeres mais antigos funcionam com um potenciômetro, que nada mais é do que uma resistência variável. Esse potenciômetro regula a quantidade de corrente que chega na lâmpada, sendo essa relação inversamente proporcional. Quanto maior a resistência, menor a corrente elétrica que chega na lâmpada e consequentemente, menor será a iluminação emitida. 

O dimmer é instalado de forma semelhante a instalação de um interruptor simples. Conecte o cabo de fase no borne indicado do dimmer, esse borne geralmente vem com a letra L, o cabo de retorno será instalado no outro borne do dimmer e também no soquete da lâmpada. A lâmpada também deve receber o cabo de neutro, diretamente do quadro de distribuição, assim como mostra o esquema da figura 03.

Interruptores paralelos - Os interruptores paralelos também são conhecidos como three-way. Eles permitem ligar e desligar uma lâmpada ou grupo de lâmpadas, a partir de dois locais diferentes. 

Figura 04 - Interruptores paralelos.

Assim, sua utilização é comum em corredores e dormitórios, por exemplo. Nestes últimos, é frequente encontrar um interruptor próximo à porta de acesso e outro na cabeceira da cama. 

Os interruptores paralelos mais comuns são unipolares, e possuem 3 terminais para a ligação dos cabos.

Repare que na interconexão entre os interruptores são utilizados dois fios de retorno, além do fio retorno que se conecta com a lâmpada no circuito, ou seja, em um circuito com interruptores paralelos utilizamos 3 fios de retorno.

 No diagrama unifilar da figura 04 há a indicação dos condutores de: neutro (azul), fase (vermelho) terra (verde) e de três cabos de retorno (amarelo). 

Interruptores intermediários - Os interruptores intermediários, também conhecidos como chave cruz ou ainda four-way, são utilizados em conjunto com dois interruptores paralelos. 

Figura 05 - Interruptores paralelos
e intermediário.

Eles permitem ligar e desligar uma lâmpada ou grupo de lâmpadas, a partir de três ou mais pontos de comando. Portanto, encontram aplicação em locais como corredores e escadarias com múltiplos acessos, por exemplo.

Esses interruptores possuem 4 terminais para a ligação dos cabos. E eventualmente, podem trazer alguma marcação no corpo, para facilitar a distinção de outros produtos parecidos, que também possuem 4 terminais, como os interruptores simples bipolares.

Na instalação, utilizam-se os interruptores paralelos nos extremos, intercalando-se interruptores intermediários entre eles, em número  suficiente para atender todos os pontos de comando requeridos pelo ambiente. 

No diagrama unifilar da figura 05 há a indicação dos condutores de: neutro (azul), fase (vermelho) terra (verde) e de cinco cabos de retorno (amarelo). 

Figura 06 - Relé fotoelétrico.

Relé fotoelétrico - A finalidade do relé fotoelétrico é substituir o comando manual de iluminação por um comando automático. Isso significa que a lâmpada acende ao anoitecer e apaga ao amanhecer. O esquema multifilar e unifilar para instalar corretamente o relé fotoelétrico para o comando de iluminação em lâmpadas incandescentes está na figura 06.

Para o comando de lâmpadas a vapor de mercúrio, vapor de sódio e multi-vapor metálico (lâmpadas de descarga) são necessários um reator para cada lâmpada com potências equivalentes. Logo, cada lâmpada deverá ter o seu respectivo reator com potência igual à da lâmpada. 

Figura 07 - Interruptor bipolar.

Interruptor bipolar - Os interruptores bipolares são utilizados em sistemas bifásicos para comandar lâmpadas em um único ponto de comando. Ele possui possui quatro pontos de conexão elétrica, podemos descrever ele como sendo dois interruptores simples acionados por uma única tecla. Isso ocorre para que ambas as fases sejam interrompidas no circuito, visando segurança ao trocar uma lâmpada. Como temos um circuito bifásico, não temos mais fio neutro, apenas fases, retorno e terra. Em nossa carga (lâmpada incandescente) ficam dispostos os fios de retorno.

No diagrama unifilar da figura 07 há a indicação dos condutores de: Fase R (preto), fase S (vermelho) terra (verde) e de dois cabos de retorno (amarelo). 

Figura 08 - Interruptor bipolar paralelo.

Interruptor bipolar paralelo - O interruptor bipolar paralelo é utilizado em sistemas bifásicos (duas fases). Instala-se esse interruptor para ligar e desligar lâmpadas em dois pontos de comandos dentro do mesmo ambiente, como escadarias ou corredores. Assim como os demais interruptores já apresentados, o interruptor bipolar paralelo possui como características elétricas principais 10 A  e 250 V. A Figura 8 apresenta o esquema funcional para o circuito com interruptor bipolar paralelo e lâmpada incandescente e o esquema unifilar para um circuito com interruptores bipolares paralelos e lâmpada incandescente..

