Universidade Federal de Juiz de Fora

Universidade Federal de Juiz de ForaFaculdade de Engenharia

Laboratrio de Eletrotcnica

Juiz de Fora

2011

Ensaio 1 Instalao de Dispositivos de Comando de Iluminao

INTRODUO:Uma instalao eltrica residencial deve disponibilizar pontos de iluminao adequadamente comandados, pontos de tomada de fora para uso geral (TUGs) e tomadas de uso especiais (TUEs), visando maior conforto e segurana para os usurios. As normas da ABNT indicam a quantidade desses pontos, sua posio e a simbologia usada em projetos. a) Interruptores simples: a forma mais elementar de se comandar uma lmpada. Sua utilizao interrompe o circuito por ser colocado em srie. Pode ser simples ou duplo e pode ainda ter uma tomada de fora de uso geral acoplada. Usualmente so usados em cmodos com apenas uma passagem.b) Interruptores three-way: Possibilita que os usurios comandem os pontos de luz de dois lugares diferentes pois eles possuem trs plos de ligao. So usados em cmodos grandes, com duas passagens, para garantir um maior conforto.c) Interruptores four-way: utiliza o conceito do three-way para acionar os pontos de luz de n lugares diferentes. Usado principalmente em corredores longos, com muitas passagens de acesso.d) Interruptores Inteligentes: So sistemas que so acionados pelo usurio, como por exemplo, a baixa luminosidade ativa um circuito ligado a clulas fotos-eltricas.Normalizao das cores dos fios condutores: Condutores para fase: branco, vermelho ou cinza. Alimentam as tomadas e os interruptores; Condutores para neutro: azul claro. Caminho de volta da corrente que sai das lmpadas e tomadas; Condutores de aterramento: verde ou amarelo; Condutores de retorno: preto. Usados entre os interruptores e as lmpadas.MONTAGEM:

Todos os circuitos foram montados atravs de um mtodo didtico simples onde se acompanha a montagem do circuito sempre com o dedo indicador no respectivo diagrama.

Interruptor Simples: Inicialmente ligamos com um fio banana vermelho a sada da fase entrada do interruptor. A sada do interruptor foi ligado lmpada com um fio preto indicando que este um retorno. O neutro foi ligado da sada da lmpada caixa de comando [fio azul].

Interruptor de Duas Sees:O interruptor de duas sees precisa de mais de uma fase para a ligao dos seus dois interruptores. A sada desses interruptores ligado cada um a uma lmpada que por fim suas sadas so ligados ao neutro.

Interruptor Three-way:Primeiramente temos a fase ligada ao circuito por um fio duplo banana que sai da caixa de comando para a entrada do interruptor, deste sa dois retornos para a sada do segundo interruptor, da entrada deste segundo sa um retorno para a sada da lmpada que por fim possu sua entrada ligada ao neutro.

Figura 3: Diagrama de Montagem e foto do circuito montado durante o experimento do interruptor Three-way. Interruptor Four-way:A primeira coisa que fizemos no circuito foi ligar uma fase na entrada do interruptor um, deste saram dois retornos para o interruptor intermedirio que por sua fez tambm saiu com mais dois retornos para o interruptor dois. Partindo do interruptor dois sa um retorno que e ligado a entrada da lmpada e com sada ligada ao neutro.

Montagem da clula foto-eltrica:

Nesse tipo de interruptor inteligente, existem duas malhas independentes. Quando no h presena de luz, a resistncia da malha (2) torna-se muito grande fazendo com que corrente eltrica circule pela malha (1). J quando a clula est exposta luz, a resistncia da malha (2) torna-se muito pequena (quase nula) criando um curto-circuito, e assim forando a passagem da corrente pela malha (2).

A fase na cor vermelha foi ligada na entrada na clula fotoeltrica que possui duas sadas. Uma delas foi ligada com a entrada da lmpada que por sua vez ligada ao neutro com o fio azul. A outra sada da foi ligada em paralelo com a sada da lmpada.

Figura 5: Diagrama de Montagem de uma clula foto-eltrica.

Figura 6:Circuito montado durante o experimento, usamos a mo para cobrir o sensor o que fez com que a lmpada se acendesse.

