A ELETRICIDADE NO LAR
A ELETRICIDADE NO LAR
Como a eletricidade chega ao lar
Nós chegamos nos lares na forma de corrente alternada através de fios estendidos do
poste até a casa. Dois destes fios são conhecidos como FASES e um deles é o NEUTRO.
Antes de entrar nos lares as “fases” fios simbolizados pelas letras F - passam pelo Medidor
de Consumo de Energia e logo em seguida, pelos “fusíveis” ou disjuntores que são dispositivos de
segurança.
O fusível e o disjuntor são dispositivos de
segurança. E sabe por que?
Quando transportamos energia nós somos
movimentados de um lado para outro dentro do fio. Neste processo damos
alguns “encontrões” com átomos de cobre, um pouco da energia elétrica
transforma-se em calor. Se a corrente elétrica for muito intensa, o calor
produzido poderá ser o bastante para iniciar um incêndio ou danificar toda a
instalação elétrica. Já viu o prejuízo? Para evitar isto, os fusíveis queimam-se
ou os disjuntores desligan-se com o aquecimento e assim a circulação de
corrente é interrompida antes que ocorra qualquer desastre. É a segurança. Ela
é muito importante.
Nos lares a energia elétrica pode ser usada em duas
voltagens: 110V e 220V. (Dependendo da concessionária,
ela pode ser 127V ou 230V).
Os aparelhos elétricos de 110 V devem ser ligados
entre uma das fases (F) e o neutro (N). E os projetados para
funcionarem em 220 V devem ser ligados entre os 2 fios fases.
· 110 V: F N (entre uma das fases e o neutro)
· 220 V: F - F. ( entre as duas fases).
Ligações em série
Duas lâmpadas, ambas para 1,5 V, são ligadas em “série” a uma pilha de 1,5 V. Elas vão acender, porém,
com fraca luminosidade. Sabe a razão? É que a pilha é de 1,5 V e cada lâmpada necessita de 1,5 V para funcionar
normalmente, mas em série, como mostra a figura, cada uma delas funciona apenas com 0,75 V (metade de 1,5V).
Uma das características marcantes da ligação de lâmpadas em série é que se uma delas “queimar” ou for
retirada do soquete, a outra, mesmo que em boas condições não funcionará.
Isto ocorre devido ao fato da corrente elétrica que passa por uma das lâmpadas, passa também por outra.
É como se, numa rodovia, uma ponte caísse: os carros deixariam de trafegar.
Ligações em paralelo
A figura mostra as duas lâmpadas de 1,5 V ligadas em “paralelo” à pilha de 1,5 V. Ambas brilham normalmente, pois
ambas ficam sujeitas à voltagem de 1,5 V. É como se cada lâmpada estivesse, individualmente, ligada à pilha.
A corrente elétrica total fornecida pela pilha é duas vezes maior que a corrente elétrica que faz funcionar uma
lâmpada apenas.
Se uma das lâmpadas “queimar” ou for retirada do soquete, a outra funciona normalmente. Veja que com
a retirada de uma lâmpada do soquete, não impede que a corrente elétrica continue passando pela outra lâmpada.
Quando apenas uma lâmpada estiver funcionando, a corrente elétrica total fornecida pela pilha, é a
metade daquela que ela fornece quando faz funcionar duas lâmpadas iguais ligadas em paralelo.
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
A ELETRICIDADE NO LAR
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
A ELETRICIDADE NO LAR
Para fazer uma lâmpada funcionar nós saímos do pólo (-) da pilha, passamos pelo filamento da lâmpada onde a energia elétrica que
transportamos é transformada em luz e calor, e finalmente, chegamos no pólo (+) da pilha, após cumprir a nossa missão.
Ligações elétricas no lar
As lâmpadas e os aparelhos elétricos usados nos lares não funcionam à pilha, pois necessitam de uma voltagem de 110 V e 220 V.
È possível fazer uma lâmpada de 110 V funcionar com pilhas, mas seriam necessárias 74
pilhas de 1,5 V cada (74 x 1,5 V = 111 V) enfileiradas, uma atrás da outra.
O que faz a função da pilha são os fios FASE e
NEUTRO disponível nas tomadas elétricas no caso de
voltagem de 110 V e os fios FASE e FASE no caso da
necessidade de uma voltagem de 220 V.
Os aparelhos elétricos e as lâmpadas
são sempre ligados em paralelo à tomada
elétrica que faz a função de uma pilha.
Quanto mais aparelhos forem ligados num
mesmo circuito, isto é, num mesmo par de fios FASE
e NEUTRO, mais somos solicitados, isto é, maior a
demanda de corrente elétrica.
Em muitos casos, não somos suficientes para atender a demanda e nestas situações acontecem “sobrecargas” de eletricidade. As
“sobrecargas” podem ser notadas pelas lâmpadas que, estando acesas normalmente, parecem querer apagar.