Figura 09 - Sensor de presença

É possível visualizar que o interruptor paralelo possui seis pontos de conexão elétrica. Assim como ocorre com o interruptor bipolar simples, é como se tivéssemos dois interruptores paralelos sendo acionados por uma única tecla simultaneamente. De acordo com a NBR5410, é obrigatório que os pontos centrais recebam os fios fase do circuito em um dos interruptores e os outros quatro pontos, inferior e superior, recebam fios de retorno do circuito.

No diagrama unifilar da figura 06 há a indicação dos condutores de: Fase R (preto), fase S (vermelho) terra (verde) e de seis cabos de retorno (amarelo).

Sensor de presença - Os sensores de presença são comumente utilizados nas instalações elétricas residenciais, comerciais e prediais, principalmente para acionamento de lâmpadas ou portas por exemplo. Sensores de presença são basicamente dispositivos capazes de detectar movimentos de determinados corpos.

Quando o sensor detecta algum movimento um relé é acionado, fechando um contato normalmente aberto, permitindo a passagem da corrente elétrica e acionando um componente por exemplo, que neste caso será acionada uma lâmpada.

No diagrama unifilar da figura 09 há a indicação do condutor de: Fase R (preto), neutro (azul) e de retorno (amarelo).

Tomadas

As tomadas são dispositivos que permitem ligações elétricas provisórias de aparelhos portáteis industriais e eletrodomésticos. A ligação é feita através de encaixe entre o plugue (móvel) e a tomada (fixa), figura 07.

A partir de 2011, conforme o novo padrão brasileiro, só podem ser comercializados plugues com três pinos e tomadas com três furos (neutro, terra e fase), figura 08. Tais tomadas permitem a ligação de aparelhos por meio de plugues de dois e três pinos redondos. Os plugues de três pinos são utilizados em aparelhos que necessitam de aterramento. O terceiro pino (central), realiza a ligação com o fio terra, evitando que o consumidor sofra um choque elétrico ao ligar aparelhos com falha de isolação.

Figura 10 - Plugue e tomada.

O novo padrão brasileiro foi desenvolvido com o objetivo de diminuir as possibilidades de choque elétrico, incêndios e mortes. Por isso, as tomadas possuem formato em poço, o que impede o contato acidental do usuário com o pino energizado.

Configurações para os plugues e tomadas do padrão brasileiro:

• Com diâmetro de 4 mm para corrente nominal de até 10A (TUG)
• Com diâmetro de 4,8 mm para corrente nominal de até 20A (TUE)

Essa distinção existe para garantir que os consumidores não liguem equipamentos de alta potência em um ponto não projetado para esse fim.

As tomadas até 10A, com pinos mais finos e que são mais facilmente encontradas em nossas residências, são classificadas como tomadas de uso geral ou TUG, visto que ela podem ser aplicadas com os mais diversos tipos de equipamentos de baixa potência.

Figura 11 - Posição dos cabos.

As tomadas até 20A, com pinos mais grossos, não são encontradas em todas residências. Existem apenas em algumas delas quando o projetista fez o dever de casa. Isso porque elas são destinadas a utilização de equipamentos de potência média, de apenas alguns aparelhos específicos e que, em geral, não ficam mudando de lugar a todo momento. Estas tomadas de até 20A são classificadas como tomadas de uso específico ou TUE. Podemos classificar como TUE as tomadas que serão utilizadas para alimentar, por exemplo, lavadoura de roupas, forno microondas, forno elétrico, ar condicionado, torneira elétrica, chuveiro elétrico, secador de cabelo, dentre outros.

Figura 12 - Chuveiro.

O chuveiro no diagrama elétrico ele é considerado como um ponto de TUE, mas na ligação elétrica física, como em 95% ele possui uma corrente superior a 20A, ele não poderá utilizar a tomada e plugue para 20A. Neste caso, utiliza-se conectores de porcelana ou baquelite, que suporta temperaturas e correntes adequadas. Utilizar elementos plásticos em correntes elevadas é certeza de deterioração dos elementos, derretimento e possivelmente curto-circuito, figura 09. Por fim, em relação a ligação elétrica das tomadas, conforme normas brasileiras vigentes a mesma deve ser instalada para que fique a altura padronizada do piso acabado:

• 0,30 metro (baixa)
• 1,30 metro (média)
• 2,20 metros (alta)

No link a seguir exemplos de diagramas unifilares para ensaio de controle de iluminação do tipo: pulsador, simples, paralelo, intermediário, bipolar, bipolar paralelo, dimerizado, fotoelétrico, temporizado , automático e por relé de impulso e seu diagrama funcional . Há também o diagrama unifilar para ensaio de controle de iluminação por relé de impulso e sensor de presença e o diagrama do quadro de cargas, ambos realizado pelo Engenheiro Eletricista Márcio Luiz de Paula, para montagem em laboratório. Há também o diagrama funcional do relé de impulso 26.04 e do sensor de presença Qa19M.

