Este artigo faz parte do livro Instalações Elétricas Sem Mistérios (edição de 2005) onde abordamos os principais conceitos de eletricidade para profissionais eletricistas. Muita coisa mudou desde então com a norma NBR 5410, mas os conceitos básicos ainda são válidos.
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A INSTALAÇÃO BÁSICA
A energia que chega em nossas casas deve ser usada para alimentar diversos tipos de dispositivos. O conjunto de fios e acessórios que levam a energia elétrica aos dispositivos alimentados forma a instalação elétrica. Os dispositivos alimentados podem estar permanentemente ligados à rede como, por exemplo, chuveiros, lâmpadas, campainhas, etc, bem como podem ser ligados à rede por meio de tomadas de energia somente no momento em que serão utilizados, como é o caso de ventiladores, rádios, televisores, etc, o que permite sua mudança de lugar.
Assim, na figura 1 temos uma instalação elétrica típica de uma residência, onde destacamos os seguintes setores:
A) Entrada de energia, que consta de um conjunto de dispositivos (fios e acessórios) que vai da rede pública até o relógio de energia.
B) Ponto de entrega. Este é o ponto de transição de responsabilidade. Até este ponto a responsabilidade no fornecimento de energia é da empresa concessionária. A partir deste ponto, o que ocorre com a energia é de responsabilidade do usuário.
C) Relógio medidor de consumo
D) Dispositivos gerais de proteção e barra de terra.
E) Circuito primário de distribuição de energia.
F) Quadro de distribuição secundário com dispositivos de proteção.
G) Circuitos terminais que fornecem energia aos pontos de consumo como tomadas, lâmpadas, chuveiros, torneiras, aquecimento central, hidromassagem, etc.
Neste circuito destacamos os seguintes elementos que serão analisados separadamente:
a) Fios elétricos que transportam a energia para os diversos dispositivos alimentados.
b) Caixa de medição ou entrada, por onde entra a energia que deve ser distribuída e onde está o relógio medidor de consumo e sistema de proteção e comando de entrada.
c) Barra de terra.
d) Quadro de distribuição com chaves gerais, chaves parciais, terra, neutro, disjuntores ou fusíveis.
e) Tomadas de energia, que são os pontos em que a energia se torna disponível para alimentar aparelhos diversos como rádios, televisores, geladeiras, etc.
f) Lâmpadas que são alimentadas diretamente pela energia da rede de distribuição.
g) Interruptores que controlam as lâmpadas e outros dispositivos ligados diretamente na rede de energia.
h) Chuveiro, torneira elétrica, campainha elétrica, exaustores e outros dispositivos alimentados diretamente pela rede de energia.
A CAIXA DE ENTRADA
A caixa de entrada de energia elétrica é o ponto inicial de uma instalação elétrica domiciliar, por onde entra a energia em sua casa e onde existem alguns dispositivos importantes.
Ela representa o ponto de separação entre o que você pode fazer numa instalação e que, portanto, é de sua responsabilidade e o ponto em que a empresa que fornece energia passa a ter responsabilidade. Na verdade, este ponto de transição, denominado ponto de entrega está um pouco antes, conforme mostramos na figura 2.
Na figura 3 temos a representação de uma caixa de entrada típica de uma residência, em que a alimentação é feita por meio de três fios (monofásico de 3 condutores).
Nesta caixa de entrada temos duas tensões disponíveis, 110 V e 220 V (veja outros artigos ou o livro para mais informações - Esta caixa ainda usa fusíveis comuns tipo cartucho, sendo que a maioria das caixas atuais emprega disjuntores), que podem ser usadas segundo os tipos de eletrodomésticos a serem alimentados.
Os três fios de entrada vão dar em um "relógio" indicador de consumo e um conjunto de chaves com fusíveis ou disjuntores (dispositivos de proteção de entrada). O fio central ou neutro está ligado a uma barra de terra, cuja finalidade será analisada mais adiante.
A CHAVE GERAL
Passando pelo relógio, os três fios por onde chega a energia, são ligados a uma "chave geral" que permite ligar e desligar a instalação elétrica de uma residência.
Nesta chave devemos observar as tensões disponíveis na instalação.
Assim, o fio "do meio" é ligado à terra por meio de uma barra enterrada profundamente, de modo a representar o terra ou neutro da instalação (figura 3).
Quando ligamos qualquer dispositivo entre este pólo central (terra) e um dos extremos da chave, ele será alimentado por uma tensão de 110 V. Isso significa que entre o pólo central e os extremos temos, separadamente, tensões de 110 V.
Ocorre, entretanto, que as tensões dos pólos opostos desta chave estão em oposição de fase. Em linguagem simples, lembrando que se trata de uma tensão alternada, ou seja, que a corrente "vai e vem", quando num pólo a corrente está "indo", no outro ela está "voltando", ou seja, um pólo estará positivo no instante em que o outro se encontra negativo, figura 4.
O resultado disso é que entre os pólos opostos temos uma tensão de 220 V, ou seja, o dobro da obtida entre cada pólo extremo e o pólo central.
Desta caixa de entrada ou medição saem três condutores que vão até uma segunda caixa ou quadro de distribuição onde existem novos dispositivos de proteção e controle, além de uma chave geral.
A partir desta caixa de distribuição podemos tirar diversos circuitos de alimentação ou distribuição de energia para nossa casa:
a) Os primeiros circuitos de 110 V, usando um pólo vivo e o neutro da chave principal servem para alimentar as tomadas ou pontos de retirada de energia de uma casa.
b) Os segundos circuitos, também de 110 V, são usados para os dispositivos fixos que exigem esta tensão, como por exemplo, lâmpadas, exaustores, a campainha de entrada, etc.
c) Os terceiros, obtidos dos pólos extremos e portanto de 220 V servem para alimentar dispositivos que exijam esta tensão como, por exemplo, os chuveiros, torneiras elétricas, aquecedores, etc. Eventualmente pode ser prevista uma tomada para esta tensão, caso seja exigida para algum eletrodoméstico que precise funcionar com 220 V.
Cada uma destas três redes tem logo após a saída da chave principal uma chave própria que permite fazer seu controle.
Esta chave independente para cada rede é interessante, pois além de proporcionar proteção e controle, permite desligar somente a rede que alimenta as tomadas, para fazer uma reparação ou troca numa delas, sem a necessidade de desligar a rede que aciona as lâmpadas. Desta forma, o reparo pode ser feito à noite, sem necessidade de cortar a iluminação...
Da mesma forma, pode ser feito um reparo ou instalação de um chuveiro, sem a necessidade de cortar a iluminação para esta finalidade.
Para as localidades em que a tensão é única de 220 V, temos um circuito típico de distribuição semelhante, com a diferença de que são apenas dois fios de entrada, e todos os circuitos partem destes dois fios com a mesma tensão, conforme vemos na figura 5.
Assim, para 110 V com 3 fios, temos duas fases opostas e um neutro (2F + N), enquanto que para tensão única de 220 V temos apenas uma fase e o neutro (F + N).
Observação importante:
Quando este artigo foi escrito ainda não estavam em vigor as normas NBR5410 que estabeleceram diversas mudanças para a maneira como as instalações elétricas devem ser feita e também para o formato das tomadas de força, com a adoção do terceiro pino. Artigo sobre estas normas deverá estar disponível no site. Os conceitos dados vale para instalações elétricas antigas, como ainda são encontradas em muitos locais de nosso país. Para instalações novas, os leitores devem consultar as normas vigentes.
