Equipamentos elétricos

– Brasília : Universidade de Brasília, 2009. p. ISBN: 978-85-230-0971-7 1. Consumo de água. Consumo de energia elétrica. Este módulo também tem como objetivo entender um projeto elétrico, desde sua concepção, oferecendo conhecimentos que permitam que você faça o correto uso e manutenção da sua escola. Ementa Eletricidade como fonte de energia. Fundamentos teóricos e aplicações na escola. Iluminação de ambientes externos e internos ao prédio escolar. Equipamentos e gasto de energia: estrutura e funcionamento. Um dia inventou a alavanca para deslocar uma pedra, outro dia a roldana e a corda para puxar água de um poço. Como suprimento energético, a eletricidade tornou-se uma das formas mais versáteis e convenientes de energia, passando a ser um recurso indispensável e estratégico para o desenvolvimento socioeconômico de muitos países e regiões.

Atualmente, é enorme e crescente a influência que a energia elétrica exerce em todos os setores da atividade humana. Somos, a cada dia, mais dependentes desta energia, no lar, na escola, no trabalho, nos locais de lazer, de compras, enfim, em toda parte. Os avanços tecnológicos na geração, na transmissão e no uso final de energia elétrica permitem que ela chegue aos mais diversos lugares do planeta, transformando regiões desocupadas ou pouco desenvolvidas em pólos industriais e grandes centros urbanos. Promover o desenvolvimento econômico–social dessas regiões, preservar a sua diversidade biológica e garantir o suprimento energético das regiões mais desenvolvidas são alguns dos desafios da sociedade brasileira. Informe-se sobre os problemas atuais de suprimento de energia elétrica no Brasil.

Você se lembra do “apagão” de 2001? O que se fez para superá-lo na ponta do consumo e na de produção de energia? Entreviste algum engenheiro de sua cidade e pergunte o que ele acha sobre a construção de usinas atômicas e hidrelétricas no Brasil. Registre em seu memorial. Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica 11 No Brasil, o consumo de eletricidade, que era de cerca de 213 GWh (giga watts hora) em 1991, chegou a quase 306 GWh em 2000, observando-se uma redução no ano seguinte para 282 GWh, em função de práticas de racionalização de consumo durante e depois da ocorrência do racionamento de energia ocorrido em 2001, conhecido como período do “apagão”. com/ enervivas/cap06. htm. UNIDADE 1 – Eletricidade como fonte de energia Fonte: Disponível em: <www.

itaipu. gov. No mundo, menos de 20% da energia gerada tem origem hidráulica e quase 80% têm origem térmica, distribuída em 17% de origem nuclear, 63% térmica e menos de 1% geotérmica, como por exemplo, o vapor e a água quente provenientes do interior da Terra. As usinas hidrelétricas são construídas nos espaços onde melhor se podem aproveitar as afluências e os desníveis dos rios, geralmente situados em locais distantes dos centros consumidores. Assim, foi necessário desenvolver no país um extenso sistema de transmissão de energia. Essa distância geográfica, associada à grande extensão territorial e às variações climáticas e hidrológicas do país, tende a ocasionar o excesso ou a escassez de produção hidrelétrica em determinadas regiões e determinados períodos do ano.

UNIDADE 1 – Eletricidade como fonte de energia As termelétricas nacionais utilizam diversos combustíveis. No Brasil há cidades onde a tensão é de 220 V (Brasília, por exemplo) e outras 110 V (Rio de Janeiro e São Paulo, por exemplo). Mais à frente você irá aprender sobre V (volts) e sobre a tensão de utilização. As redes de distribuição, nos centros urbanos ou rurais, podem ser aéreas ou subterrâneas. Nas redes aéreas, os transformadores podem ser montados em postes ou em subestações abrigadas; e nas redes subterrâneas os transformadores deverão ser montados em câmaras subterrâneas. IMPORTANTE A entrada de energia dos consumidores finais é denominada de ramal de entrada. Procure saber qual a tensão elétrica da sua cidade e qual a empresa concessionária ou permissionária responsável pela distribuição da energia.

UNIDADE 1 – Eletricidade como fonte de energia São elaborados contratos de concessão com as empresas prestadoras dos serviços de distribuição de energia em que ficam estabelecidas regras a respeito da tarifa, da regularidade, da continuidade, da segurança, da atualidade e da qualidade dos serviços e do atendimento prestado aos consumidores e aos usuários. Noções básicas dos fundamentos da eletricidade Geralmente, despertamos com o toque do despertador de um rádio relógio ou de um celular. Levantamos, acendemos a luz. Tomamos um banho quente, quase sempre em chuveiro elétrico. Na Grécia antiga, já se conhecia a propriedade do âmbar de atrair partículas de pó ao ser esfregado em outro material. O âmbar é uma resina fóssil amarela, semitransparente e quebradiça, que na língua grega é chamado de elektron.

Talvez tenha saído daí o nome da eletricidade. IMPORTANTE Ocorre que certos materiais perdem cargas elétricas (elétrons) quando atritados com outros ou, dependendo do material atritado, ganham cargas elétricas ao invés de perdê-las. Quando ganham, dizemos que ficam carregados negativamente, pois convencionou-se dizer que os elétrons possuem cargas negativas. Há o pólo positivo, que tem menos elétrons, e o negativo, que tem mais elétrons. Acesse o site: http://fisica. cdcc. sc. usp. Com apenas treze anos, Faraday foi obrigado a abandonar os estudos e procurar trabalho, colocando-se a serviço do livreiro G. Riebau. Além de lhe ensinar a arte de encadernar – que Michael passou a praticar com rara perfeição –, o velho livreiro também lhe facilitou o acesso aos livros, abrindo ao garoto o mundo do conhecimento.