As instalações serão avaliadas conforme Ficha de avaliação de instalação residencial.

© Direitos de autor. 2019: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 28/02/2023

Aula 03 - Projeto elétrico Residencial conforme norma GED13 - CPFL.

Este exemplo de projeto aplica-se à instalação consumidora residencial de 45 metros quadrados com carga instalada até 15 kW, a serem ligadas através de padrão de entrada categoria A2 nas redes aéreas secundárias de distribuição urbana.

Esta planta baixa está disponível em:
18_07_01 Planta Baixa - ACME Residencial;

1. O primeiro passo consiste em definir a carga instalada. A carga instalada é a soma das potências nominais em kW dos equipamentos da residência, os quais depois de concluídos os trabalhos de instalação, estão em condições de entrar em funcionamento. Esta informações podem ser organizadas em Tabela 01 - Intenção do cliente e potência requerida dos equipamentos.
2. O segundo passo consiste determinar o fator de demanda definido pela carga instalada.
3. O terceiro passo calculamos a demanda que é a potência em kVA, requisitada por determinada carga instalada. Esta informações podem ser organizadas em Tabela 02 - Planilha de divisão de circuitos.
4. Por último definimos o padrão de entrada da instalação, compreendendo ramal de entrada, poste particular, caixas, proteção, aterramento e ferragens, de responsabilidade do cliente, preparada de forma a permitir a ligação de uma unidade consumidora à rede da CPFL.

O cálculo da carga instalada é básico para a determinação do tipo de atendimento e fornecimento de energia, o cálculo de demanda se aplica a instalações residenciais atendidas em baixa tensão, quando o interessado não tiver dados mais precisos quanto a sua demanda prevista.

Tabela de número mínimo de tomadas em razão dá área construída.

Exemplo de dimensionamento do padrão de entrada: Residência de aproximadamente 45 m², contendo um quarto, sala, cozinha e banheiro, e os seguintes aparelhos com potência definida. Conforme norma GED 13 - CPFL para iluminação e tomadas em Instalação Residencial devemos:

• Considerar no mínimo o número de tomadas indicadas em tabela, em função da área construída. 
• Considerar no mínimo um ponto de luz por cômodo ou corredor e potência igual a 100 W por ponto de luz.
• Considerar a instalação de pelo menos um chuveiro e de um ferro de passar roupas.

Tabela de fator de demanda disponível 

em: 18_07_02 Carga instalada, fator
de demanda e de agrupamento .

Neste caso para a área construída total: de 30 < S < 50 (m²);

• 1 ponto de iluminação para cada cômodo com total de 600W;
• 6 tomadas de 100 watts cada com total de 600W;
• 3 tomadas de 600 watts cada na cozinha com total de 1800W;

Total parcial igual a 3 KW e fator de demanda de 0,66 resultando na demanda parcial de 1,98 KVA.
Os interruptores e tomadas pode ser escolhidos em catálogos como o: Catálogo Técnico Bari da Alumbra.

Considerar pelo menos a instalação de um chuveiro e um ferro de passar roupas.

• 1 Chuveiro Tradicional Fame de 4800 watts ( Manual disponível em: 18_08_04 Chuveiro Tradicional FAME );
• 1 Ferro a vapor Electrolux de 1250 W ( Manual disponível em: 18_08_05 Ferro a vapor Electrolux );
• 1 Lavadora Semi-automática Colormaq de 400 watts ( Manual disponível em: 18_08_04 Tanquinho Colormaq );
• 1 Forno Microondas Brastemp de 1200 watts (Manual estará disponível em: 18_08_07 Microondas Brastemp );

Como todos eletrodomésticos possuem consumo menor que 10 amperes apenas o chuveiro será instalado com tomada de uso específico.
Total parcial igual a 6,78 KW e fator de demanda de 1 resultando na demanda de aquecedores de 6,78 KVA.

Total: 6780 W, arredondando-se a unidade em kW  temos que C = 6,8 kW, com padrão de entrada A2.

O quadro de distribuição pode ser escolhido em catálogo como o: Catálogo técnico de quadro de distribuição da FAME.

Com isso definimos a instalação compreendendo ramal de entrada, poste particular, caixas, proteção, aterramento e ferragens, de responsabilidade do cliente na categoria A2, preparada de forma a permitir a ligação de uma unidade consumidora à rede da CPFL. A energia elétrica é fornecida na freqüência nominal de 60 Hz e nas tensão secundárias nominais de 127 V entre fase e neutro.

