O que é um disjuntor e como funciona?
O problema
É uma noite escura e tempestuosa. Você acende a luz do corredor, liga a cafeteira e liga o aquecedor elétrico portátil. Você está começando a se sentir confortável quando ouve um clique fraco, mas sinistro, e tudo escurece. Não é um ladrão de gatos ou um poltergeist pregando peças em seu sistema elétrico. É um circuito sobrecarregado sendo protegido por um disjuntor elétrico desarmado. Meio assustador e misterioso, hein? Não se você souber algumas coisas simples.
Faz-tudo da família
Figura A: Um circuito de 15 AMP funcionando corretamente
Este circuito possui fios e um disjuntor elétrico que pode facilmente transportar a amperagem exigida pelos dispositivos
nele.
O que é um circuito?
Quando a eletricidade entra em sua casa, ela vai para uma caixa de disjuntores (ou caixa de fusíveis em casas mais antigas), onde é dividida em vários circuitos. Cada circuito é protegido por um disjuntor ou fusível. Os quartos, salas de estar e quartos familiares onde apenas luzes, despertadores e outros pequenos itens elétricos são normalmente usados estão normalmente em circuitos de 15 amperes. Cozinhas, lavanderias, banheiros e salas de jantar - lugares onde é mais provável que você use torradeiras, ferros de engomar, secadores de cabelo e outros itens de alta potência - geralmente são servidos por circuitos mais pesados de 20 amperes. Os principais aparelhos, como aquecedores elétricos de água de 5.000 watts e intervalos elétricos de 10.000 watts, exigem tanta eletricidade que precisam de seu próprio circuito dedicado de 30 a 50 A (ver
FIG. D em “Informações Adicionais” abaixo), protegido por grandes tamanhos de disjuntores de “pólo duplo”.O que é uma sobrecarga de circuito?
O disjuntor, o fio e até mesmo o isolamento do fio são projetados para funcionar como um sistema - e esse sistema tem limites. Tente empurrar mais corrente através de um circuito do que o projetado para e as coisas começam a acontecer (FIG. B). Os fios aquecem sob o peso de transportar o excesso de corrente. Quando isso acontece, o isolamento ao redor do fio pode degradar ou mesmo derreter. Quando o isolamento derrete, a corrente não fica mais confinada dentro do fio. É quando os incêndios começam. Felizmente, o disjuntor detecta o excesso de corrente e “desarma” para interromper o fluxo de energia antes que ocorra dano.
Na noite em que as luzes se apagaram em sua casa, você estava bem apenas com as luzes e a cafeteira funcionando. O verdadeiro problema começou quando você ligou aquele maldito aquecedor.
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Figura B: um circuito sobrecarregado
Este circuito tem muitos dispositivos que demandam energia e está tentando carregar mais amperagem do que foi projetado. As coisas começam a esquentar. Felizmente, o disjuntor percebe isso, desarma e “interrompe” o circuito.
Como calcular amperes, volts e watts
Para começar a resolver o problema, precisamos conhecer uma fórmula simples de “regra prática”. Essa fórmula nos ajudará a determinar se todo o material elétrico de um determinado circuito está sobrecarregando-o. Essa fórmula também ajuda a definir alguns termos do dia-a-dia e como eles se relacionam. Afinal, as lâmpadas e os aquecedores de ambiente são rotulados em watts; ferramentas e disjuntores em amperes; e nosso sistema elétrico doméstico em volts: como todos eles se encaixam?
A fórmula simples (FIG. C) nos diz como: Watts divididos pela voltagem são iguais a amperes. As outras equações mostradas são apenas outras maneiras de dizer a mesma coisa.
Voltagem pode ser simplesmente descrito como a pressão sob a qual a eletricidade - uma cadeia de elétrons - se move. A maior parte da corrente doméstica é empurrada para 120 volts, embora a corrente para grandes aparelhos elétricos seja empurrada para a pressão mais alta de 240 volts.
Ampères (ou amperes) é uma medida do número de elétrons que a tensão empurra para além de um determinado ponto
um segundo.
Watts é uma unidade de medida de energia elétrica. Ele indica quantos elétrons foram empurrados por um dispositivo elétrico para fazê-lo funcionar. É o que a companhia elétrica cobra de você.
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Figura C: A Fórmula Básica
Use essas equações simples para converter diferentes medições de eletricidade para ajudar a determinar as coisas como quantas tomadas em um disjuntor de 15 A você pode ter ou quantas luzes em um circuito de 15 A você pode tenho.
Saiba mais sobre dicas para fiação elétrica doméstica mais fácil aqui.
Por que os disjuntores desarmam?
O circuito e o disjuntor que você desarmou têm capacidade de 15 amperes ou 1.800 watts (15 amperes x 120 volts = 1.800 watts). As luzes consumiram 360 watts, ou míseros 3 amperes (360 watts divididos por 120 volts = 3 amperes) - bem dentro da capacidade de seu sistema de 15 amperes. A cafeteira de 800 watts (dividida por 120 volts) consumiu 6,6 amperes, substancialmente mais potência do que as luzes, mas o consumo combinado de 9,6 amperes ainda está dentro dos limites do circuito de 15 amperes.