O próprio Faraday conta o quanto se deliciava com essas leituras, sobretudo quando teve em mãos, para encadernar ou vender, As conversações em química, de Marcet, e as maravilhosas teorias sobre eletricidade que encontrou na Enciclopédia britânica. Em outras palavras, corrente elétrica é o deslocamento de cargas dentro de um condutor quando existe uma diferença de potencial elétrico entre suas extremidades. Em 1831, Michael Faraday observou que ímãs em movimento dentro de circuitos fechados dão origem à corrente elétrica. UNIDADE 2 – Das teorias da física às aplicações no cotidiano da escola A corrente elétrica provocada por uma pilha é chamada corrente contínua, pois sempre percorre o circuito no mesmo sentido. Assim também é a corrente gerada pelas baterias dos automóveis.

Outra coisa que Faraday percebeu, usando instrumentos sensíveis ao movimento dos elétrons, foi que, afastando-se o ímã do circuito, o sentido da corrente mudava. Assim, com movimentos de aproximação e afastamento do ímã, produziu-se, pela primeira vez, uma corrente elétrica que mudava de sentido. IMPORTANTE Para distribuir a eletricidade, foram inicialmente utilizados condutores de ferro, depois eles foram substituídos pelos de cobre, que é um melhor condutor elétrico. Elétrons em movimento chocam-se com os átomos do material condutor. Isto dificulta a passagem de corrente elétrica. A esta oposição à passagem de corrente elétrica dá-se o nome de resistência elétrica, e seu símbolo é mostrado na figura a seguir. Sua unidade de medida é o ohm. Os gases das lâmpadas fluorescentes emitem luz ao serem percorridos pela corrente elétrica.

Dizemos que as lâmpadas convertem energia elétrica em energia luminosa. Você conseguiria observar outras situações em que a energia elétrica é convertida em outra forma de energia, a fim de gerar alguma coisa útil à sociedade? Descreva-as. A quantidade de energia que um sistema elétrico é capaz de fornecer depende da tensão e da corrente do sistema elétrico. Mais precisamente, chamamos de potência elétrica, cujo símbolo é a letra P, a capacidade de fornecimento de energia num certo intervalo de tempo. Com o simples acionamento de um interruptor de uma lâmpada, temos à nossa disposição a energia elétrica. A energia é a potência utilizada ao longo do tempo. No exemplo anterior, se o motor ficar ligado durante 2 horas, a energia consumida será a potência vezes o tempo, ou seja, a potência necessária seria de 220 x 20 = 4400 W ou 4,4 kW.

E a energia consumida seria 4,4 x 2 (tempo de funcionamento em horas) = 8,8 kWh. Verifique na conta de energia da sua escola, quantos kWh são consumidos de energia por mês. Apagá-las é uma atitude sadia, tanto social quanto ecologicamente correta. Os sistemas de iluminação devem proporcionar um ambiente visual adequado, fornecendo a luz necessária à realização de tarefas visuais a serem executadas pelos ocupantes do ambiente. A luz deve ser fornecida e direcionada à superfície de trabalho para que os ocupantes possam desenvolver melhor suas atividades. UNIDADE 3 – Iluminação dos ambientes Para que o projetista defina a iluminação de um ambiente, ele precisa saber qual atividade será desenvolvida no local. Nas escolas, temos diferentes necessidades de iluminação, de acordo com os ambientes: salas de aulas e de reuniões, auditórios, sanitários, cantina, pátios de recreação, portaria, etc.

A luz natural oferece qualidade da luz, comunicação visual com o meio externo, conservação dos recursos naturais, redução do consumo de energia e benefícios psicológicos. A utilização da iluminação natural deve ser avaliada na concepção inicial do projeto e deve levar em conta a variação diária e sazonal da luz solar para fornecer iluminação adequada por 29 UNIDADE 3 – Iluminação dos ambientes Estas informações fazem com que os gestores da educação reflitam. Qual será a clientela da escola? Somente crianças ou também adultos? Qual será o horário das atividades? Somente diurno ou também noturno? Que tipos de atividade visual serão exigidos nos processos de ensino, estudo e aprendizagem? maior tempo e menor carga térmica possíveis.

Uma abertura de grandes dimensões pode causar uma entrada excessiva de luz, resultando em uma carga térmica indesejável de muito calor, dependendo da região e da época do ano. Pequenas aberturas, ao contrário, necessitam de iluminação auxiliar (na maioria das vezes, iluminação artificial, mesmo durante um dia de céu claro, quando há mais luz). Finalmente, no começo dos anos 1930, iniciou-se a produção de lâmpadas de descarga de baixa pressão, semelhantes às que utilizamos atualmente, com menor desperdício de energia em forma de calor. Camisa de gás (lâmpada): a tela que incandesce em determinadas lâmpadas à gás. Das fontes de luz artificial, as lâmpadas elétricas são, sem dúvida, as que apresentam maior eficiência e possibilidades quase sempre ilimitadas de se obter ambientes acolhedores e confortáveis para o olho humano.

As lâmpadas elétricas do mercado atual são agrupadas em dois tipos principais: lâmpadas incandescentes e lâmpadas de descarga. Existem muitos fabricantes de lâmpadas no Brasil, e cada um deles fabrica vários tipos, cada um específico para determinado uso. Conceitos básicos das lâmpadas lúmen (lm), representado pelo símbolo Ø. Pode ser comparado com a quantidade de água que passa por segundo em determinado ponto. Exemplo: uma lâmpada incandescente de 100 watts emite cerca de 1. lúmens de fluxo luminoso por segundo ao ambiente. b) Intensidade luminosa É definida como a concentração de luz em uma direção específica, radiada por segundo. IMPORTANTE Exemplo: uma lâmpada incandescente proporciona, em média, uma eficiência luminosa de 17 lm/W (o que dá para iluminar uma sala de aula de 30 m2, com 4 a 8 lâmpadas de 100 Watts) e uma lâmpada fluorescente compacta proporciona 65 lm/W.

