Dimensionar contactores

Como Dimensionar Contatores Elétricos.

O contatores elétricos são chaves eletromagnéticas que tem a função de abrir e fechar, controlando assim as partidas e paradas de motores elétricos em geral.

Todos circuitos elétricos deveram ser dimensionados,principalmente os contatores elétricos principais,são eles os responsáveis para fazer as manobras,ligando e desligando os motores elétricos em plena carga.Quando um contatores elétricos principal é mal dimensionado o prejuízo pode ser alto.Principais causas e danos com um contador mal dimensionado;Queima da bobina, fundição dos contatos provocando a queima do motor,queima do circuito elétrico por efeito de aquecimento,perca do contator e do motor elétrico.

Como dimensionar contatores elétricos?

É muito simples fazer um dimensionamento de contatores elétricos para motores,veja algumas dicas importantes para se faser este dimensionamento.Um contator é composto pelas seguintes peças;Bobinas,contatos principais ,contatos auxiliares (depende do modelo),mola e núcleo magnético.Os contatores são dispositivos com funcionamento eletromagnético;EX:Quando a bobina é energizada ,cria se um campo magnético em seu núcleo fixo atraindo assim o núcleo móvel atracando os contatos dando assim passagem de energia elétrica para o motor. Antes de dimensionar a corrente dos contatores elétricos devemos especificar os mesmos da seguinte forma;Tensão de aplicação da bobina ( 24Vcc,127Vca,220Vca,380Vca,440Vca);Especificar os números de contatos NA+NF,(NA=normalmente aberto + NF=normalmente fechado);Tensão de isolação.Lembrando que para dimensionar contatores elétricos é muito importante levar em conta a categoria de aplicação dos mesmos,abaixo esta uma tabelinha onde se encontra as categorias e as aplicações para cada uma delas;

CATEGORIAS                                                                                                 APLICAÇÃO 

 AC1 = MANOBRAS LEVES,CARGAS POUCAS INDUTIVAS(Aquecedores,Lâmpadas incandescentes,fluorescentes etc.)

AC2 = MANOBRAS LEVES,MANOBRAS DE MOTORES(Bombas,guinchos e compressores);DESLIGAMENTO EM REGIME.

AC3 = SERVIÇO NORMAL DE MANOBRAS DE MOTORES COM ROTOR DE GAIOLAS(Bombas,ventiladores e compressores)DESLIGAMENTO EM REGIME.

AC4 = MANOBRAS PESADAS,ACIONAMENTO DE MOTORES EM PLENA CARGA(Ponte rolantes ,tornos etc). COMANDO INTERMITENTE (Pulsatório) REVERSÃO EM PLENA MARCHA E PARADAS POR CONTRA CORRENTES.

Para dimensionar contatores elétricos,vamos seguir os seguintes passo a passo.

A corrente nominal (In) do motor deverá ser menor ou igual a corrente nominal(In) do contator principal de força. Devemos levar em consideração o fator de serviço do motor,(F.S) EX: Vamos usar um motor cujo sua corrente nominal é 10ampéres e seu fator de serviço 1.15 ;Onde: In x Fs = 10Ax1.15=11,5A ;Então vamos usar um contator de 11.5Ampéres. ONDE: CHAVE DE PARTIDA DIRETA = Contator Principal = Fator de serviço(F.S) x corrente nominal do motor(In).

CHAVE DE PARTIDA ESTRELA TRIÂNGULO = Contator K1 e k2 = 0,58 x corrente nominal do motor(In).

Contator K3 = 0,33 x corrente nominal do motor (In).

CHAVE DE PARTIDA COMPENSADORA = Contator K1 =Corrente nominal do motor (In).

Contator K2 = 0,64 x corrente nominal do motor (In).

Contator K3 = 0,23 x corrente nominal do motor (In).

Lembrete: Sempre que for fazer uma montagem elétrica ,levar em consideração os dimensionamentos elétricos.

Aterramento o inicio

Aterramento elétrico - Origens

As Origens do Aterramento Elétrico

 
   O termo aterramento se refere à terra propriamente dita ou a uma grande massa que se utiliza em seu lugar. Quando falamos que algo está "aterrado", queremos dizer então  que, pelo menos, um de seus elementos está propositalmente ligado à terra.