Orientações para instalação de padrão está disponível em:
18_07_03 Padrão de entrada CPFL;

Divisão dos circuitos da instalação
A instalação elétrica de uma residência deve ser dividida em circuitos terminais. Isso facilita a manutenção e reduz a interferência entre pontos de luz e tomada de diferentes áreas, a previsão dos circuitos terminais deve ser feita da seguinte maneira:

• os circuitos de iluminação devem ser separados dos circuitos de pontos de tomadas e dos circuitos independentes;
• todos os pontos de tomada de cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes devem ser atendidos por circuitos exclusivos;
• todo ponto de utilização previsto para alimentar equipamento com corrente nominal superior a 10A, de modo exclusivo ou ocasional, deve constituir um circuito independente.

Após a definição dos circuito devemos calcular a corrente total e de projeto dos circuitos.
Para dar sequência e para facilitar ainda mais a compreensão, vamos criar um exemplo e aplicá-lo dentro das tabelas apresentadas. A corrente de projeto do circuito 01 - Chuveiro de 4800 watts que será dimensionado é de 37,8 A, o cabo utilizado tem isolação em PVC, visando utilizar as tabelas apresentadas, o número de circuitos dentro do eletroduto será 3  (Chuveiro, tomada e Iluminação) e o método de referência é o B1, que representa o embutido em alvenaria. 

Os eletrodutos  e quadros de distribuição pode ser escolhido em catálogo como o: Catálogo técnico de eletrodutos quadros de distribuição da Tigre .

Em seguida você deve procurar o valor de corrente mais próximo da quantidade de amperes do circuito, neste caso foi foi 6 mm² com corrente de 41A, devemos usar o valor superior. Se a aplicação dos dados foi correta, a tabela de dimensionamento vai mostrar que o cabo correto seria o de 6 mm².

No entanto é necessário levar em consideração a quantidade de circuitos dentro do eletroduto. Cada quantidade de circuitos requer um fator de correção diferente e é isso que mostra a tabela de fator de agrupamento. 

Como o nosso exemplo utilizou 3 circuitos, o fator de correção neste caso é de 0,70. Agora você deve utilizar este fator de correção na capacidade de condução do circuito de 6 mm² dentro de um eletroduto com 3 circuitos. Para isso você deve utilizar a seguinte fórmula: Iz = Ic x Fc. Onde: Iz – valor da corrente de condução do condutor corrigida; Ic – valor da corrente de condução do condutor na tabela e Fc – (fator de correção), 

Recomendações de cabos e disjuntores da Foxlux para
chuveiros: << www.foxlux.com.br>>

Neste caso temos Iz = 41A x 0,70, tendo como resultado, Iz = 28,7A, que é o resultado apresentado.

É importante observar se o valor que encontrar, no caso 28,7A é menor que a condução necessária da corrente de projeto do circuito. No exemplo utilizado a corrente é de 41A, ou seja, o cabo de 6 mm² não vai conseguir conduzir a corrente correta, necessitando de um cabo mais grosso.

Voltando para a tabela de dimensionamento, o próximo valor dentro dos dados apresentados no exemplo é o cabo de 10 mm²  com corrente de 57A. Jogando este novo valor na fórmula (Iz = Ic x Fc), do fator de correção você encontra o seguinte: Iz= 57A x 0,70, tendo como resultado, Iz = 39,9 A que é maior que a corrente total do chuveiro  37,8 A. Portanto, o cabo ideal para este exemplo apresentado é o de 10,0 mm² .

Com a escolha dos cabos finalizadas devemo escolher o disjuntor que irá realizar a proteção contra sobrecarga das instalações residenciais. Esta proteção do circuito contra sobrecargas estará garantida se as condições abaixo for assegurada:

• IB ≤ In ≤ Iz (condição normal)
• I2 ≤ 1,45 Iz (sobrecarga - atuação do disjuntor)

Onde: IB é a corrente de projeto do circuito; In é a corrente nominal do disjuntor; Iz é a capacidade de condução de corrente dos condutores do circuito, nas condições de instalação previstas e I2 é a corrente convencional de atuação do disjuntor (I2 = 1,35 In). Como exemplo estarei escolhendo o disjuntor a ser utilizado no chuveiro.

• A corrente nominal (In) do disjuntor deve ser maior ou igual à corrente do circuito a ser protegido (Ib). Então: In > Ib, com isso temos: In > 37,8A, no caso 40A estará Ok.
• A corrente nominal (In) do disjuntor deve ser igual ou menor que a corrente máxima (Iz) do fio escolhido. Então: In < Iz, com isso temos: In < 57 A, no caso 40A também estará Ok.
• A corrente de atuação do disjuntor de 40A por sobrecarga I2 ≤ 1,45 Iz, temos: 1,35 x 40 ≤ 1,45 x 57A, com este cálculo chegamos á 54A, valor abaixo da corrente do cabo de 57A, portanto este cabo de 10 mm² pode ser utilizado.

Após definição dos circuito e condutores devemos calcular a taxa máxima de ocupação de eletrodutos em relação à área da seção transversal que não deve ser superior a 40% para três ou mais condutores ou cabos. 