Assim, a lâmpada fluorescente tem uma eficiência luminosa cerca de quatro vezes maior que a de uma lâmpada incandescente. e) Tempo de vida Vida útil: é definida como o tempo em horas, no qual cerca de 25% do fluxo luminoso das lâmpadas testadas foi depreciado. Vida mediana: é definida como o tempo em horas, no qual 50% das lâmpadas de um grupo representativo, testadas sob condições controladas de operação, tiveram queima. f) Depreciação do fluxo luminoso g) Temperatura de cor Expressa a aparência de cor da luz emitida pela fonte e sua unidade de medida é o Kelvin (K). Existem lâmpadas com diferentes temperaturas de cor e que apresentam o mesmo IRC. Nas escolas, devemos utilizar lâmpadas com boa reprodução de cores (IRC acima de 80), pois esta característica é fundamental para o estudo e, também, para o conforto e beleza do ambiente.

UNIDADE 3 – Iluminação dos ambientes Informações sobre o IRC podem ser obtidas nas embalagens das lâmpadas e/ou nos sites dos fabricantes. Tipos de lâmpadas As lâmpadas fornecem a energia luminosa segundo suas especificações por meio das luminárias que as sustentam. Existem no mercado nacional diversos tipos de lâmpadas que podem ser incandescentes, halógenas, mistas, fluorescentes, de mercúrio, metálicas e de sódio. As que possuem espelho dicróico são muito utilizadas em exposições, galerias de arte e museus. As em forma de palito são muito utilizadas para iluminação de quadras esportivas, piscinas, monumentos, etc. ‡ OkPSDGDV LQIUDYHUPHOKDV XWLOL]DGDV HP LQG~VWULDV SULQFLpalmente para secagem de tintas ou outros materiais. ‡ OkPSDGDVWDQGDUGSRVVXLEXOERWUDQVSDUHQWH ‡ OkPSDGDsoft: possui bulbo leitoso, criando uma atmosfera agradável e relaxante com alto grau de conforto visual.

São utilizadas para iluminação residencial, iluminação de emergência e iluminação comercial (hotéis); UNIDADE 3 – Iluminação dos ambientes Veja alguns exemplos de lâmpadas incandescentes: Standard Soft ‡ OkPSDGD UHIOHWRUD SRVVXL HVSHOKR SDUDEyOLFR LQWHUQR TXH produz facho de luz direcionado. Nas compactas não integradas, o reator não precisa ser substituído sempre que necessitar trocar a lâmpada, pois permanece em operação por longo tempo, o que torna o sistema mais econômico para o usuário. Estes modelos são recomendados para áreas comerciais, onde a iluminação fica ligada por períodos longos. Possuem IRC >80, cores quentes e frias, variados modelos e aplicações. As lâmpadas fluorescentes podem ser de vários tipos, desde as lineares, muito utilizadas em salas de aula, até as circulares, além das compactas.

A seguir são apresentados alguns tipos de lâmpadas fluorescentes: 37 ‡ OkPSDGD XQLYHUVDO XWLOL]DGD QD LOXPLQDomR comercial ou em residências. IMPORTANTE 3. Vapor de mercúrio 3. Vapor metálico A lâmpada de vapor metálico possui vapor de haletos metálicos na descarga de mercúrio no interior do tubo. Ideais para iluminação de destaque em interiores e, principalmente, para iluminação de monumentos e outdoors e até mesmo para a iluminação pública. Veja alguns exemplos de lâmpadas de vapor metálico: ‡ OkPSDGD &'05 ,,, SRVVXL WXER FHUkPLFR HQYHORSDGR em uma superfície refletora com uma base antiofuscante. As luminárias possuem um papel extremamente importante em um sistema de iluminação, pois elas contribuem diretamente para uma distribuição eficiente da luz no ambiente e para o conforto visual das pessoas.

Os reatores são equipamentos auxiliares e necessários ao funcionamento de lâmpadas de descarga (exceto luz mista), com a finalidade de proporcionar as condições de partida (ignição) Os sensores de presença (ou movimento) e os sensores de luz são receptores automáticos para os sistemas de iluminação, ligando e desligando a luz ou aumentando e diminuindo o nível de iluminamento do ambiente, conforme esteja ajustado. O sensor tem como função principal proporcionar a economia de energia por meio do controle da iluminação. IMPORTANTE e de maneira que controle e estabilize a corrente elétrica do circuito. Um bom exemplo são os sensores de movimento instalados em halls ou áreas comuns de prédios residenciais. Faça uma leitura da conta de energia de sua escola e deduza, a partir da potência das lâmpadas e do tempo de utilização, qual percentual do consumo deriva da iluminação.

UNIDADE 3 – Iluminação dos ambientes 42 4. Uso racional de energia Atualmente, o desenvolvimento de qualquer nação está associado à produção de energia elétrica. As nações andam preocupadas com o elevado consumo de energia elétrica. A construção de usinas hidrelétricas, principal fonte de energia elétrica em diversos países, como o Brasil, requer altos investimentos. A necessidade de economizar energia elétrica tem aumentado a procura por alternativas energéticas, como a energia solar e o aquecimento a gás. A utilização do aquecedor solar para fornecimento de água quente vem se tornando opção viável, técnica e economicamente, para implantação nas mais diferentes edificações, de residências a hotéis. O sistema é composto por reservatórios térmicos e coletores solares, que são placas que captam a energia do sol e a transferem para a água.