Evite Sobrecarga No Circuito Elétrico. Não Ligue Aparelhos Em Excesso Numa Mesma Tomada.
Potencia, Energia e Corrente Elétrica
Nós formamos a corrente elétrica que flui ao longo de um fio. Nós transportamos
energia elétrica desde o gerador eletromagnético existente nas hidrelétricas até o lar.
A energia chega aos aparelhos em duas voltagens: 110 V e 220 V. Mas a quantidade de
energia que entregamos difere de aparelho para aparelho e de lâmpada para lâmpada. Alguns
aparelhos transformam mais rapidamente a energia que nós lhes entregamos. Quanto mais rápida
for esta transformação, maior será a “potência” do aparelho.
POTÊNCIA ELÉTRICA
Em eletricidade, a potência é o produto da voltagem pela a corrente elétrica. Vamos usar as
seguintes simplificações: P = potência; V = voltagem e I = corrente elétrica. A unidade de medida da
voltagem V é “volts” (símbolo: V) e a da corrente elétrica I, em ampéres (símbolo: A). Assim:
Potência = Voltagem x Corrente
P=VxI
O produto da voltagem V (volts) e da corrente I (ampéres) é chamada de watts (W), que é a unidade de medida potência elétrica.
Vejamos alguns exemplos que mostram como lidar com esta fórmula.
1) Um aspirador funciona normalmente ligado numa tomada
de 110 V demandando uma corrente elétrica I = 0,5 A.
Qual a potência do aspirador?
· P=VxI
· P = (110 V) x (0,5 A)
· P = 55 V.A = 55 W
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
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2) Qual a intensidade da corrente elétrica que irá fluir
por uma lâmpada de 100 W e 110 V quando funcionando
normalmente?
· P = 100 W = (127 V) x I
· I = 100 W / 127 V
· I = 0,78 A
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
A ELETRICIDADE NO LAR
A energia elétrica que entregamos aos aparelhos, às lâmpadas e aos chuveiros elétricos depende de dois fatores: I) a potência e II) o
tempo de funcionamento.Sem funcionamento, por maior que seja a potência do aparelho, nenhuma energia é gasta.
ENERGIA ELÉTRICA
A Energia elétrica (E) consumida por um aparelho é o produto da Potência elétrica (P) em “watt” pelo intervalo de tempo (t) em
“horas” de uso deste aparelho ou seja:
E=Pxt
A multiplicação de “watt” por “hora” resulta em “watt-hora” (abreviação: Wh) que é a unidade de medida de energia usual na eletricidade.
Em outros assuntos a energia pode ser medida em “joules” ou em “calorias”.
Vejamos um exemplo de consumo de energia elétrica:
Qual a energia gasta por uma
E = P x t;
lâmpada de 100 W que fica
P = 100 W; t = 8x30 = 240 horas,
funcionando 8 horas por dia,
E = 100 x 240 = 24.000 Wh.
durante 30 dias?
Em geral o consumo de energia é maior que 1.000 W.h. Costuma-se utilizar uma unidade que é
múltiplo de 1.000, chamada “quilowatt-hora” (Abreviatura: kWh) que equivale a 1.000 Wh. Assim o
consumo da lâmpada acima é E = 24 kWh ou sejs 24.000 Wh.
·WATT (W) é medida de potência.
·QUILOWATT-HORA ( kWh) é medida de energia
·VOLT (V) é medida de voltagem.
· AMPERE (A) é medida de corrente elétrica.
· HERTZ (Hz) é a medida de frequência.
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
A ELETRICIDADE NO LAR
OS APARELHOS ELÉTRICOS MAIS UTILIZADOS NO LAR
1 - O chuveiro elétrico
O chuveiro elétrico em uma residência é um dos principais “gastadores” de energia, principalmente nas
regiões de climas frios. O banho chuveiro pode ser o principal fator de consumo de energia numa residência.
O Horário De Pico
Imagine o
que ocorre
quando
todas as lâmpadas e todos os
aparelhos elétricos de sua casa forem
ligados ao mesmo tempo. A corrente elétrica e o
medidor de consumo de energia disparam, não é mesmo?
Imagine agora o caso do banho. Quase todos no Brasil tomando
banho no mesmo período: das 18 às 20 horas. Além do banho, as cidades
iluminadas e as casas com luzes acesas, televisões ligadas, etc. Já imaginou a
“sobrecarga” na rede elétrica? Quem paga é o gerador eletromagnético das usinas.
Eles quase não agüentam a sobrecarga e por pouco não param de funcionar.
Este é o “horário de pico” e sua conseqüência: sobrecarga no sistema elétrico.
