Instalações elétricas

Instalações Elétricas

(Para domingueiros e profissionais)

Prof. Luiz Ferraz Netto

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Introdução

Dia a dia cresce o número de aparelhos eletro-eletrônicos instalados na rede elétrica domiciliar. Já não há mais uma divisão nítida entre o que é de eletrônica e o que é de eletricidade doméstica. Conhecer o básico das instalações elétricas é dever de todos os estudantes de Ciências, eletro-eletrônicos e famosos domingueiros.

Nesse texto analisaremos uma instalação elétrica domiciliar típica, através de alguns conceitos de Eletricidade. Esses serão o ponto de partida para que possamos entender o funcionamento de alguns dispositivos nela utilizados.

3 fios

A energia elétrica que recebemos da empresa de eletricidade, chega até nossa casa por meio de 3 fios. O porque do uso de três fios não é muito bem entendido por muitos instaladores. Eles, pela prática, simplesmente usam desses 3 fios para distribuírem as tensões típicas de 110 V e de 220 V entre os aparelhos domésticos comuns para que funcionem. De modo geral, as técnicas usadas nessas distribuições e instalações são simplesmente deploráveis.

Assim, nosso primeiro ponto importante, na análise de uma instalação elétrica domiciliar típica, é saber de que modo a eletricidade vem por estes três fios.

A energia elétrica que recebemos em nossa casa, numa linguagem simples, é transportada por ondulações da corrente elétrica que vai e vem pelos condutores, impulsionada pelo que denominamos de tensão elétrica.

Isso quer dizer que a tensão varia continuamente, mudando de polaridade 120 vezes por segundo, de modo que, 60 vezes, a cada segundo, ela empurra a corrente num sentido e 60 vezes, no mesmo segundo, ela puxa a corrente no sentido oposto, alternadamente. Daí a denominação corrente alternada.

Representando isso por um gráfico, teremos semiciclos positivos quando a corrente é empurrada e semiciclos negativos quando a corrente é puxada; algo como se ilustra a seguir.

Para que uma corrente elétrica possa circular por um aparelho que seja ligado a esses condutores de energia, ela precisa de um percurso completo (circuito fechado), ou seja, de ida e volta, o que significa que um só fio não pode alimentar nenhum aparelho.

Temos de usar dois fios, entre os quais a tensão elétrica ou diferença de potencial muda alternadamente de polaridade.

Um desses fios, por motivo de segurança, a própria Companhia Elétrica coloca em contato mais íntimo possível com o solo (chão, terra). Dos dois fios da rede elétrica, aquele que não apresenta nenhuma diferença de potencial com o solo (porque está intimamente ligado com ele) é denominado subjetivamente de retorno, neutro ou terra. O outro, para diferenciação, é denominado de fase ou vivo.

Para um aparelho elétrico esses nomes são supérfluos, uma vez que os dois fios trabalham exatamente do mesmo modo, alternadamente.

Para o instalador e para os moradores da residência ‘que fio está ligando aonde’, é importante por motivos de segurança e não por motivos de funcionamento do aparelho. Isso fica patente quando ligamos um liquidificador na tomada de qualquer lado que se espete o plugue, ele funcionará!

Como aqueles que manuseiam os aparelhos estão permanentemente em contato com a terra (assim como um dos fios da rede), é prudente que as partes metálicas do aparelho que possam ser tocadas, sejam aquelas ligadas ao fio neutro ou terra. Desse modo, como não há diferença de potencial, não haverá riscos de choques elétricos (passagem de corrente elétrica pelo corpo e suas conseqüências) .

Erros comuns

Um erro comum dos instaladores, por falta de sólidos conceitos, deriva desses nomes diferenciadores.

Quando se trata do fio vivo ou fio fase, eles lhe conferem certas importâncias elétricas (em relação ao circuito todo), que simplesmente não existem!

Atribuem o conceito de pressão ou de tensão elétrica apenas para o fio fase e um papel secundário de retorno para o fio terra.

Para eles é o fio fase que provoca a corrente. A falha está no conceito de tensão elétrica ou d.d.p. conceito aplicado a pelo menos dois condutores elétricos (rigorosamente, entre dois pontos distintos de um campo elétrico, em superfícies não eqüipotenciais). Não existe um condutor com tensão elétrica pode existir um par de condutores (dos quais um deles pode ser o fio terra) entre os quais estabelece-se uma tensão elétrica ou diferença de potencial. Um fio de alto potencial elétrico é comumente citado como ‘um fio de alta tensão’ é um erro!

Outro erro comum dos instaladores é imaginar que, pelo fato da Companhia Elétrica aterrar um dos fios, a terra seja efetivamente utilizada como um dos fios de transporte de energia elétrica. Se isso fosse verdade, não seriam necessários 3 fios entrando em nossas residências; bastariam 2, o terceiro seria ligado a uma longa haste cobreada enfiada no chão.

Nomenclaturas

Na figura, a seguir, mostramos um circuito elétrico simples e a nomenclatura associada.

Dos três fios que chegam até nossa casa, trazendo energia elétrica da empresa geradora e distribuidora, um deles é ligado em terra (na saída do gerador, no transformador da rua e em centenas de outros pontos ao longo de seu percurso). Os outros dois são isolados da terra. São os denominados fios vivos.

Entre qualquer fio vivo e o fio terra há uma diferença de potencial (110V - nominal). Entre os dois fios vivos também há uma diferença de potencial (220V - nominal); o dobro daquela que se estabelece entre um fio vivo e o fio terra. A fase da tensão alternada entre um fio vivo e o terra é oposta à fase que existe entre o outro fio vivo e o terra.

A figura a seguir ilustra as tensões elétricas e as correspondentes fases entre eles.

Modelos didáticos.

A melhor ilustração possível, a nível de demonstração, para a rede elétrica domiciliar é feita com um transformador abaixador de tensão com center-tape (CT - terminal central) no secundário de baixa tensão.

Ligamos o primário