Contam também com um sistema de aquecimento auxiliar elétrico, cuja função é complementar a temperatura necessária nos dias em que a radiação solar seja insuficiente para um aquecimento pleno – o que ocorre, por exemplo, em dias muito chuvosos ou intensamente frios, dependendo da região. IMPORTANTE O uso de métodos para economia de energia depende de diversos fatores, que vão desde a concepção e reavaliação do projeto de um edifício até a consideração de variáveis econômicas, climáticas e regionais. Os interruptores mais utilizados são os simples e os paralelos. Os simples comandam as lâmpadas de um só lugar. Quando for necessário comandar diversas lâmpadas em um mesmo ponto de luz, deve-se utilizar interruptor de várias seções, o interruptor paralelo, que comanda mais de uma lâmpada.

UNIDADE 4 – Equipamentos e gasto de energia 46 Existe ainda o sistema three-way, que corresponde a um mesmo ponto de luz acionado por dois interruptores diferentes e distantes um do outro. Esse sistema é muito útil em escadas ou dependências onde se deseja apagar ou acender a luz a partir de pontos diferentes, em função da distância ou por comodidade. Ao fio que faz essa ligação denominamos “fio terra”. É obrigatório que todas as tomadas tenham o seu fio terra. Normalmente, elas já vêm com o fio terra instalado, seja no próprio cabo de ligação do aparelho à tomada, seja separado dele. No primeiro caso, é preciso utilizar uma tomada com três pólos onde será ligado o cabo do aparelho. O objetivo dos aterramentos é assegurar, sem perigo, o escoamento das correntes de falta e de fuga para a terra, satisfazendo as necessidades de segurança das pessoas e funcionais das instalações.

Através dele é possível aumentar ou diminuir a iluminância de um ambiente, dentro dos limites da lâmpada. Nas escolas, podem ser utilizados nos auditórios e em salas de vídeo, permitindo criar diferentes cenários. Os sensores de presença são elementos utilizados com a finalidade de manter desligadas as luzes onde não haja constante permanência de pessoas. Quando o sensor de presença detecta movimento, imediatamente comanda o acendimento das luzes, que permanecem acesas por um tempo predeterminado. Pode ser muito útil nos banheiros das escolas, por exemplo. O eletroduto é utilizado para que os fios ou condutores sejam levados do ponto de utilização (tomadas ou interruptores) até o quadro de energia. Podem ser flexíveis ou rígidos, em PVC ou metálicos.

Os flexíveis são maleáveis e fáceis de serem utilizados embutidos em alvenarias. Os rígidos são os mais utilizados dentro das lajes das edificações. Os de PVC são mais práticos e econômicos e os metálicos são muito empregados em instalações aparentes. IMPORTANTE Dos quadros de distribuição saem os fios correspondentes aos circuitos que alimentam as lâmpadas, as tomadas e os equipamentos. A figura a seguir mostra um quadro de energia ou quadro de distribuição elétrica. Atualmente têm sido muito utilizados os quadros de distribuição de energia em PVC, considerados mais leves que os metálicos. Cargas específicas dos aparelhos de utilização Para estimar o gasto de energia elétrica de uma edificação é necessário saber qual a potência elétrica dos equipamentos utilizados.

Você sabe qual o consumo de energia elétrica de um ventilador, por exemplo? 51 No projeto elétrico, a potência das tomadas de uso específico, ou seja, as tomadas designadas para determinado aparelho elétrico possuem o valor nominal da potência do equipamento. Caso a atividade integre a Prática Profissional Supervisionada, descreva-a no relatório. Você sabe como é calculado o consumo de energia de um aparelho elétrico? Com a potência e a estimativa de uso do equipamento elétrico, em horas, é possível calcular o gasto mensal de energia por aparelho. IMPORTANTE 4. Gasto de energia 4. A eficiência do projeto no consumo energético Desde a pré-história, a adaptação ao clima norteia o modo como o homem organiza os espaços. Utilizar tecnologias passivas significa extrair os maiores benefícios possíveis do clima, dos materiais de construção, dos princípios clássicos de transferência de calor e das propriedades térmicas das envolventes exteriores.

Prestemos atenção ao que se passa na construção de prédios de apartamentos. Procurando a redução dos custos operacionais das edificações, algumas empresas estão exigindo das imobiliárias e das construtoras um contrato de eficiência energética do edifício. Neste contrato, deve-se apresentar uma relação de seus custos operacionais, com vistas a baixar as taxas dos condomínios. Assim, projetos que levam à redução dos custos, ou seja, prédios inteligentes ou os chamados greenbuildings (edifícios ecologicamente corretos desde sua concepção, construídos de forma que evite gastos energéticos e privilegiar o conforto e o bolso do usuário) passaram a ser uma exigência básica feita por incorporadores de vários países. Mas não podemos nos deixar envaidecer por nossa “potência” hidroelétrica.

Como estimar o consumo mensal de energia IMPORTANTE Temos de racionalizar para não chegarmos a um novo “apagão”. Alguns países da Europa regulam o consumo energético dos edifícios e, no Brasil, a ABNT trabalha no sentido de também estabelecer uma normalização. Com a potência média de consumo do equipamento elétrico e o tempo médio, em horas, de sua utilização, obtemos o consumo de energia, em Kwh (quilowatt-hora). Como exemplo, vamos utilizar um retroprojetor cuja potência média é de 1. Para um valor mais acurado, cheque a potência do equipamento na placa do mesmo. Aparelhos elétricos Potência média watts Dias estimados uso/mês Média utilização/dia Consumo médio mensal (Kwh) Aquecedor de ambiente 1000 15 8h 120 Ar-condicionado 1400 30 8h 336 Chuveiro elétrico 4400 30 40 min 88 Computador, impressora e estabilizador 180 30 3h 16,2 Ferro elétrico 1000 12 1h 12,0 Forno microondas 1200 30 20 min 12,0 Freezer 200 – – 80 Geladeira 200 – – 45 UNIDADE 4 – Equipamentos e gasto de energia Tabela – Estimativa de consumo mensal de energia de aparelhos elétricos Lâmpada fluorescente compacta 15 30 5 min 2,2 Lâmpada incandescente 40 30 5h 6,0 Lâmpada fluorescente compacta 60 30 5h 9,0 Lâmpada incandescente 100 30 5h 15,0 Liquidificador 300 15 15 min 1,1 Tv em cores – 14” 60 30 5h 9,0 Ventilador 120 30 8h 28,8 Videocassete 10 8 2h 0,16 4.