  

 Em geral, os sistemas elétricos não precisam estar ligados à terra para funcionarem e,

de fato, nem todos os sistemas elétricos são aterrados. Mas, nos sistemas elétricos, quando designamos as tensões, geralmente, elas são referidas à terra. Dessa forma, a terra representa um ponto de referência (ou um ponto de potencial zero) ao qual todas as outras tensões são referidas. De fato, como um equipamento computadorizado se

comunica com outros equipamentos, uma tensão de referência "zero" é crítica para a sua operação apropriada; a terra, portanto, é uma boa escolha como ponto de referência zero, uma vez que ela nos circunda em todos os lugares. Quando alguém está de pé em contato com a terra, seu corpo está aproximadamente no potencial da terra. Se a estrutura metálica de uma edificação está aterrada, então todos os seus componentes metálicos estão aproximadamente no potencial de terra.

História

   Desde os primórdios quando o homem começou a pensar sobre o mundo que "acontecia" a sua volta (Homo sapiens), ver certos fenômenos da natureza ligados a eletricidade como o trovão, sempre caia na direção da terra, a terra se tornou um referencial; sabemos hoje que raios circulam entre nuvens, mas o mais visível ainda são os "riscos" entre céus e terra.

   A partir de 1820, sistemas eletromagnéticos de telégrafo de longa distância usavam dois ou mais fios para carregar sinais e retornar a corrente. Por volta de 1836, Karl August Steiheil, um cientista alemão, descobriu que a terra pode ser usad como caminho de retorno para completar um circuito. Ele propôs que a Terra poderia funcionar como um condutor de retorno na telegrafia se os terminais do cabo fossem enterrados no subsolo. Essa inovação mudou totalmente o projeto de receptores telegráficos, pois tornou o fio de retorno desnecessário. O resultado foi que o custo associado às linhas de telégrafo também diminuiu.

 Construção de uma linha de telégrafo, em1863 (Historia viva)

   Já por volta de 1851, havia mais de 50 companhias de telégrafo em operação nos Estados Unidos, e a Western Union Telegraph Company era uma das mais populares. Em 1861, a companhia finalizou a primeira linha de telégrafo transcontinental entre Saint Joseph, Missouri e Sacramento, Califórnia. Todas as linhas usaram aterramento elétrico, mas a maioria ainda encontrou problemas; a maior parte dos problemas de aterramento resultava de condutividade ruim (advinda do tempo seco), e muitas vezes tinha de se usar água na vara de aterramento para que o telégrafo funcionasse! Quando o telégrafo foi substituído pelo telefone como dispositivo primário de comunicação à distância, o aterramento elétrico passou a ser usado em outros dispositivos, incluindo ferrovias elétricas, sistemas de energia e uma variedade de circuitos. Hoje, sistemas elétricos e de transmissão usam aterramento para prevenir condições perigosas, assim como para facilitar o retorno da corrente. Outros usos incluem desviar relâmpagos com segurança para longe de edifícios e para a terra.

Objetivos 

  
A principal finalidade de um aterramento elétrico esta em assegurar que este sistema não cause danos aos usuários e ao patrimônio. Pensa cá comigo, em um sistema não aterrado, digamos que um fio fase (aquele que dá choque, Deus me livre!!!) encoste em uma superfície condutora, nada vai acontecer: disjuntores não desarmam, máquinas não param de funcionar e sim, acontece, pessoas são eletrocutadas!!!! 

Dínamo, 1855Durante a segunda Revolução Industrial, 

com o advento da eletricidade e do

eletromagnetismo como recurso, mas por se conhecer pouco sobre aeletricidade e seus efeitos, eram frequentes os acidentes, e poucaimportância era dada, pois a mão de obra era "excedente": Máquinas operando em tensões altas (perto dos 1000 até cerca de 2500V, pois as maquinas eram pouco eficientes), fios expostos e nenhum, nenhum EPI ou EPC. Neste cenário, entre frequentes protestos por melhores condições de trabalho, que surgiu a necessidade de um sistema que protegesse o usuário de choques elétricos, entre eles o aterramento.
    