Figura 7:Circuito montado com a lmpada apagada,pois o led esta recebendo iluminao.CLCULOS: Questes de projeto:a) Sabendo-se que um circuito em uma instalao deve ter no mximo 1200W, calcule, pelas relaes da lei de Ohm, quantas lmpadas de 100w e quantas tomadas de uso geral ( TUG ) para 100W cada uma podemos alimentar, visto que o circuito alimentara trs quartos de uma casa e devemos ter , para rea dos quartos, duas TUGs em cada quarto.Soluo: Pmax = 1200W Plmpada = 100W Ptomada = 100W 2 TUGs em 3 quartos: 2*100*3 = 600W 1200-600 = 600W Sobraram 600W para as lmpadas : 600/100 = 6 lmpadas So 6 lmpadas para os 3 quartos, como eles tem a mesma rea, 6/3 = 2 lmpadas para cada quarto.Ou seja, sero 6 TUGs e 6 lmpadas.b) Os disjuntores so elementos usados para proteger os condutores da instalao contra a subcorrente. Sabemos que um chuveiro de 4400W, dimensionado para uma tenso de 127V, deve ter seus condutores protegidos por um disjuntor com capacidade de 40A. Qual deve ser o disjuntor para proteger os condutores de um chuveiro de mesma potncia, especificado para 220V? Observe que os disjuntores esto disponveis em correntes de 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 90, 100A, alm de faixas superiores, e podem ser monofsicos, bifsicos ou trifsicos.Soluo: Pchuv = 4400W, Va = 127V => disjuntor de 40A P = Vi => 4400 = 127*i => i = 34,646A => disjuntor de 40A P = Vi => 4400 = 220*i' => i' = 20A => disjuntor de 20AResposta: O disjuntor dever ser de 20A.CONCLUSO: A prtica realizada mostra que h vrias maneiras de se comandar a iluminao de acordo com a necessidade e com o ambiente onde ela ser efetuada.

O uso do interruptor simples muito recomendado devido ao baixo custo e em projeto simples. Este tipo de circuito usado em cmodos pequenos e/ou com apenas uma passagem.

A segunda montagem mostra o acionamento de mais de uma lmpada por um nico ponto, ideal para ambientes de grande rea e sem necessidade de ter mais de um interruptor para o acionamento das lmpadas.

O interruptor three- way possibilita o acionamento de um ponto de luz atravs de dois interruptores distintos. Ideal para ambientes de duas passagens como uma escada, por exemplo. E tambm usado por questo de comodidade. J o four-way, que uma extenso do conceito do three-way, aciona uma lmpada por vrios pontos de interruptores.

usada principalmente em locais com diversas passagens, ou em qualquer outro onde se deseja ter vrios pontos de acionamento da lmpada. Conclui-se que estes tipos de instalao dependem do ambiente e do custo, pois para se instalar o dispositivo mais adequado para o local, que garanta conforto e segurana aos usurios, deve ser realizado um estudo prvio do local levando-se em considerao o gasto previsto para o projeto.

Ensaio 2 Equipamentos para Instalaes de Iluminao por Descarga: Reatores para Iluminao por Lmpadas FluorescentesINTRODUO:

As lmpadas convencionais foram muito utilizadas durante muitos anos e se baseam no princpio muito simples de que a passagem de uma corrente por um resistor dissipa energia na forma de calor, e se esse calor for muito intenso, parte dele se transforma em energia luminosa. J a iluminao fluorescente e outros tipos de iluminao por descarga se baseiam no comportamento dos tomos de um gs que percorridos por um corrente se agitam e se chocam contra a parece interna do seu bulbo de vidro, o que produz sua luminosidade caracterstica. Porm, essas lmpadas, segundo esse princpio, requerem equipamentos especiais para sua instalao, esses equipamentos so os reatores que impedem que as lmpadas queimem no momento do seu acionamento atravs do controle de sua corrente.