Como fazer a leitura do medidor Aprender como se faz a leitura do medidor (relógio de luz) é importante para acompanhar e controlar o consumo de energia. Para isso, basta fazer duas leituras mensais, uma no início e outra no final do mês, para saber qual o consumo de energia. UNIDADE 4 – Equipamentos e gasto de energia 56 Existem três tipos de medidores: o ciclométrico, que é analógico; o de ponteiros, que também é analógico; e o digital. Porém, cabines primárias são locais onde se corre risco de choques, caso os procedimentos de segurança não sejam seguidos. Por isso, evite ultrapassar as áreas cercadas com grades e restrinja sua permanência no interior da cabine apenas à efetuação da medição. Evite levar pessoas inadvertidas, portar alimentos, mexer em chaves ou equipamentos sem saber o que está fazendo e, de preferência, solicite a um eletricista que conheça a cabine que o(a) acompanhe, pelo menos na primeira vez.

‡)DoDXPDSODQLOKDFRPRVHTXLSDPHQWRVHOpWULFRVXWLlizados na escola e, utilizando a tabela com a potência média de cada aparelho, estime o consumo de energia mensal. Registre na forma adequada. O quadro elétrico serve para controlar a sobrecarga dos circuitos. Nesse caso, os disjuntores desarmam. Dos quadros de distribuição saem os fios correspondentes aos circuitos que alimentam as lâmpadas, as tomadas e os equipamentos. O quadro de distribuição deve ser disposto em local de fácil acesso. Ele é composto por disjuntor geral, com chave seccionadora ou dispositivo diferencial residual que desliga todos os circuitos a ele conectados e, ainda, por diversos disjuntores secundários que desligam seus respectivos circuitos. A primeira etapa é ter em mãos o projeto de arquitetura, no qual é definido o que é cada ambiente da edificação.

Na planta de arquitetura das escolas, por exemplo, estão definidos os locais das salas de aula, da diretoria, dos banheiros, do refeitório, etc. Deve-se, também, obter o layout de cada ambiente. Nas salas de aula é importante conhecer as alternativas de posição das mesas e das carteiras, se haverá tomadas para computadores, para televisor e outros aparelhos. Nas cozinhas e nos refeitórios, é preciso definir o local da bancada para que as tomadas estejam próximas, facilitando o uso. Cada projeto é feito em função do tipo de uso da edificação, procurando atender a necessidades específicas. Pé direito é a altura útil entre o chão e o teto em qualquer edificação. Arandela: qualquer aparelho de iluminação feito para funcionar preso à parede. Simbologia O projeto elétrico é representado por símbolos gráficos.

Eles são utilizados para facilitar sua execução e a identificação dos pontos de consumo. Havendo espaço livre dentro do eletroduto, o fio dilata e não há problemas. UNIDADE 5 – Funcionamento das instalações elétricas 64 Para a definição da bitola dos fios e dos eletrodutos é necessário utilizar tabelas com as bitolas comerciais. A seção nominal dos fios é dada em mm2, com fios de 1. etc. A seção mínima de cada circuito deve ser: Elemento Seção mínima (mm2) Iluminação 1,5 Tomadas de uso geral em quarto, sala e similares Tomadas em cozinha, áreas de serviço, garagens e similares 1,5 2,5 Aquecedores de água em geral 2,5 Condicionador de ar 2,5 São encontrados, no mercado, eletrodutos com diferentes diâmetros e o tamanho nominal a eles designados podem ser de 16, 20, 25, 32, etc.

Este fio não apresenta nenhuma diferença de potencial com o solo (porque está intimamente ligado com ele), sendo denominado, subjetivamente, de “retorno”, “neutro” ou “terra”. Os outros dois fios são isolados da terra. São os denominados fios fase ou vivos. Para um aparelho elétrico estes nomes são desnecessários, uma vez que os dois fios trabalham exatamente do mesmo modo, alternadamente. Contudo, para o instalador (eletricista) e para o usuário da edificação é importante saber qual fio está ligando o quê a quê, por motivos de segurança, não por motivos de funcionamento do aparelho. Após o relógio, encontramos um conjunto de dispositivos de proteção denominados de chaves ou disjuntores. Os disjuntores desarmam quando a corrente ultrapassa um valor considerado perigoso para a instalação.

Como já foi explicado anteriormente, temos que P = U x i, onde “P” é a potência do aparelho, “U” é a tensão da cidade e “i” a corrente suportada pelo fio. Para ligarmos uma geladeira cuja potência seja de 500 W em uma cidade cuja tensão seja 220 V, precisamos de uma corrente mínima igual a: i = P/U, ou seja, i = 500/220 = 2,3 A. Isso significa que, para o correto funcionamento da geladeira, neste exemplo, o fio tem de ter uma bitola que suporte no mínimo 2,3 A de corrente. Na rede elétrica, a tensão é alternada, já que potencial elétrico do fio fase é uma forma de onda senoidal, isto é, varia ao longo do tempo. UNIDADE 5 – Funcionamento das instalações elétricas Nas instalações elétricas de uma escola podem entrar de dois a quatro fios.