Tabela de secção de condutores e taxa de ocupação de eletrodutos
disponível em: 18_08_17 Tabela de dimensionamento de eletrodutos.

Uma das formas de dimensionamento dos eletrodutos segue o seguinte roteiro:

• determinar a seção dos condutores que irão passar no interior do eletroduto.
• determinar a área total de cada condutor (considerando a camada de isolação) na tabela A.
• efetuar a soma das seções totais, obtida no item anterior e determinar na tabela B ou C (na coluna 40% da área) o valor imediatamente superior ao valor da somatória e o respectivo diâmetro do eletroduto a ser utilizado.

Em uma instalação elétrica o eletroduto deve ter um diâmetro mínimo de 20mm. Outra forma de dimensionamento utiliza a tabela D, onde em função da quantidade de condutores e a seção nominal do maior condutor no eletroduto, determina-se o tamanho nominal do eletroduto.

Além desses critérios, o projetista precisa considerar também as dificuldades referentes à execução da instalação. 
Os acessórios para instalações elétricas podem ser escolhidos em catálogo como o: Catálogo técnico de produtos Foxlux para instalações.

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/07/2018

Aula 02 - Levantamento das cargas elétricas a serem instaladas em residência.

Figura 01 - Efeitos da eletricidade.

O levantamento das potências é feito mediante uma previsão das potências (cargas) mínimas de iluminação e tomadas a serem instaladas, possibilitando, assim, determinar a potência total prevista para a instalação elétrica residencial. 

A instalação deve prever carga de iluminação, de tomadas gerais e específica além de ser executada com segurança a fim de evitar acidentes.

RECOMENDAÇÕES DA NBR 5410 PARA O LEVANTAMENTO DA CARGA DE ILUMINAÇÃO

1. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz e a potência mínima de iluminação.

• prever pelo menos um ponto de luz no teto, comandado por um interruptor de parede.
• arandelas no banheiro devem estar distantes, no mínimo, 60 cm do  limite do boxe.

A carga de iluminação é feita em função da área do cômodo da residência.

Figura 02 - Iluminação.

• para área igual ou inferior a 6 m² atribuir um mínimo de 100 VA. 
• para área superior a 6 m² atribuir um mínimo de 100 VA para os primeiros 6 m², acrescido de 60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros.

A NBR 5410 não estabelece critérios para iluminação de áreas externas em residências, ficando a decisão por conta do projetista e do cliente.

RECOMENDAÇÕES DA NBR 5410 PARA O LEVANTAMENTO DA CARGA DE TOMADAS

Figura 03 - Eletrodomésticos portáteis.

1. Condições para se estabelecer a quantidade mínima de tomadas de uso geral (TUG’s) a potência mínima de tomadas de uso geral.

• cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m² no mínimo uma tomada.
• cômodos ou dependências com mais de 6 m² no mínimo uma tomada para cada 5m ou fração de perímetro, espaçadas tão uniformemente quanto possível.
• cozinhas, copas, copas-cozinhas uma tomada para cada 3,5 m ou fração de perímetro, independente da área.
• subsolos, varandas, garagens ou sótãos pelo menos uma tomada.
• banheiros no mínimo uma tomada junto ao lavatório com uma distância mínima de 60cm do limite do boxe.

Figura 04 - Tomada específica
para aparalhos fixos .

Em diversas aplicações, é recomendável prever uma quantidade de tomadas de uso geral maior do que o mínimo calculado, evitando-se, assim, o emprego de extensões e "tês" que, além de desperdiçarem energia, podem comprometer a segurança da instalação.

Tomadas de uso geral (TUG’S) não se destinam à ligação de equipamentos específicos e nelas são sempre ligados: aparelhos móveis ou aparelhos portáteis.

• banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes - atribuir, no mínimo, 600 VA por tomada, até 3 tomadas e atribuir 100 VA para os excedentes.
• demais cômodos ou dependências - atribuir, no mínimo, 100 VA por tomada.

2. Condições para se estabelecer a quantidade de tomadas de uso específico (TUE’s) e a potência de tomadas de uso específico.

• a quantidade de TUE’s é estabelecida de acordo com o número de aparelhos de utilização que sabidamente vão estar fixos em uma dada posição no ambiente.

Tomadas de uso específico (TUE’S) são destinadas à ligação de equipamentos fixos e estacionários, como é o caso de secadora de roupa, chuveiro e torneira elétrica.

Figura 05 - Eletrodomésticos fixos
com corrente maior que 10 amperes.

Quando usamos o termo “tomada” de uso específico, não necessariamente queremos dizer que a ligação do equipamento à instalação elétrica irá utilizar uma tomada. Em alguns casos, a ligação poderá ser feita, por exemplo, por ligação direta (emenda) de fios ou por uso de conectores.