O Brasil é um dos poucos países no mundo que ainda utiliza o
chuveiro elétrico em grande escala. Uma das alternativas para que os chuveiros elétricos não
contribuam com a “sobrecarga” no horário de pico é utilizar outra fonte de energia. Neste sentido, a
maioria dos países utiliza a queima do gás como fonte de calor para o aquecimento de água ou mesmo o
uso da energia solar em grande escala pode ser uma ótima alternativa para o futuro.
DIFERENÇA ENTRE POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA
Uma pessoa diz:
- “Lá em casa tenho forno micro-ondas, chuveiro elétrico de alta potência, ar
condicionado, ferro de passar, geladeira e muitas outras coisas. Dá um total de 25.000 W ou
seja 25 kW. Pago mais energia que você” .
Uma outra retruca:
- “Na minha casa a potência instalada é de apenas 2.500 W ou 2,5 kW, mas tenho certeza que este
mês a minha conta de energia será menor que a sua, pois a sua família esteve viajando por 30 dias
seguidos”.
Eis a diferença entre “potência” e “energia elétrica”. Pode-se ter muita potência instalada em casa, mas não
pagar nada de consumo de energia elétrica. Para pagar, as máquinas e equipamentos devem estar funcionando!
ENERGIA A GENTE PAGA! A POTÊNCIA NÃO
Por outro lado, mesmo um aparelho de baixa potência pode consumir uma grande quantidade de energia: basta
que ela funcione durante um longo período de tempo.
CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA = POTENCIA X TEMPO
É importante saber avaliar o consumo de energia elétrica. Ele custa dinheiro. Muitas vezes é
preciso economizar. Faz bem para o bolso e também é uma questão de cidadania. Se não gastarmos em
excesso, todos terão energia; desperdiçando, ela poderá faltar para todos.
Ao comprar lâmpadas e aparelhos elétricos é importante conhecer as respectivas eficiências.
Uma lâmpada fluorescente é mais eficiente que uma lâmpada incandescente, pois produz a mesma quantidade de
luz, utilizando uma quantidade de energia elétrica bem menor do que uma lâmpada incandescente.
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
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Funcionamento de um chuveiro elétrico
A principal peça de um chuveiro elétrico é a “resistência” que é um fio especial, em geral de
níquel-cromo e o efeito físico preponderante é o Efeito Joule, isto é, o aquecimento que a corrente
elétrica produz quando percorre um fio.
A principal peça de um chuveiro elétrico é a “resistência” que é um fio especial, em geral de níquelcromo e o efeito físico preponderante é o Efeito Joule, isto é, o aquecimento que a corrente elétrica
produz quando percorre um fio.
Na resistência do chuveiro a energia elétrica converte-se diretamente em calor que irá
aquecer a água.
Para se calcular a energia elétrica consumida por um chuveiro basta utilizarmos a fórmula:
E=Pxt
Energia (kWh) = Potência do chuveiro (kw) x tempo de duração do banho (h).
Uma pessoa toma um banho de 0,30 hora debaixo da água de
um chuveiro de 6.600 W funcionando normalmente.
A energia gasta é: E = 6.600 W x 0,30 h = 1.980 Wh = 1,98 kWh.
Em geral as potências elétricas dos chuveiros variam entre 2.000 e 6.000 watts e, os mais potentes, são instalados num circuito de 220
volts. A vantagem de se usar chuveiro de 220 V é o fato da corrente elétrica exigida ser menor [P = VI, para uma mesma potência P, quanto maior
V menor será a corrente elétrica I] e menor será o aquecimento dos fios de cobre da instalação elétrica.
Algumas dicas para um banho mais econômico
· Desligar o chuveiro enquanto passamos sabonete pelo corpo ou shampoo nos cabelos. Evita-se o desperdício de energia, de água, de
sabonete e de shampoo.
· Em dias quentes, usar o chuveiro na posição “verão”, pois nesta posição, a potência elétrica utilizada pelo chuveiro é bem menor.
· Controlar o tempo de banho para cerca de 8 minutos, no máximo.
A ELETRICIDADE
NO
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NO LAR
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2 - A geladeira
A ELETRICIDADE NO LAR
A geladeira, além da conservação de alimentos por meio da diminuição da temperatura de armazenagem, visa à refrigeração
de bebidas e ao congelamento de carnes e peixes.
Ela é responsável por cerca de 30% do consumo global de eletricidade numa residência, pois ela nunca é desligada
(a não ser para manutenção). Ela fica ligando e desligando automaticamente, dia e noite.
Dicas para um uso mais eficiente da geladeira
Fundamentalmente a geladeira “tira” o calor dos alimentos e das bebidas existentes no seu
interior, “jogando-o” para o ambiente. Quanto mais calor é transferido do interior para o exterior da
geladeira, menor será a temperatura da carga (quantidade de alimentos e bebidas) existente na
geladeira.