Destes fios que vêm do poste para a caixa de luz e passam pelo relógio medidor, um é chamado neutro e os demais são chamados fase. Podemos ter até três fases. O número de fases é definido pelo projetista em função da potência instalada na edificação. Enquanto o interruptor está desligado, este fio funciona como fio neutro, quando ligamos o interruptor, ele passa a ser uma fase, pois leva a fase para a lâmpada, acendendo-a. UNIDADE 5 – Funcionamento das instalações elétricas E o fio terra? O fio terra tem a função de capturar a corrente elétrica que algumas vezes quer “fugir” do interior dos aparelhos defeituosos e conduzi-la para a terra, desviando-a do corpo das pessoas. Ele é fundamental para a proteção das pessoas contra os choques elétricos, absorvendo e encaminhando para a terra as correntes que “fugiram” dos aparelhos, e para a proteção dos aparelhos elétricos contra picos de energia.

Ele descarregará para a terra as correntes “fugitivas” e estabilizará as tensões quando ocorrerem defeitos nas instalações. Podemos compará-lo ao cinto de segurança de um automóvel. É obrigatório que todas as tomadas tenham seu fio terra. Normalmente, os aparelhos elétricos já vêm com o fio terra instalado, seja no próprio cabo de ligação do aparelho à tomada (três pinos), seja separado dele (fio elétrico ao lado do plugue, geralmente verde). No primeiro caso, é preciso utilizar uma tomada com três pólos onde será ligado o cabo do aparelho. No segundo, uma tomada com dois pólos é suficiente. O fio terra do aparelho (que fica, normalmente, no fundo do equipamento) deve ser ligado diretamente ao fio terra da rede. Esse procedimento é interessante porque, se tentarmos trocar uma lâmpada tendo apenas o interruptor desligado e esse se achar no neutro (todo o restante do circuito ligado na fase), um toque em qualquer parte metálica do soquete ou do 71 UNIDADE 5 – Funcionamento das instalações elétricas Os circuitos que alimentam pontos de iluminação utilizam apenas a fase e o neutro.

Existe um terceiro fio chamado retorno. A fase chega no interruptor e é transmitida para a lâmpada pelo retorno. Se o interruptor estiver desligado não passa corrente pelo retorno. Ao ligá-lo, a corrente passa pelo retorno e acende a luz. Ficou clara a diferença entre a fase, o neutro e o terra? Caso tenha dúvida, ou queira socializar o conhecimento, monte uma equipe de estudo, com outros funcionários ou com alunos e, com eles, faça a maquete do circuito elétrico de uma lâmpada. Para isso, vocês irão precisar de um interruptor, um soquete, uma lâmpada e fios. Registre adequadamente. Projeto elétrico de uma escola Vamos apresentar, como exemplo, o projeto elétrico de uma escola. A planta baixa da escola é apresentada a seguir.

W UNIDADE 5 – Funcionamento das instalações elétricas A planilha de circuitos da escola é apresentada a seguir. Nela, consta a previsão de carga dos aparelhos elétricos e dos pontos de iluminação por circuito. O projeto é acompanhado por uma legenda que identifica os símbolos usados. Veja a legenda do projeto acima: Ponto de luz incandescente no teto Ponto de luz fluorescente no teto Tomada baixa (30 cm) Interruptor X s Fios Eletroduto no teto ou na parede Eletroduto no piso Quadro de energia No projeto, vemos que chegam nos interruptores os fios fase e retorno, que é ligado à lâmpada. Na lâmpada chega o fio neutro e o retorno, que vêm do interruptor. Para uma melhor compreensão e busca da solução mais conveniente, deve-se estudar separadamente cada uma delas.

Porém, para executar a instalação deve ser feito um único aterramento. As Normas Técnicas não permitem aterramentos isolados ou independentes, para que não apareça diferença de tensão, que é a principal causa de “queima” dos equipamentos e que colocam em riscos os usuários das instalações elétricas. Um único ponto de aterramento, portanto, garantirá a proteção adequada. exclusivos ou independentes constitui um grande equívoco. Instale mais tomadas, respeitando o limite de condução de energia elétrica dos fios; ‡ recorra sempre aos serviços de um profissional bem qualificado; ‡ os chuveiros elétricos devem possuir circuitos exclusivos; ‡ no caso da instalação de um novo equipamento elétrico como, por exemplo, um ar-condicionado, procure um especialista para calcular se a fiação, o eletroduto e o disjuntor existentes suportam o aparelho; 76 ‡ sempre que for fazer manutenção na rede elétrica, desligue o disjuntor.

UNIDADE 5 – Funcionamento das instalações elétricas Procure obter o projeto elétrico da sua escola. Ele será útil no caso de eventuais manutenções da rede elétrica. Procure entender os circuitos existentes. Localize o quadro de energia da escola. Na automação, a eletrônica é mais usada no controle de equipamentos. A eletrônica está sempre presente no dia-a-dia. Quando você assiste a uma telenovela ou a uma partida de futebol pela televisão, ouve música no rádio ou utiliza o computador, está desfrutando de coisas que só a eletrônica é capaz de proporcionar. UNIDADE 6 – Princípios e desenvolvimento da eletrônica 78 O assunto mais abordado na eletrônica hoje é a automação residencial. Ela está diretamente ligada ao conforto e à qualidade de vida, estando cada dia mais presente nas edificações.

Tudo isso garante a funcionalidade, o conforto e a segurança de nossas vidas e patrimônios. São muito úteis em museus, bancos, shoppings, na sua escola e até mesmo em nossa casa. O uso do ar-condicionado pode representar até 50% do consumo elétrico de um edifício comercial. Por meio da automação é possível reduzir esse consumo, controlando a temperatura de acordo com a demanda. Em geral, o conforto para o ambiente é de temperaturas entre 23ºC e 25ºC, e a eficiência do sistema é obtida pela escolha do equipamento e por uma correta operação. Todo transistor possui três terminais. Aquele que está ligado à camada do meio chama-se base. Os que estão ligados às camadas das pontas chamam-se emissor e coletor. A figura a seguir ilustra os transistores PNP e NPN com seus símbolos.