• atribuir a potência nominal do equipamento a ser alimentado.

Conforme o que foi visto, para se prever a carga de tomadas é necessário, primeiramente, prever a sua quantidade. Essa quantidade, segundo os critérios, é estabelecida a partir do cômodo em estudo, fazendo-se necessário ter o valor da área e ou do perímetro.

Os valores das áreas e do perímetro dos cômodos da planta devem ser calculados, para se prever a quantidade mínima de tomadas.

LEVANTAMENTO DA POTÊNCIA TOTAL

Figura 06 - Padrão de energia monofásico
e quadro do medidor.

Após o cálculo da potência ativa de iluminação, de tomadas de uso geral (TUG’s) e de de tomadas de uso específico (TUE’s), calculamos a potência ativa  total prevista para a residência, isto irá determinar o tipo de fornecimento, a tensão de alimentação e o padrão de entrada.

TIPO DE FORNECIMENTO E TENSÃO

Nas áreas de concessão da ELEKTRO, se a potência ativa total for: 

• Até 12000 W: Fornecimento monofásico - feito a dois fios: ma fase e um neutro - tensão de 127 V.
• Acima de 12000 W até 25000 W. Fornecimento bifásico - feito a três fios: duas fases e um neutro - tensões de 127V e 220V.
• Acima de 25000 W até 75000 W. Fornecimento trifásico - feito a quatro fios: três fases e um neutro - tensões de 127 V e 220 V.

Calculado a carga instalado e definido o tipo de fornecimento, pode-se determinar o padrão de entrada. Padrão de entrada nada mais é do que o poste com isolador de roldana, bengala, caixa de medição e haste de terra, que devem estar instalados, atendendo às especificações da norma técnica da concessionária para o  tipo de fornecimento. Pronto o padrão de entrada e estando  ligados o medidor e o ramal de serviço, a energia elétrica entregue pela concessionária estará disponível para ser utilizada.

Figura 07 - Quadro de força e luz.

Através do circuito de distribuição,  essa  energia é levada do medidor (QFL) até o quadro de distribuição, também conhecido como quadro de força e luz (QD). 

Quadro de distribuição é o centro de distribuição de  toda a instalação elétrica de uma residência, pois: recebe os fios que vêm do medidor.

• nele é que se encontram os dispositivos de proteção.
• dele é que partem os circuitos terminais que vão alimentar diretamente as lâmpadas, tomadas e aparelhos elétricos.

O quadro de distribuição deve estar localizado em lugar de fácil acesso e o mais próximo possível do medidor.

Isto é feito para se evitar gastos desnecessários com os fios do circuito de distribuição, que são os mais grossos de toda a instalação e, portanto, os mais caros.

Através da figura 08, você poderá enxergar os componentes e as ligações feitas no quadro de distribuição. 

Figura 08 - Componentes do
quadro de força e luz.

Neste exemplo o quadro de distribuição é para fornecimento bifásico. Nele está instalados vários dispositivos de proteção:

• Disjuntor diferencial residual geral (IDR); 
• Barramento de proteção; 
• Barramento de interligação das fases; 
• Barramento de neutro; 
• Disjuntores dos circuitos terminais bifásicos; 
• Disjuntores dos circuitos terminais monofásicos.

Disjuntores termomagnéticos são dispositivos que oferecem proteção aos fios do circuito e permitem manobra manual.

• Desligando-o automaticamente quando da ocorrência de uma sobrecorrente provocada por um curto-circuito ou sobrecarga.
• Operando-o como um interruptor, secciona somente o circuito necessário numa eventual manutenção.

No quadro de distribuição, encontra-se também o disjuntor diferencial residual que é um dispositivo constituído de um disjuntor termomagnético acoplado a um outro dispositivo: o diferencial residual.

Figura 09 - Circuitos terminais.

Sendo assim, ele conjuga as duas funções: a do disjuntor termomagnético que protege os fios do circuito contra sobrecarga e curto-circuito e a do dispositivo diferencial residual protege as pessoas contra choques elétricos provocados por contatos diretos e indiretos.

Os dispositivos vistos são empregados na proteção dos circuitos elétricos. O circuito elétrico é o conjunto de equipamentos e fios, ligados ao mesmo dispositivo  de proteção.

Em uma instalação elétrica residencial, encontramos dois tipos de circuito, o de distribuição que liga o quadro do medidor ao quadro de distribuição e os circuitos terminais que partem do quadro de distribuição e alimentam diretamente lâmpadas, tomadas de uso geral e tomadas de uso específico.

CRITÉRIOS ESTABELECIDOS PELA NBR 5410

• prever circuitos de iluminação separados dos circuitos de tomadas de uso geral (TUG’s).

• prever circuitos independentes, exclusivos para cada equipamento com corrente nominal superior a 10 A.

