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o electricista
Jorge Castilho Cabrita, Engenheiro Electrotécnico (IST)/ Professor do Ensino Secundário
lições
LIÇÕES DE ELECTRICIDADE
{CAPITULO II · corrente contínua Jorge Castilho Cabrita, Engenheiro Electrotécnico (IST)/ Professor do Ensino Secundário
SÉTIMA PARTE
Termoelectricidade - 2ª parte: Efeito de Joule: sobreintensidades e protecções; outras vantagens e inconvenientes; aplicações.
Neste segundo artigo dedicado à Termoelectricidade, completa-se o texto referente ao efeito de Joule. Além das suas aplicações e inconvenientes, abordam-se os conceitos de sobrecarga, curto-circuito, assim como o funcionamento de corta-circuitos fusíveis e relés térmicos. A Termoelectricidade será continuada noutro artigo com o estudo dos efeitos Seebeck, Peltier e Thomson e suas aplicações, nomeadamente, o estudo dos pares termoeléctricos.
22.3› CURTO-CIRCUITO. CORTACIRCUITOS FUSÍVEL. ARCO ELÉCTRICO
condutores, já que a carga deixa de estar inserida no circuito.
Um curto-circuito é uma sobreintensidade violenta de valor muito elevado. Ocorre quando se aplica uma tensão a uma resistência nula ou de muito pequeno valor. Consideremos como exemplo o circuito de alimentação duma carga através de dois condutores (figura 50 - (a)).
Figura 50 - (b) · Curto-circuito.
positivos de protecção de acção rápida de forma a abrirem o circuito automaticamente num tempo suficientemente curto para evitar a deterioração do circuito. Um dos dispositivos utilizados é um corta-circuitos fusível de acção rápida. O fusível é colocado em série no circuito (figura 50 (c)) e o seu princípio de funcionamento baseia-se também no efeito de Joule.
Por este facto, o seu valor torna-se muito elevado:
Figura 50 - (c) · Circuito com corta-circuitos fusível.
Figura 50 - (a) · Situação normal.
Por estes circula uma corrente I com uma densidade de corrente J adequada à secção dos condutores. Havendo um defeito que ponha em contacto os dois condutores (figura 50 - (b)), a corrente que os percorre apenas é limitada pela pequena resistência dos
(<< significa muito pequena; >> significa muito grande)
Esta é uma situação perigosa, pois uma corrente elevada provoca um grande aumento da temperatura que pode fundir os condutores e é causa de muitos incêndios Para prevenir os seus efeitos usam-se dis-
O elemento fusível é um fio calibrado para um valor de corrente IN1 suficiente para permitir a passagem da corrente nominal do circuito sem fundir. A figura (figura 50 (d)) mostra a característica de tempointensidade do fusível. 1 Calibre ou intensidade nominal I de um corta-circuitos fusívN el é a intensidade de corrente máxima que o fusível pode suportar permanentemente sem fundir.
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22.8› APLICAÇÕES DO EFEITO DE JOULE. Já referimos diversos inconvenientes do efeito de Joule e também algumas aplicações, como o aquecimento de água, a soldadura a arco eléctrico, os fusíveis de protecção contra sobreintensidades e os relés térmicos de protecção contra sobrecargas. Existem muitos outros exemplos de aplicação: em aquecimento, como ferros eléctricos e termoacumuladores eléctricos; aque-cimento em edifícios (do ar, com irradiadores e convectores; do solo, com cabos instalados no pavimento); fogões eléctricos (de resistência), grelhadores, fritadeiras, cafeteiras, panelas eléctricas, secadores de cabelo e outra aparelhagem electrodoméstica; fornos eléctricos de resistência (para cozinhas, para fusão de metais ou no fabrico de cerâmica, por exemplo), fornos de arco eléctrico (para fabrico de aço, por exemplo); caldeiras eléctricas (em sauna, em lareiras, para produzir vapor e noutras aplicações industriais), estufas de secagem, soldadura por pontos e outras; lâminas bimetálicas usadas como reguladores de temperatura (em ferros de passar roupa, por exemplo) e em termómetros bimetálicos; aquecimento (para produzir a emissão de electrões e fotões) do filamento de lâmpadas (de incandescência, fluorescentes e outras), de válvulas de vazio (como os cinescópios de televisões, monitores e osciloscópios e outras); resistências variáveis com a temperatura (a estudar nas "Lições de electricidade") usadas em electrónica, outros sensores de temperatura.
exercícios SOLUÇÃO (Resolução dos exercício propostos no número anterior)
EXERCÍCIO 16 energia produzida em 10 minutos:
elevação desejada de temperatura:
massa de água aquecida:
volume de água aquecida:
(1 caloria aumenta a temperatura de 1 grama de água em 1 ºC)
EXERCÍCIO 17
EXERCÍCIO 18 O valor determinado nas condições do texto havia sido de 18 A / mm2. A proximidade dos condutores dificulta o arrefecimento, limitando a densidade máxima de corrente admissível e, consequentemente, a intensidade máxima de corrente admissível. EXERCÍCIO 19
› BIBLIOGRAFIA. [1] Técnicas e tecnologias em instalações eléctricas. L.M. Vilela Pinto, Certiel - 2000. [2] Regulamento de Segurança de Instalações de
O valor indicado nas condições do exercício 18 é 22 A. A instalação em tubo dificulta o arrefecimento em comparação com a instalação ao ar, limitando a densidade máxima de corrente admissível e, consequentemente, a intensidade máxima de corrente admissível que é 17 A.
Energia Eléctrica e Telefones. Porto Editora - 1987. [3] Electrotecnia 1 - Corrente contínua. José Rodrigues, Didáctica Editora - 1981. [4] Sistemas de protecção eléctrica. José Matias e
EXERCÍCIOS PROPOSTOS (Solução no próximo número)
Ludgero Leote, Didáctica Editora - 1990. [5] A segurança das pessoas em instalações eléctricas. Vilela Pinto e Manuel Coelho, Porto Editora - 1980.
EXERCÍCIO 20 Como se deve comportar um fusível gI de 4A para correntes de 4 A, 6 A, 7 A, 8 A e 10 A?