UNIDADE 6 – Princípios e desenvolvimento da eletrônica 80 A figura, a seguir, mostra o aspecto físico de vários transistores, com a identificação dos terminais. O resistor é usado para controlar a corrente num circuito. velocidade de um motor elétrico. Nesses casos, usa-se um resistor variável, chamado potenciômetro. Capacitor Esse componente possui duas placas condutoras (armaduras), separadas por um material isolante chamado dielétrico. Serve para acumular cargas elétricas. Já os digitais possuem a vantagem de melhor visualização, principalmente os que utilizam LCD (Liquid Cristal Display) com back light (luz de fundo). Dentre os equipamentos considerados básicos na eletrônica, temos o amperímetro e o voltímetro. A figura a seguir 83 UNIDADE 6 – Princípios e desenvolvimento da eletrônica Instrumentos para medição eletrônica são utilizados para análise de circuitos elétricos/eletrônicos.

Com ele podemos medir corrente, voltagem e resistência. Podemos, ainda, analisar capacitores, diodos e transistores. Sua conexão a um circuito é ilustrada a seguir, onde estamos medindo a queda de tensão existente em cima da lâmpada de 120ohms. Esquema de ligação de um voltímetro Assim como o amperímetro, não existe polaridade para o voltímetro, quando estamos trabalhando em corrente alternada. No entanto, ao trabalharmos com corrente contínua, é necessário respeitar a polaridade. Em geral, instrumentos de medição eletrônica são integrados em um mesmo equipamento, denominado “multímetro”. Fontes de alimentação As fontes de alimentação são imprescindíveis no nosso dia-a-dia, estando presentes em praticamente todo eletrodoméstico, desde o carregador do telefone celular até sua televisão ou microcomputador.

Isso acontece porque no momento em que o transistor não conduz, a corrente circulante é nula, fazendo com que o transistor não perca nenhuma potência. No momento em que o transistor é comutado, a sua resistência é zero e, da mesma forma, a dissipação de calor não existe. No entanto, na prática, a condição anterior esbarra nos limites do transistor (ou outro elemento regulador), que além de não possuir resistência absolutamente zero (ela chega a ser próxima a zero, mas nunca é nula), também não é um As fontes chaveadas possuem características que as fazem ser cada dia mais utilizadas, dentre elas há um bom rendimento, não necessitando de elementos reguladores muito potentes, de grandes dissipadores de calor e podendo fornecer normalmente a tensão necessária para a alimentação dos circuitos em geral.

IMPORTANTE comutador ideal, que parte da tensão mínima para a máxima instantaneamente, o que reflete em uma pequena dissipação de potência nesse ponto intermediário entre a tensão mínima e a máxima. Em aparelhos delicados, normalmente o elemento regulador é um transistor de efeito de campo, e esse é controlado diretamente pelo circuito oscilador. ‡ 9HULILTXH R IXQFLRQDPHQWR GDV WRPDGDV LQWHUUXSWRUHV H pontos de luz a cada dois anos e os disjuntores ou fusíveis a cada seis meses, reapertando as conexões. ‡ 1RFDVRGHPXGDQoDGHXVRRXLQVWDODomRGHQRYRVHTXLpamentos, pode-se utilizar instalações aparentes que facilitam as vistorias e as novas instalações. ‡ 1XQFDGHL[HRVTXDGURVGHHQHUJLDDEHUWRV ‡ 1mRSHUPLWDH[WHQV}HVGHTXDOTXHUGRVFLUFXLWRVHOpWULFRV (gambiarras) e não substitua lâmpadas por outras mais fortes, para não aquecer ou queimar o disjuntor ou fusível.

‡ 1mRVXEVWLWXDIXVtYHLVTXHLPDGRVRXGLVMXQWRUHVTXHEUDGRV por fios de arame ou por outros de maior capacidade que os originais. ‡ )DoD SHULRGLFDPHQWH D VXEVWLWXLomR GRV FRPSRQHQWHV GHfeituosos, como lâmpadas, interruptores, tomadas, etc. ‡ (IHWXHOLPSH]DQDVSDUWHVH[WHUQDVGDVLQVWDODo}HVHOpWULFDV (espelho, tampas de quadros, etc. somente com pano. ‡ (YLWH FRQWDWR GRV FRPSRQHQWHV GR VLVWHPD HOpWULFR FRP água. UNIDADE 7 – Conservação, uso e manutenção das instalações e dos aparelhos elétricos ‡ 1RSHUtRGRGHIpULDVRXUHFHVVRVHVFRODUHVGHVOLJXHGHGLD os disjuntores gerais, conservando ligados somente os necessários para a conservação de alimentos e religando à noite os do sistema de iluminação e segurança. O uso de benjamins, “tês”, ou extensões para alimentar diversos equipamentos em uma mesma tomada, deve ser evitado para a segurança das instalações elétricas.

até 30. acendimentos de acordo com as condições de uso. Na dúvida, apague as luzes. Economizar água significa economia de energia, tanto da escola quanto da cidade, porque a água precisa ser bombeada das regiões mais baixas para as mais altas, da entrada dos prédios até as caixas d’água. Ao se gastar menos água, menos água precisa ser bombeada e menos energia é utilizada. ‡ &DVR D OkPSDGDIOXRUHVFHQWHGHPRUH PXLWR DDFHQGHURX fique com as pontas pretas muito cedo, deve-se trocar o starter e verificar a voltagem e o reator. ‡ 4XDQGRDOXPLQiULDID]UXtGRGHYHVHPRQWDURUHDWRUHP uma placa de borracha ou em um material com isolamento acústico. UNIDADE 7 – Conservação, uso e manutenção das instalações e dos aparelhos elétricos ‡ &DVR KDMD TXHLPDV GDV OkPSDGDV HP H[FHVVR LVVR SRGH ser sinal de voltagem muito alta.