Figura 10 - Chuveiro.

Por exemplo, equipamentos ligados em 127 V com potências acima de 1270 VA (127 V x 10 A) devem ter um circuito exclusivo para si. Além desses critérios, o projetista considera também as dificuldades referentes à execução da instalação. Se os circuitos ficarem muito carregados, os fios adequados para suas ligações irão resultar numa seção nominal (bitola) muito grande, dificultando:

• a instalação dos fios nos eletrodutos;

• as ligações terminais (interruptores e tomadas).

Para que isto não ocorra, uma boa recomendação é, nos circuitos de iluminação e tomadas de uso geral, limitar a corrente a 10 A, ou seja, 1270 VA em 127 V ou 2200 VA em 220 V. Aplicando os critérios em uma residência, deverá haver, no mínimo, quatro circuitos  terminais:

• um para iluminação;

• um para tomadas de uso geral que serão instaladas em vários cômodos;

• dois para tomadas de uso específico (chuveiro e torneira elétrica).

Conforme mostrado na figura 09.

Uma vez determinado o número de circuitos elétricos em que a instalação elétrica foi dividida e  já definido o tipo de proteção de cada um, chega o momento de se efetuar a sua ligação.

Essa ligação, entretanto, precisa ser planejada detalhadamente, de tal forma que nenhum ponto de ligação fique esquecido.

Figura 11 - Planejamento da instalação.

Para se efetuar esse planejamento, desenha-se na planta residencial o caminho que o eletroduto deve percorrer, pois é através dele que os fios dos circuitos irão passar.

Entretanto, para o planejamento do caminho que o eletroduto irá percorrer, fazem-se necessárias algumas orientações básicas:

• Locar, primeiramente, o quadro de distribuição, em lugar de fácil acesso e que fique o mais próximo possível do medidor.
• Partir com o eletroduto do quadro de distribuição, traçando seu caminho de forma a encurtar as distâncias entre os pontos de ligação.
• Utilizar a simbologia gráfica para representar, na planta residencial, o caminhamento do eletroduto.

Uma vez determinado o local para o quadro de distribuição, inicia-se o caminhamento partindo dele com um eletroduto em direção ao ponto de luz no teto da sala e daí para os interruptores e tomadas desta dependência. Neste momento, representa-se também o eletroduto que conterá o circuito de distribuição.

Figura 12 - Representação da instalação elétrica.

Para os demais cômodos da residência, parte-se com outro eletroduto do quadro de distribuição, fazendo as outras ligações.

Uma vez representados os eletrodutos, e sendo através deles que os fios dos circuitos irão passar,  pode-se fazer o mesmo com a fiação: representando-a graficamente, através de uma simbologia própria.

Sabendo-se como as ligações elétricas são feitas, pode-se então representá-las graficamente na planta, devendo sempre:

• representar os fios que passam dentro de cada eletroduto, através da simbologia própria;
• identificar a que circuitos pertencem.

Na prática, não se recomenda instalar mais do que 6 ou 7 condutores por eletroduto, visando facilitar a enfiação e/ou retirada dos mesmos, além de evitar a aplicação de fatores de correções por agrupamento muito rigorosos.

Figura 13 - Ocupação de eletrodutos.

O tamanho dos eletrodutos deve ser de um diâmetro tal que os condutores possam ser facilmente instalados ou retirados. Para tanto é obrigatório que os condutores não ocupem mais que 40% da área útil dos eletrodutos.

Através da planta pode-se: medir e determinar quantos metros de eletrodutos e fios, nas seções indicadas, devem ser adquiridos para a execução do projeto.

Figura 15 - Caixas e eletrodutos.

Para se determinar a medida dos eletrodutos e fios deve-se: medir, diretamente na planta, os eletrodutos representados no plano horizontal e Somar, quando for o caso, os eletrodutos que descem ou sobem até as caixas.

As medidas dos eletrodutos que descem até as caixas são determinadas descontando da medida do pé direito mais a espessura da laje da residência a altura em que a caixa está instalada.

Como a medida dos eletrodutos é a mesma dos fios que por eles passam, efetuando-se o levantamento dos eletrodutos, simultaneamente estará se efetuando o da fiação.

Tendo-se medido e relacionado os eletrodutos e fiação, conta-se e relaciona-se também o número de: 

• caixas, curvas, luvas, arruela e buchas;

• tomadas, interruptores, conjuntos e placas de saída de fios.

Figura 16 - Altura das caixas.

Alguns materiais utilizados em instalações elétricas devem obrigatoriamente possuir o selo INMETRO que comprova a qualidade mínima do produto.

Entre estes materiais, estão os fios e cabos elétricos isolados em PVC até 750 V, cabos com isolação e cobertura 0,6 / 1kV, interruptores, tomadas, disjuntores até 63 A, reatores eletromagnéticos e eletrônicos.