Mas quando você conectou o aquecedor de ambiente de 1.200 watts, os 10 amperes necessários, mais o consumo dos outros dois dispositivos, puxaram 19,6 amperes por meio de um sistema de 15 amperes (FIG. B). É como uma python engolindo um porco; o sistema simplesmente não consegue lidar com a carga. O disjuntor tolerou isso por um tempo. Mas quando o excesso de corrente e o calor resultante começaram a deformar as duas peças de metal dentro do disjuntor, eles começaram a "puxar o gatilho". E quando as peças de metal dobraram até um certo ponto, o gatilho quebrou dois pontos de contato, interrompendo o fluxo de eletricidade e desligando aquele o circuito. Se houver um grande e repentino desenho em um circuito, um pequeno eletroímã no disjuntor pode separar os pontos de contato também. Se você tiver fusíveis, o excesso de calor derrete um fio dentro do fusível, o que, por sua vez, interrompe o fluxo de eletricidade.
Se este fosse um disjuntor de 20 A - um com fio mais grosso nº 12 que poderia carregar 2.400 watts - o disjuntor não teria desarmado. Mas uma vez que o fio está na parede e o disjuntor está na caixa do disjuntor, não há muito que você possa fazer para atualizar um circuito estabelecido. Mas você tem outras escolhas.
Circuitos de 240 volts
Aparelhos maiores, como aquecedores elétricos de água, secadores e fogões, requerem tanta energia que a eletricidade chega até eles por meio de circuitos de 240 volts. Isso ocorre porque a tensão em circuitos de 240 volts "empurra" duas vezes mais forte. Por exemplo, um flugelhorn elétrico de 6.000 watts em um circuito de 120 volts exigiria um circuito de 50 amperes (6.000 watts dividido por 120 volts = 50 amperes). Isso exigiria fios gigantescos. Mas o mesmo flugelhorn de 6.000 watts em um circuito de 240 volts requer apenas um circuito de 25 A (6.000 dividido por 240 = 25) e um fio menor e um disjuntor.
Solução Um - A Correção de Curto Prazo
A solução simples é conectar o aquecedor de ambiente a uma tomada de um circuito com capacidade excedente. Você pode determinar a carga existente em um circuito com bastante facilidade: clique fora do disjuntor, depois acenda os interruptores de luz e teste as tomadas para ver quais não funcionam mais. Em seguida, some a carga total de watts de dispositivos nesse circuito. Freqüentemente, é mais fácil falar do que fazer. Às vezes, um circuito identificado como “quarto” alimenta as tomadas da lavanderia. Ou as saídas superior e inferior de um receptáculo duplex estarão em circuitos diferentes. Depois de ter um circuito mapeado e as cargas elétricas somadas, você será capaz de dizer se pode conectar mais dispositivos ao circuito sem sobrecarregá-lo.
À medida que você adiciona as cargas elétricas, lembre-se de que um fio com 15 amperes pode carregar 15 amperes o dia todo. No entanto, os disjuntores e fusíveis de 15 amperes podem carregar apenas 12 amperes - 80 por cento de sua classificação - em uma base contínua. A base contínua é considerada um circuito carregado até a capacidade por três horas ou mais. Esta regra de 80 por cento se aplica a todos os disjuntores e fusíveis. Para obter informações mais detalhadas sobre o cálculo de cargas, consulte Prevenção de sobrecargas elétricas.
Solução dois - a solução de longo prazo
A melhor solução a longo prazo é instalar um novo circuito dedicado e saída para o aquecedor. A maioria dos eletricistas sugere um circuito dedicado para qualquer aparelho que consuma mais da metade da capacidade de um circuito. FIG. D em “Informações adicionais” (abaixo) mostra a potência dos aparelhos que normalmente têm circuitos dedicados. Sempre que você instalar um grande aparelho elétrico - seja 120 ou 240 volts - instale-o em seu próprio circuito dedicado com o tamanho correto do fio e do disjuntor.
Como você pode ver em FIG. E, um disjuntor de 20 amperes com fio nº 12 mais espesso pode transportar mais corrente do que um circuito de 15 amperes com fio nº 14. Quando você está conectando ou religando uma cozinha, lavanderia, banheiro ou sala de jantar, o Código Elétrico Nacional exigirá que você instale circuitos de 20 A, que podem transportar mais corrente. Se você usa muitas ferramentas elétricas, faz sentido usar circuitos de 20 A também para sua garagem, oficina e porão.
Para obter informações sobre como conectar um novo circuito, consulte Como conectar um novo circuito.
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Figura E: Tamanhos dos fios
O fio maior de calibre 12 pode transportar com segurança mais amperagem do que o fio menor de calibre 14 - sem superaquecimento.
Aprenda sobre o 8 violações do código elétrico mais comuns aqui.
Sem adulteração permitida
Proprietários de casas que colocam um “centavo na caixa de fusíveis” para evitar que os fusíveis queimem têm o cérebro em curto-circuito. Sem um fusível para interromper o fluxo de energia quando muitos amperes são empurrados através de um circuito, os fios sobreaquecem, o isolamento dos fios derrete e o incêndio ocorre. E você não pode simplesmente substituir um disjuntor de 15 amperes por um disjuntor de 20 amperes; isso é o equivalente moderno de colocar um centavo na caixa de fusíveis. Lembre-se de que o disjuntor, o fio e o isolamento do fio são todos projetados e dimensionados para trabalhar juntos - com segurança.
Informações adicionais
- Figura D: Circuitos Dedicados Comuns