Se a luminosidade parecer inferior ao esperado, pode ser variação negativa de voltagem. Procure ajuda de um profissional especializado. ‡ $VFKDYHVXVDGDVHPLQVWDODomRGHSUpGLRVHVFRODUHVSRdem ser do tipo faca, com fusíveis de rosca ou cartucho e ainda disjuntores. Podem ocorrer problemas de mau contato das facas com as garras ou de derretimento do isolante. No primeiro caso, nota-se um faiscamento entre as duas partes. Se estiverem em bom estado, desligue a chave com um alicate isolado, ajuste as garras. Se as partes estiverem em mau estado, troque a chave. ‡ 'HVOLJXHRFRQGLFLRQDGRUGHDUVHPSUHTXHRDPELHQWHILcar vazio por períodos longos (mais de duas horas). ‡ 4XDQGRSRVVtYHOIHFKHDVFRUWLQDVHRXSHUVLDQDVQRDPbiente, evitando assim a entrada de calor excessivo. UNIDADE 7 – Conservação, uso e manutenção das instalações e dos aparelhos elétricos ‡ 6XJLUDDDTXLVLomRGHPRGHORVGHDUFRQGLFLRQDGRGHMDQHla que tenham o Selo Procel de Economia de Energia, com classificação A ou B (economia de até 34% no consumo de energia).

‡ 3URWHMDDSDUWHH[WHUQDGRDSDUHOKRGHDUFRQGLFLRQDGRGH janela ou a unidade condensadora do split da incidência do sol, sem bloquear as grades de ventilação. Economia de energia É importante estarmos atentos aos aspectos ambientais e promovermos a conscientização dos usuários e dos funcionários da escola para que colaborem em ações que tragam benefícios para a humanidade. A lâmpada de vapor de sódio, por exemplo, para grandes ambientes ou iluminação externa é mais eficiente que as lâmpadas de vapor de mercúrio ou as mistas. ‡ 3DUDHYLWDUIXJDGHFRUUHQWHHOpWULFDUHDOL]HPDQXWHQo}HV como: rever o estado de isolamento das emendas dos fios, reapertar as conexões do quadro de distribuição e as conexões das tomadas, interruptores e ponto de luz, verificar o estado dos contatos elétricos, substituindo peças que apresentam desgaste.

‡ ,QVWDOH HTXLSDPHQWRV H HOHWURGRPpVWLFRV TXH SRVVXDP R Selo Procel de “Conservação de Energia”, pois esses consomem menos energia. ‡ &RORTXH R FKXYHLUR HOpWULFR QD SRVLomR ´YHUmRµ QRV GLDV quentes, pois o consumo é 30% maior na posição “inverno”. ‡ 2EVHUYH D YHGDomR GDV SRUWDV GD JHODGHLUD H GR freezer, caso existam, periodicamente. No caso de sala de microcomputadores (com uma rede), pode-se conservar energia desligando-os nos fins de semana, feriados, à noite ou a qualquer outro período longo em que eles não sejam utilizados. Descarte de equipamentos eletrônicos e lâmpadas 7. Equipamentos eletrônicos UNIDADE 7 – Conservação, uso e manutenção das instalações e dos aparelhos elétricos 98 Você já parou para pensar na quantidade de sucata tecnológica produzida diariamente? São equipamentos eletrônicos aposentados, celulares, televisores, aparelhos de som, computadores, materiais de escritório, acessórios de pesquisas escolares, mídias em geral, como, disquetes, CDs e DVDs.

Todo esse aparato que faz parte da vida moderna um dia fica obsoleto ou perde sua utilidade. O lixo eletrônico constitui-se num problema relativo ao descarte de resíduos de maior crescimento no mundo. Contudo, quando quebram, elas liberam seu conteúdo de vapor de mercúrio que causa intoxicação quando aspirado. Dependendo da temperatura do ambiente, o vapor de mercúrio pode permanecer no ar por muitos dias. O aterramento das lâmpadas também é nocivo porque provoca a infiltração do mercúrio no solo, atingindo mananciais e entrando na cadeia alimentar 99 UNIDADE 7 – Conservação, uso e manutenção das instalações e dos aparelhos elétricos ‡ 5HGX]LU R FRQVXPR GHVHQIUHDGR GH PtGLDV &'V'9'V  – embora o resíduo da reciclagem deles (policarbonato e metais) possa ser usados em diversas aplicações, o custo/ benefício da operação ainda é discutível.

humana. Essa substância tóxica é nociva ao ser humano e ao meio ambiente. Verifique se elas existem e estão atualizadas. Sugira a visita de um engenheiro elétrico para orientar uma possível “atualização” ou mesmo reforma das instalações e dos equipamentos. IMPORTANTE ‡ 3URFXUH LPSOHPHQWDU Do}HV LQGLYLGXDLV e coletivas de economia de energia, tais como as recomendadas neste capítulo, visando ao uso racional dos recursos na sua escola. ‡/LVWHRVDSDUHOKRVHOpWULFRVHHOHWU{QLFRVGDVXDHVFROD e faça uma planilha com a previsão de inspeção/manutenção de cada um deles. Efetue as ações de manutenção recomendadas para a rede elétrica e para os aparelhos, registrando em seu memorial e, se for o caso, no relatório da Prática Supervisionada.

Pirelli. São Paulo: Editora Pini, 2001. NORMA TÉCNICA DE DISTRIBUIÇÃO. NTD – 6. ed. Revista Téchne, n. mar. abr. FORÇA DOMADA: quilowatts de economia. Revista Téchne, n. br www. aureside. org. br www2. eletronica.