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Os circuitos para iluminação doméstica e comercial (EL064)

Diversas são as maneiras segundo as quais podemos utilizar lâmpadas dos três tipos indicados, quer seja, para simples iluminação, quer seja, para obter efeitos especiais ou decorativos.

Nota: este texto é de uma publicação do autor de 1984. Muita coisa mudou com a norma NBR5410 que trata das instalações elétricas. Mantivemos as ilustrações originais ainda com tomadas e outros componentes daquela época. Vale o artigo como introdução ao assunto. O leitor deve complementar este artigo com outros mais recentes.

Na utilização dos diversos sistemas dados, devemos sempre ter em mente não só a finalidade como também a potência e a segurança, que é dada pela colocação dos fios e o respeito à capacidade da instalação.

Começamos pelo circuito mais simples de iluminação que utiliza apenas uma lâmpada e um interruptor, e que é mostrado na figura 1.

 


 

 

Neste circuito o interruptor único controla a lâmpada, devendo ser embutido em lugar acessível na parede.

Observe que um dos fios da rede principal vai direto à lâmpada, enquanto que o outro vai ao interruptor. Do interruptor temos outro fio que vai até a lâmpada. Não é preciso desligar os dois fios para interromper a corrente. Basta que a corrente seja interrompida em apenas um ponto do circuito, antes ou depois da lâmpada, para que ela pare de circular. Na verdade, para um circuito de corrente alternada como é o alimentado pela rede local, não tem muito sentido falar em antes ou depois da lâmpada.

O interruptor tem dois polos e é especificado em função da corrente máxima e tensão máxima que suporta.

Para determinar a corrente de uma lâmpada, basta dividir a sua potência pela tensão da sua rede.

Por exemplo, uma lâmpada de 60 W na rede de 110 V, exige uma corrente de:

60/110 = 0,54 A

Para uma única lâmpada de até 100 W de potência o fio usado nesta instalação pode ser fino, 16 ou 18.

Na figura 2, temos um segundo tipo de ligação, em que um interruptor é usado para controlar duas ou mais lâmpadas.

 


 

 

De um dos pontos de alimentação da rede de energia,, tiramos um condutor que vai à todas as lâmpadas que devem ser alimentadas. Este condutor é o polo comum a todas as lâmpadas.

Do outro ponto da alimentação, tiramos um fio que deve ir ao interruptor usado para o controle.

Do outro polo do interruptor sai um terceiro fio que vai aos polos das lâmpadas controladas, fechando o circuito.

A quantidade de lâmpadas que pode ser controlada desta, maneira depende do tipo de interruptor usado.

Calcule a corrente de cada lâmpada e some-as para obter a corrente total do circuito. Veja se o interruptor que está sendo usado pode suporta-la.

Se não puder use um interruptor maior, ou seja, um que possui maior capacidade de corrente.

O principal problema causado pelo excesso de corrente é a queima dos contactos do interruptor que pode culminar com seu derretimento, se sua parte externa for de plástico.

Neste tipo de instalação, as lâmpadas podem ou não ter as mesmas potências.

A economia de energia é importante em muitos casos. É conveniente que num sistema de muitas lâmpadas possa haver a operação com dois níveis de iluminação.

O meio que à primeira vista pode parecer mais lógico para se obter dois níveis de iluminação faz uso de duas lâmpadas de potências diferentes que seriam controladas por dois interruptores.

Quando uma lâmpada está acesa temos um nível, e quando a outra lâmpada está acesa temos outro nível, conforme mostra a figura 3.

 


 

 

Na verdade, este sistema tem três níveis de iluminação, pois podemos acionar uma lâmpada, a outra lâmpada e numa terceira opção as duas, quando então teremos a potência máxima.

Mas, este sistema apresenta algumas desvantagens. A principal está no fato de precisarmos de duas lâmpadas alimentadas por circuitos diferentes.

Um meio de se conseguir dois níveis de iluminação, de maneira econômica, e fazendo uso de diodos semicondutores.

Um diodo semicondutor é um componente eletrônico que conduz a corrente num único sentido.

A corrente da rede de alimentação, é alternada o que quer dizer que circula em dois sentidos, mudando numa razão de 60 vezes por segundo esta característica.

A colocação de um diodo num circuito de corrente alternada, conforme mostra a figura 4, faz com que metade dos semiciclos da corrente sejam cortados e qualquer aparelho alimentado/Receba apenas metade da potência.

Nota: esta solução só pode ser aplicada a lâmpadas incandescentes.