   Segurança pessoal

  A conexão dos equipamentos elétricos ao sistema de aterramento deve permitir que, caso ocorra uma falha na isolação dos equipamentos, a corrente de falta passe através do condutor de aterramento ao invés de percorrer o corpo de uma pessoa que eventualmente esteja tocando o equipamento.

Desligamento automático

O sistema de aterramento deve oferecer um percurso de fácil caminho de retorno para a terra da corrente de fuga, permitindo, assim, que haja a operação automática, rápida e segura do sistema de proteção.

  
Controle de tensões

  
O aterramento permite um controle das tensões desenvolvidas no solo (passo, toque e transferida) quando um curto-circuito fase-terra retorna pela terra para a fonte próxima ou quando da ocorrência de uma descarga atmosférica no local. 

Transitórios

  
O sistema de aterramento estabiliza a tensão durante transitórios no sistema elétrico provocados por faltas para a terra, chaveamentos, etc, de tal forma que não apareçam sobretensões perigosas durante esses períodos que possam provocar a ruptura da isolação dos equipamentos elétricos.

Cargas estáticas

 O aterramento deve escoar cargas estáticas acumuladas em estruturas, suportes e carcaças dos equipamentos em geral, advindos de várias causas entre elas cargas de capacitores e transformadores (com núcleo de ferro magnetizado, induz tensão em seus terminais).

Queda de tensão,como calcular?

Como calcular queda de tensão nos condutores?

A queda de tensão elétrica é uma anomalia causada pelas distâncias percorridas pela corrente elétrica em um circuito, quanto maior for o comprimento do condutor maior será a queda de tensão, isso devido ao aumento de resistência elétrica devido a quantidade maior de material utilizado para fazer maiores condutores.

Outro fator que influencia a queda de tensão é a reatância indutiva, causado por cargas não resistivas.

Porém, considera-se para pequenos consumidores e pequenas cargas que a corrente elétrica distribui-se de forma homogênea pelos condutores apesar do campo magnético gerado.

De modo simplificado desconsiderando o efeito magnético, é possível calcular a queda de tensão de modo tolerável usando os valores de resistência dos condutores e as equações abaixo:

Para o cálculo da resistência ôhmica.

Fórmula da resistência elétrica.

Onde:

R: Resistência elétrica em ohm.

ρ: Resistividade especifica do material (0,0172 para o cobre).

l: Comprimento do condutor em metros.

S: Seção do condutor em mm².

Exemplo: Um cabo de cobre, seção 2,5mm², alimentando uma tomada a 25m da fonte alimentadora.

R=(0,0172*25)/2,5    R=0,172Ω

Para o cálculo da queda de tensão.

Fórmula da queda de tensão em um condutor.

Onde:

ΔE: Queda de tensão em volt.

R: Resistência elétrica por fase em ohm.

I: Corrente elétrica em ampère.

cosθ: Fator de potência.

Exemplo: Ainda com a mesma tomada, considerar que ela alimenta uma carga que consome 9A e que o fator de potência seja 0,8.

ΔE=2*0,172*9*0,8    ΔE=2,47V

Para o percentual de queda de tensão.

Fórmula do percentual de queda de tensão em um condutor.

Veja nos vídeos abaixo como realizar o calculo da queda de tensão:

Onde:

ΔE%= Percentual de queda de tensão.

ΔE: Queda de tensão em volt.

E: Tensão em volt.

Exemplo: Ainda com a mesma tomada, considerar uma tensão de 127V.

ΔE%=100*(2,47/127)   ΔE%= 1,94%

Seguem os valores máximos de percentual de queda de tensão admitidos por esquema de ligação.

Sistema monofásico 127V / Queda de tensão admissível 3%.

Sistema monofásico 220V / Queda de tensão admissível 3%.

Sistema trifásico 127/220V / Queda de tensão admissível 5%.

Sistema trifásico 220/380V / Queda de tensão admissível 5%.

Desta forma fica demonstrado como calcular a queda de tensão em um condutor usando a resistência.

