Física 3ª série Prova
Instalações elétricas: disjuntores, aterramento e choque
Prova com 11 questões sobre disjuntores, fusíveis, dispositivo DR, aterramento, curto-circuito, choque elétrico e resistência do corpo, sobrecarga em adaptadores e escolha da bitola dos fios.
- 11 questões
- cerca de 70 minutos
Física, 3ª série: Instalações elétricas: disjuntores, aterramento e choque
Nas instalações elétricas residenciais, a principal função de um disjuntor termomagnético é
- abrir o circuito quando a corrente passa do limite, protegendo os fios
- aumentar a tensão nos circuitos que alimentam aparelhos de alta potência
- transformar a corrente alternada da rede em corrente contínua
- armazenar energia para uso durante quedas de luz
- reduzir o consumo de energia dos aparelhos ligados ao circuito
Um chuveiro de 6 600 W será instalado em um circuito exclusivo de 220 V. Os disjuntores disponíveis têm correntes nominais de 10 A, 20 A, 25 A, 32 A e 63 A. Considerando que os fios suportam a corrente escolhida, deve-se usar o disjuntor de menor valor nominal que supere a corrente de funcionamento do chuveiro, ou seja, o de
- 25 A
- 20 A
- 32 A
- 63 A
- 10 A
Em instalações antigas, usavam-se fusíveis no lugar de disjuntores. Um fusível protege o circuito porque
- é ligado em paralelo com os aparelhos e desvia o excesso de corrente para a terra
- aumenta sua resistência com o tempo, reduzindo a corrente de forma gradual
- armazena cargas elétricas e as libera quando a tensão cai
- contém um filamento que se funde e abre o circuito quando a corrente é excessiva
- funde-se quando a tensão da rede diminui, protegendo os motores
As tomadas de três pinos têm um terminal ligado ao fio terra. A função do aterramento de aparelhos como geladeiras e máquinas de lavar é
- aumentar a potência do aparelho, fornecendo a ele uma terceira fase de energia
- reduzir o consumo de energia, devolvendo parte dela à rede
- dar às correntes de fuga um caminho de baixa resistência até o solo
- impedir que o aparelho seja ligado em tensão errada
- substituir a necessidade de disjuntores no circuito
A gravidade de um choque elétrico depende de vários fatores. Do ponto de vista da física, o fator diretamente responsável pelos efeitos no organismo é
- apenas a tensão da rede, qualquer que seja a resistência elétrica do corpo da pessoa
- a corrente que atravessa o corpo, seu caminho e o tempo de exposição
- a potência do aparelho que causou o choque
- a cor dos fios da instalação elétrica
- a frequência com que o aparelho é usado ao longo do dia
Considere que a resistência do corpo humano, entre as mãos e os pés, seja cerca de 100 kΩ com a pele seca e cerca de 1,0 kΩ com a pele molhada (valores simplificados; na prática, variam muito de pessoa para pessoa e com as condições de contato). Em um choque com 127 V, as correntes no corpo nas duas situações seriam, respectivamente,
- 127 mA e 1,27 mA
- 1,27 A e 127 A
- 12,7 mA e 1,27 A
- 1,27 mA e 127 mA
- 127 mA nos dois casos
Em uma cozinha, um micro-ondas de 1 200 W, uma chaleira de 1 000 W e uma fritadeira elétrica de 1 500 W foram ligados ao mesmo tempo em uma única tomada de 127 V, por meio de um adaptador. A tomada e seus fios suportam, no máximo, 20 A. Essa situação
- é perigosa, pois a corrente total, de cerca de 29 A, supera o limite da tomada
- é segura, pois cada aparelho consome menos de 20 A
- é segura, pois aparelhos em paralelo dividem a corrente total
- é perigosa, pois a tensão em cada aparelho sobe para 381 V
- é segura, pois a potência total, de 3 700 W, é menor que 20 kW
O dispositivo DR (diferencial residual), obrigatório em áreas molhadas como banheiros e cozinhas, desliga o circuito quando detecta
- uma diferença entre as correntes de ida e de volta, sinal de fuga
- uma corrente maior que a corrente nominal dos fios, causada por sobrecarga
- uma queda na tensão da rede elétrica
- um aumento da temperatura ambiente no cômodo
- uma variação na frequência da corrente alternada
Um curto-circuito ocorre quando os fios fase e neutro de um circuito se tocam diretamente, sem passar por um aparelho. Nessa situação,
- a resistência do circuito aumenta e a corrente cai a zero
- a tensão da rede dobra e os aparelhos queimam
- a corrente passa a circular apenas pelo fio terra
- a potência dos aparelhos ligados diminui à metade
- a resistência do circuito fica muito pequena e a corrente aumenta bruscamente
A tabela mostra, de forma simplificada, a corrente máxima recomendada para fios de cobre de diferentes seções, com base na NBR 5410 (fios com isolação de PVC em eletroduto embutido na parede, com dois condutores carregados).
Seção do fio (mm2) Corrente máxima (A) 2,5 24 4,0 32 6,0 41 10 57 Para instalar um chuveiro de 7 500 W em 220 V, o fio de menor seção adequado é o de
- 2,5 mm2
- 4,0 mm2
- 6,0 mm2
- 10 mm2
- 1,5 mm2
Em uma casa, o disjuntor do circuito do chuveiro desarma sempre que o chuveiro é ligado na posição inverno. Um vizinho sugere: "É só trocar esse disjuntor por um de corrente maior".
a) Explique por que o disjuntor desarma.
b) Explique o risco da sugestão do vizinho.
c) Proponha uma solução segura para o problema.
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