Caractersticas da Iluminao por Lmpadas Fluorescentes: As lmpadas de Fluorescncia so muito usadas e possuem uma grande eficincia energtica. Seu funcionamento e resumidamente o seguinte: o bulbo preenchido por um gs inerte baixa presso, com quatro eletrodos, dois de cada lado. Para a partida, deve aquecer esses eletrodos, ionizando o gs, at que ocorra uma descarga de um eletrodo para o outro do tubo, o que produz a luz. Reatores Para Lmpadas Fluorescentes: As lmpadas fluorescentes utilizam reatores de partida simples e eletrnicos, sendo todos os dois eletromagnticos. As lmpadas fluorescentes compactas que possumos em casa possuem o reator acoplado a base. Fluxo Luminoso: Corresponde a radiao emitida em todas as direes por uma fonte luminosa que possa produzir um estmulo visual. Esses comprimentos de ondas esto compreendidos entre 380nm a 780nm. Sua unidade o lmen (lm). Quando se deseja medir o fluxo luminoso de alguma fonte de luz preciso medir as direes onde se deseja essa informao, j que nenhuma fonte luminosa irradia uniformemente. Quando maior o fluxo, mais eficiente ser a fonte.

MONTAGEM:

Ligao da Lmpada incandescente:

Inicialmente ligamos um fio duplo banana vermelho saindo da fase e entrando na entrada 2 do interruptor. Com um fio preto indicando que este um retorno ligamos sada do interruptor a entrada da lmpada incandescente e com o fio azul [neutro] ligamos a sada da lmpada ao neutro da caixa de comando.

Ligao da Lmpada Fluorescente Compacta:

Nesse experimento, devido a problemas no detectados ns preferimos ligar a lmpada sem o interruptor com o aparelho multmetro j acoplado ao circuito.

Esse circuito possui a fase e o neutro nas ligaes externas do multmetro e a lmpada ligada nos dois pontos internos do aparelho.

Ligao da Lmpada Fluorescente:Nesse circuito com a lmpada fluorescente, sob orientao dos professores no ligamos o interruptor e acoplamos o multmetro ao circuito.Os primeiros fios ligados foram a fase e o neutro que saram da caixa de comando para os terminais eternos do multmetro. Tos terminais internos saram um para a entrada do reator convencional e o outro para uma das entradas da lmpada fluorescente. A sada do reator convencional vai para a sada da lmpada fluorescente que por sua vez possui duas sadas, uma que est ligada ao reator convencional e a outra que servir para a ligao em paralelo do Starter.

QUESTO DE PROJETO:

As lmpadas de vapor de sdio demoram at 16 minutos para dar partida completa. Durante esse tempo, a corrente consumida cerca de 30% maior que a corrente nominal de funcionamento. Suponha uma instalao onde a potencia mxima consumida a cada 15 minutos deva ser de at 40kw, Nessa instalao temos 100 lmpadas de 400w. Quantas lmpadas poderemos ligar de cada vez, no mximo, para que o consumo durante a partida no seja mais que 40kw? Todas as lmpadas podero ser ligadas?

Soluo:

(25/100)*400 + 400 = 500WPortanto as lmpadas de vapor de sdio consomem 500W durante seus primeiros 16 minutos de funcionamento.

PT = 500W * 100lam => PT = 50kW

50kW 40kW = 10kW

Nesses primeiros minutos teremos 10kW em excesso no circuito.

10kW / 500W = 20 lmpadas

Dividindo a potncia em excesso pela potencia de cada lmpada descobrimos quantas lmpadas precisaro ser retiradas do circuito para que a potncia mxima seja 40kW.

100lam 20lam = 80 lmpadas

Resposta: Todas as lmpadas no podero ser ligadas porque seno a potncia mxima ser ultrapassada, pra que isso no acontea 80 lmpadas podero ser ligadas.

CONCLUSO:

Ao se comparar as lmpadas fluorescentes com as lmpadas incandescentes, medindo a potencia gasta por cada uma ntido que uma lmpada fluorescente alem de uma vida til maior que a incandescente tambm muito mais econmica.

Entre as lmpadas fluorescentes tambm existi uma diferena de consumo visvel entre a compacta e a convencional (de bulbo), pois a compacta alm de mais pratica ainda mais econmica que a convencional no requer a instalao de um reator e um starter, pois ela j vem com estes equipamentos embutidos. Essa prtica foi importante para se observar a questo de custo - beneficio na utilizao de um determinado tipo de iluminao.Figura SEQ Figura \* ARABIC 1: Diagrama de Montagem e Foto do Circuito Montado Durante o Experimento do Interruptor Simples.

Figura 2: Diagrama de Montagem e Foto do circuito montado durante o experimento com o Interruptor de Duas Sees.

Figura 4: Diagrama de Montagem e foto do circuito montado para o Interruptor Four-way.

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