Triângulo de potência

Triângulo das Potências

O "Triangulo" das Potências

  

Força, Energia e Potência: O que são

Força: qualquer agente capaz de mudar a trajetória ou deformar um corpo.

Energia: É a capacidade de realizar o trabalho.

Potência: É a energia exercida para a realização de um trabalho em relação ao tempo efetuado.

Estes conceitos normalmente são aplicados a cinemática, parte da física que estuda o movimento; vamos aplicar este conceito a eletricidade? Pois bem... Sabemos que os elétrons caminham de um ponto de potencial maior para um menor. Para isto ocorrer, temos então um agente que cria este movimento, uma força, que chamamos de força eletromotriz(F.E.M.). Seguindo esta ideia, temos um efeito chamado corrente elétrica, que é um movimento ordenado de elétrons, por um meio condutor. A corrente elétrica seria então o deslocamento de elétrons.

Temos que trabalho é o produto da força pelo deslocamento, representado matematicamente por 

  

T = F . d

No nosso caso, F será a força eletromotriz (F.E.M.), que expressaremos por E, e d será o deslocamento de elétrons, ou seja, a corrente elétrica, que expressaremos por I; então temos

Te = E x I

O que chamamos de "Trabalho elétrico" (Te) nada mais é do que energia, que é a medida de capacidade em produzir trabalho! Se em 1 segundo temos uma F.E.M. E , provocando uma determinada corrente elétrica   I , temos então que a potencia será

P = E x I

Bem, toda esta "explanação" serviu para mostrar a a corrente elétrica indo de A para B, ou seja, num fluxo contínuo (CC); E se  ela estivesse indo e voltando , de A para B e vice versa?!?!?!?

Ahhh, "bendita" Corrente Alternada!!!! 

Pois é, sabemos de alguns efeitos quando a corrente elétrica se comporta desta maneira... Um deles é que ela cria um campo magnético, que provoca um efeito de oposição a ela mesma, chamado de Indutância. Pois bem a força eletromotriz está lá, bonitinha, variando é claro, mas fazendo força a rodo pra manter a corrente elétrica em funcionamento, mais o vai e volta dela causa um "atraso" na mesma; então concluímos que Indutância é a capacidade de um circuito de se opor a variação de corrente elétrica. Como a corrente alternada funciona como um ciclo (A→B, B→A), essa atraso é medido em graus, e é este angulo que nos da um "outro tipo" de resistência elétrica chamado REATÂNCIA INDUTIVA.

Atraso da corrente em relação a tensão

No caso de circuitos onde existem capacitores (ou simplesmente capacitância), acontece o inverso: a corrente elétrica flui, porém a VARIAÇÃO de F.E.M. ou tensão sofre retardo. Porquê?!?!?

CAPACITÂNCIA: É a grandeza elétrica de um capacitor, que é determinada pela quantidade de energia elétrica que pode ser armazenada em si por uma determinada tensão.

Gráficos tensão de carga, tensão de descarga e corrente em função do tempo (fonte Saber elétrica)

Bem o comportamento do capacitor é o seguinte: no momento de repouso a carga no capacitor é zero; quando se submete uma determinada tensão a corrente flui de uma maneira intensa, e cai em função do tempo, tendendo a zero. 

Neste momento a tensão (F.E.M.) do capacitor se torna igual a tensão(F.E.M.) da fonte. Mas isto é C.C., C.A. são outros 500...

Como a tensão, ou F.E.M. (chato ficar falando assim , mas é lúdico) varia o tempo todo na CA, todo o tempo flui corrente elétrica certo? Mas todo o tempo o capacitor oferece oposição a F.E.M., pois se comporta como uma fonte em paralelo com a fonte de CA. Por isso se diz que a capacitância se opõe a variação de tensão. Ora, nada mais conclusivo então que  a tensão sofra atraso em relação a corrente. Esta é a relação entre as REATÂNCIAS CAPACITIVAS E INDUTIVAS, são opostas em qualidade, por isso se anulam.  Então bora lá, vamos entender como se chega àquele "triangulozinho" de lá de cima!