 


 

 

Ligando um diodo em série com uma lâmpada, podemos então “cortar” metade de sua potência fazendo-a brilhar com menor intensidade e também gastar menos energia.

Uma aplicação interessante de um circuito que faz uso de um diodo é na sua sala de estar, em que temos apenas uma lâmpada de 60 W ou 100 W no teto.

Na posição de ligação direta, a lâmpada recebe potência total e temos o máximo de luz, quando o leitor estiver lendo ou escrevendo, por exemplo.

Na posição em que o diodo é incorporado ao circuito, a lâmpada brilha com aproximadamente metade de sua intensidade e temos “meia luz” ideal para uma conversa, para ver televisão, sem cansar ou forçar a vista.

Para lâmpadas de até 100 W o leitor pode usar na rede de 110 V os diodos BY126, 1N4004, BY127 Ou 1N4007. Para lâmpadas de até 100 W na rede de 220 V os diodos usados podem ser os BY127 ou 1N4007.

Na figura 5 mostramos o “circuito” desta aplicação doméstica e a maneira de se ligar os diodos.

 


 

 

Um diodo apenas é usado ligado a um dos interruptores. O conjunto de dois interruptores e um diodo substitui um interruptor comum na sua parede, convertendo qualquer lâmpada comum numa lâmpada de duas intensidades.

O diodo comum é polarizado, ou seja, conduz a corrente conforme sua posição, mas nesta aplicação este fator não precisará ser levado em conta, pois qualquer que seja o semiciclo conduzido, a potência será a mesma.

Para um sistema de iluminação de um corredor, com diversas lâmpadas, um meio de se economizar energia é fazer o controle por setores. Assim, na figura 6 temos o controle de quatro lâmpadas duas a duas, alternadamente.

 


 

 

Numa condição de menor consumo somente duas são mantidas acesas.

São usados dois interruptores que ligam, cada um, duas lâmpadas deste corredor. É claro que este raciocínio pode ser ampliado para o caso de maior número de lâmpadas.

Lembramos que o eletrotécnico, amador ou profissional, deve procurar interpretar os diagramas a partir dos seus símbolos e também se acostumar com a presença de componentes eletrônicos.

Na verdade, a eletrotécnica moderna não pode dispensar de modo algum os recursos eletrônicos, como dos diodos citados acima e outros que permitem obter efeitos que de outro modo seriam impossíveis de conseguir.

 

Nota: atualmente encontramos uma infinidade de recursos eletrônicos nas instalações elétricas, o que cada vez mais exige que o eletricista tenha conhecimentos de eletrônica.

As lâmpadas incandescentes comuns também podem ser usadas em decoração de vitrines. Para esta finalidade podemos contar com as lâmpadas tipo “spot” que possuem refletores e que podem também ser instaladas em sistemas especiais, conforme mostra a figura 7.

 


 

 

Um conjunto de lâmpadas deste tipo pode ser usado para concentrar a luz num objeto que se deseja realçar numa vitrine e com isso chamar mais a atenção do público, conforme sugere a figura 8.

 


 

 

Também neste tipo de lâmpada pode ser usado o sistema de dois níveis, desde que sua potência seja no máximo de 100 W. Devemos lembrar que numa vitrine existe o problema do calor gerado pelo sistema de iluminação que pode colocar em jogo até a integridade dos produtos expostos.

O instalador deve prever um bom sistema de ventilação, se utilizar potências elevadas de iluminação, principalmente no caso de lâmpadas incandescentes comuns, em que a maior parte da potência, como vimos, se converte em calor.

Nota: com spots de LEDs este problema não existe.

Para a decoração o eletricista também pode contar com diversos tipos de lâmpadas incandescentes coloridas, conforme mostra a figura 9.

 


 

 

Estas lâmpadas possuem potências que vão de 5 W até 40 W e podem ser usadas para iluminar à cores, uma vitrine ou somente emoldurar um artigo que deve ser ressaltado.

No caso em que as lâmpadas emolduram o artigo somente, ou fazem uma decoração de fundo, os tipos de pequena potência são preferidos, pois podem ser usados em maior quantidade e não “apagam” o produto em si. Já se as lâmpadas forem usadas para iluminar propriamente o produto, então devem ser usados os tipos de maior potência.

Veja que numa instalação decorativa deste tipo, a potência total consumida pelo sistema deve ser prevista e estar de acordo com as limitações de sua instalação.

Um sistema próprio de proteção é a melhor garantia de que em caso de qualquer problema a energia seja desligada, evitando o perigo de incêndios.