Há nestes links exemplos de diagramas unifilares para ensaio nos cômodos: Sala, Quintal, Corredor,   Quarto,  Suíte, Cozinha,  Área de serviço, Quadro de força e luz e uma planta baixa realizado pelo Engenheiro Eletricista Márcio Luiz de Paula.

Apresento aqui uma edição da: Manual de instalações elétrica - PIRELLI / ELEKTRO V1 e Manual de instalações elétrica - PIRELLI / ELEKTRO V2 , onde há outro exemplo de projeto cálculo de uma instalação residencial conforme NBR5410.

Esta postagem foi baseada nos Manuais de  Instalações Elétricas Residenciais - 3 volumes, 1996 © ELEKTRO / PIRELLI complementada, atualizada e ilustrada com a revisão técnica do Prof. Hilton Moreno, professor universitário e secretário da Comissão Técnica da NBR 5410 (CB-3/ABNT).

© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 07/02/2023

Aula 01 - Tensão, Corrente, Potência, Resistência

Quando estudamos eletromecânica, é comum ouvirmos sobre Tensão, Corrente, Potência, Resistência e unidades de medida como Volts, Amperes, Watts e Ohms.

Figura 01 - Tensão, corrente e resistência elétrica.

Entender esses conceitos é fundamental para começar a aprender sobre eletricidade e realizar análises de circuitos bem sucedidas.

A tensão elétrica consiste na diferença de potencial elétrico entre dois pontos. Essa diferença de potencial é o que possibilita o movimento dos elétrons, gerando assim uma corrente elétrica. Portanto, quanto maior esse valor, mais energia pode fluir no circuito. A circulação de corrente elétrica é limitada pela resistência elétrica do circuito.

Vamos estudar quais são as principais grandezas físicas relacionadas a eletricidade bem como os cálculos que relacionam umas com as outras.

Veja a fórmula: I = V / R (A); Onde:  I = Corrente (Amperes), V = Tensão (Volts) e R = Resistência (Ohms).

Tensão Elétrica

Figura 02 - Tensão elétrica.

A Tensão Elétrica é fornecida ao circuito por meio de um gerador, seja ele uma pilha, bateria, fonte ou até mesmo um gerador solar, térmico, mecânico e inúmeros outros. A unidade de medida é o Volt, e é vista em circuitos representada pelas letras V ou U.

Quando alguém falar em ddp (diferença de potencial) também está se referindo a tensão elétrica. A tensão também é representada nas fórmulas pela letra V e eventualmente pela letra U. V, uma homenagem á Volta, Alessandro Giuseppe (1745 - 1827). 

Corrente Elétrica

Figura 03 - Corrente elétrica.

A Corrente Elétrica é um fluxo de elétrons que circula em um condutor quando há diferença de potencial – ou seja, tensão.

Pode causar alguns efeitos no condutor, sejam eles térmicos ou luminosos. O exemplo disso é um chuveiro elétrico, que a corrente passando em seu circuito dissipa muito calor.

A unidade de medida da corrente são os Amperes. Em circuitos, você pode ver ela ser representada pela letra i. Não confundir a representação da corrente (I) com sua unidade em Amperes (A), uma homenagem á Ampère, André-Marie (1775 - 1836).

Apesar de sempre considerarmos que a energia sai do terminal positivo do gerador e flui para o terminal negativo, isso não acontece de fato. Na realidade, os elétrons saem do terminal negativo e fluem para o positivo.

Resistência Elétrica

Figura 04 - Resistência elétrica.

Em termos técnicos, a Resistência Elétrica é a capacidade de um corpo se opor a passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada.

Isso muda de material para material – cada um tem suas características, uns facilitam e outros dificultam a passagem de corrente.

Dessa forma, na prática, todo material possui uma resistência elétrica, por menor que ela seja.

A resistência causa o efeito Joule, em que parte da energia é perdida em forma de calor. Quanto maior a resistência, maior a perda.

A unidade de medida da Resistência é o Ohm. Entretanto, em circuitos e equações, ela será vista representada pela letra R. Os Ohms são representados pela letra grega ômega (Ω). Ohm é uma homenagem á Ohm, Georg Simon (1789-1854).

Potência Elétrica

Figura 05 - Potência elétrica.

Quando relacionamos a Tensão e a Corrente de um circuito, temos a potência. Assim, a potencia é o produto da multiplicação dos volts pelos amperes. Veja a fórmula: P = V x I (W); 

Onde: P = Potência (Watts); V = Tensão (Volts) e I = Corrente (Amperes).

A unidade de medida da Potência é o Watt. Assim, quando dizemos que um aparelho tem tantos Watts, é a relação entre a tensão e a corrente que ele “consome”. Não confundir a representação da potência (P) com sua unidade em watts (W), Watts é uma homenagem á Watt, James (1736-1819).

© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 07/02/2023