 Vamos a setinha azul, ou vetor (representação gráfica de um agente ou força, em física) representa a Potencia Real, ou seja, tudo que REALMENTE utilizamos em termos de trabalho: acender uma lampada, fazer girar um motor, esquentar água para o banho, fazer café (na cafeteira elétrica) e por ai vai... Pois bem, se nosso equipamento em questão não apresenta nenhum efeito indutivo ou capacitivo considerável, a corrente e a tensão demandada da fonte, seja ela um gerador ou a rede de energia elétrica da concessionária, é igual ao produto da tensão pela corrente, P=V.I; Mas, se há reatância envolvida no circuito, que representamos pela setinha verde, uma parte da energia é gasta em reatância, e outra em trabalho útil, se somando, mesmo as duas agindo de formas diferentes na mesma rede.Capicce?!?!?! 

Tá, entendemos que ela se soma, mas como? Pego potência real + potência reativa, passo a régua e mando a conta para o que esta na cabeceira da mesa? Naaaaão, não é este tipo de soma 😵...

Digamos que você vá fazer um churrasco americano; pois bem, você convida vários amigos, então cada um traz alguma coisa diferente: asa, linguiça, carne (que seja uma bela Picanha!!!). Estas são as comidas, ou seja para mastigar, que no nosso caso, sera a potência real, aquilo que realmente importa, encher o bucho! Mas, porém, todavia, contudo, senão, no entanto, ninguém fica sem um biricutico( aliás, tem gente que da mais importância num churrasco pra difusão etílica rsrs), que vai ser nossa potencia reativa. Pois bem a soma dos dois, comida e bebida é o que totaliza nosso CHURRASCO; são coisas diferentes, mas que representam um total.

Em física, chamamos esta soma  de soma vetorial, que se diferencia da soma algébrica ou escalar, por se considera um angulo de defasagem ou seja, estas forças que somamos não ficam na mesma linha, elas se cruzam, formando um angulo chamado angulo de fase, que dá origem a algo que em eletricidade chamamos de fator de potência, que nada mais é que o cosseno do angulo de fase.

Aparelhos 110v, consomem mais energia que o 220v?

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Aparelhos ligados em 220 V consomem menos energia?

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15 de janeiro de 2015

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Aparelhos ligados em 220 V consomem menos energia?

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Category : Consumo de energia elétrica

Quem define o consumo de energia elétrica é a potência do equipamento, não a tensão em que está ligado.

A fórmula para cálculo de potência elétrica é dada por:

P = E . I

onde: P é Potência, E é a Tensão elétrica de trabalho e I é a Corrente elétrica gerada pelo equipamento.

Um equipamento de 5600 W alimentado em 127 V, gerará corrente elétrica calculada pela fórmula dada:

5600 = 127 . I        I = 44 A

Se for alimentado em 220V, a corrente elétrica será:

5600 = 220 . I       I = 25,5 A

A potência de 5600W corresponde à grande parte dos chuveiros instalados nas unidades consumidoras. 

Podemos observar uma grande variação dos valores de corrente elétrica se ligado em 127V (44 A) ou 220V (25,5 A).

Como quem define a bitola do fio ou cabo e da proteção a ser utilizado é a corrente elétrica, observamos que se alimentarmos o equipamento em 220 V usaremos fios ou cabos de menor bitola e proteção de menor valor de interrupção de corrente elétrica, o que gera uma redução no custo de implantação do sistema elétrico na unidade consumidora, mas nunca gerará redução no consumo de energia elétrica, pois a potência não se altera, e o medidor de watt hora instalado nas unidades consumidoras registram potência consumida por hora (kWh).

Medidor de Watt Hora

 

Como o medidor de watt hora é um wattímetro e registra potência consumida, o consumo a ser registrado neste caso será:

para 127 V:    P = E . I          P = 127 . 44              P = 5600W = 5,6 kw

para 220 V:   P = E . I           P = 220 . 25,5          P = 5600W = 5,6 kw

 

Conclusão: Em uma hora de equipamento ligado, o medidor irá registrar 5,6 kwh, independente da tensão elétrica em que o equipamento for alimentado.

 

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