Para uma instalação comercial de pequeno porte, e também por motivos de economia de energia, sugerimos que a potência total das lâmpadas alimentadas em recinto fechado (vitrine) não supere os 200 W.

Com esta potência podem ser alimentadas 40 lâmpadas de 5 W, 8 de 25 W ou ainda 5 lâmpadas de .40W, o que sem dúvida permite obter jogos de luz interessantes.

Na figura 10 damos o circuito recomendado com duas chaves de controle para jogos de luzes de cores diferentes, de modo que o proprietário da loja possa “variar” os efeitos alternando as cores de um dia para outro.

 


 

 

Nota: circuitos “inteligentes” com lâmpadas de LEDs permitem a troca automática de cores com efeitos dinâmicos.

 

Os fios usados podem ser do tipo comum com capa plástica, calibre 18, já que a potência total não é elevada. O consumo por noite pode ser calculado facilmente segundo já ensinamos.

As lâmpadas fluorescentes também podem ser usadas na decoração de vitrines, com duas vantagens adicionais em relação às lâmpadas incandescentes comuns. A primeira vantagem está no fato de que podemos obter mais luz com menor potência, o que significa uma boa economia de energia.

A segunda está no fato de que a luz de lâmpadas fluorescentes é mais “branca” realçando melhor certos produtos que devem ser mostrados.

Não falamos ainda de um terceiro ponto importante do uso de fluorescentes que é o menor aquecimento não sendo, portanto, necessário prever um bom sistema de ventilação.

Na figura 11, damos um circuito típico de lâmpadas fluorescentes para vitrines.

 


 

 

Lembramos que as lâmpadas fluorescentes também podem ser conseguidas em diversas cores, possibilitando assim efeitos visuais nas vitrines.

Voltando à iluminação doméstica, há também a possibilidade de se usar diversos pontos de luz numa única sala.

Uma sugestão consiste num ponto de luz mais forte, em posição central, e dois ou mais pontos de luz por meio de arandelas nas paredes.

É possível controlar estes diversos pontos de luz por um jogo de chaves interruptoras, conforme mostra o circuito da figura 12.

 


 

 

Neste circuito os níveis de iluminação obtidos pela combinação dos acendimentos pode ser multiplicado por dois se fizermos uso dos diodos redutores ou de meia luz como já vimos.

A luz central pode ser de maior potência como por exemplo 75 ou 100 W e as lâmpadas laterais das arandelas, de menor potência como por exemplo 25 ou 40 W.

Os tipos de lâmpadas incandescentes:

Devemos observar que os formatos das lâmpadas e os tipos de vidros usados podem variar, e a escolha de cada tipo depende da aplicação. Na figura 13, temos alguns tipos comuns de lâmpadas domésticas.

 


 

 

A lâmpada comum de vidro transparente fornece uma luz de fonte pontual, o que quer dizer que as sombras dos objetos são mais definidas, não sendo recomendadas para iluminação direta. Estas lâmpadas são usadas com globos ou lustres de materiais translúcidos (leitosos).

O outro tipo de lâmpada e a que possui vidro leitoso, ou seja, translúcido que difunde melhor a luz, podendo ser usada sem nenhum outro recurso adicional, como, por exemplo, globos ou arandelas.

Muito importante ao se projetar um sistema de iluminação é levar em conta o problema das sombras.

Em escritórios, salas de aulas, ou mesmo gabinetes de trabalho, as lâmpadas devem ser dispostas de tal maneira a minimizar as sombras e a distribuir igualmente a luz.

Temos finalmente as lâmpadas com refletores internos tipo “spot” que podem ser instaladas em cantos ou mesmo no teto com a finalidade de dirigir & luz numa determinada direção.

Estas lâmpadas também podem ser utilizadas na iluminação de cartazes, conforme mostra a figura 14.

 


 

 

Todos os sistemas que vimos têm muitas aplicações em iluminação doméstica ou mesmo comercial, mas são estáticos. Ou seja, os efeitos que produzem não são variados mas sim constantes.

Para obter movimentos nos sistemas podem ser usados diversos recursos, principalmente baseados na eletrônica.

Assim, antes de falarmos destes recursos propriamente ditos, será conveniente fornecer ao eletrotécnico algumas noções de eletrônica para ser aplicada ao seu ramo de trabalho.

Nota: com a iluminação de LEDs os efeitos dinâmicos são fáceis de obter.

 

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Opinião

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O sábio não se aflige por não ser conhecido dos homens; ele se aflige por não conhecê-los.
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