Para diminuir o consumo algumas atitudes podem ser tomadas por quem vai pagar a conta de energia.
Por exemplo:
Cuidados com a posição da geladeira
O calor retirado do interior da geladeira se manifesta nos canos quentes existentes na parte detrás da geladeira. É aí que
as moléculas do ar frio, batendo nestes canos, se aquecem, levando o calor retirado para outras regiões da cozinha. Quanto mais
frio o ar existente detrás da geladeira e quanto maior for a sua movimentação, menor será o gasto de energia. Assim para
aumentar a eficiência da geladeira e evitar desperdício de energia é conveniente:
· Não instalar a geladeira entre móveis suspensos, nem num buraco entre paredes.
· Não instalar geladeiras perto de fontes térmicas como forno e fogão;
· Não instalar geladeira em local de muita insolação.
Cuidado com o modo de armazenamento dos alimentos
O consumo de energia do refrigerador pode ser afetado em função do modo como os alimentos são armazenados. Assim, recomenda-se:
1)
Evitar a colocação de alimentos quentes na geladeira.
2)
Tapar os recipiente que contenham líquidos para evitar a evaporação, pois os vapores de água transformam-se em gelo no evaporador
(congelador).
3)
As verduras, frutas e legumes devem ser colocados no compartimento inferior, abaixo do tampo de vidro, onde a temperatura é a
adequada, cerca de 6 a 8°C;
4)
Os alimentos e cargas devem ser distribuídos entre as prateleiras permitindo a circulação de ar, pois o ar frio desce do congelador até a
parte inferior resfriando a carga existente.
5)
Diminuir a freqüência da abertura das portas, pois sempre que a porta for aberta, todo o ar frio da geladeira sai pela parte de baixo (você
pode sentir o ar frio nas suas pernas), dando lugar ao ar quente do ambiente que entra. Além disso, se a umidade do ar externo estiver alta,
haverá maior formação de gelo no evaporador.
Cuidados operacionais
Em termos de manutenção existem duas operações importantes para o bom funcionamento de um refrigerador:
1)
Descongelamento periódico. A formação de gelo no evaporador (congelador) provoca uma redução no índice de transferência de calor,
pois o gelo funciona como um bom isolante térmico (o gelo é quase 100 vezes mais isolante do que o alumínio). Uma camada de gelo de
0,5 cm no congelador pode determinar um aumento de consumo de energia de até 25%.
2)
Limpeza do condensador (os canos que ficam detrás da geladeira). A gordura e a poeira que se depositam nos canos, formam uma camada
de isolante térmico, reduzindo o índice de transferência de calor, elevando a temperatura de condensação. Portanto, também não se deve
colocar panos e meias para secar atrás da geladeira, pois isto irá aumentar o consumo de energia da geladeira.
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
A ELETRICIDADE NO LAR
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
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3 - Iluminação
A iluminação pode ser
natural (luz solar) e artificial (luz das
lâmpadas). Ela é essencial para a visão. As
tarefas visuais desempenhadas pelos olhos são
diversas e estão relacionadas com a segurança,
com a produtividade, com o lazer, com o comércio e
com a aquisição de informações entre outras.
A iluminação deficiente pode ter um efeito
negativo no bem-estar do homem (conforto
ambiental), além de conduzir a uma execução
ineficiente ou perigosa de tarefas, incluindo a
circulação em edifícios e estradas,
aumentando o risco de acidentes.
ENTRADA
110 V - 0,91 A
100 W
Tipos de Lâmpadas
As lâmpadas elétricas usadas nos lares são de dois tipos
principais: as incandescentes e as fluorescentes.
Lâmpadas Incandescentes
A lâmpada incandescente produz luz pelo alto aquecimento
(Efeito Joule) de um filamento devido à passagem de corrente elétrica. O
filamento de tungstênio atinge temperaturas acima de 2.500°C emitindo
luz, radiação infravermelha (que não enxergamos) e calor.
Embora estas lâmpadas sejam as mais comuns, são também as
menos eficientes. Entretanto elas vêm sendo melhoradas, incorporando
maior vida média útil e maior eficiência luminosa. O esquema abaixo
mostra a transformação de potência elétrica que ocorre numa lâmpada
incandescente comum de 100W.
SAIDA
5 W - luz
61 W - raios infravermelhos (não visível)
22 W - calor perdido por condução
12 W - calor perdido por convecção
TOTAL = 100 W
Dos 100 W de potência a
lâmpada incandescente transforma em
luz apenas 5 W ou seja, eficiência de
5%.
Lâmpadas fluorescentes
A lâmpada fluorescente não possui filamento; a luz é emitida pelo processo conhecido como descarga elétrica em gases. No interior
do tubo de uma lâmpada fluorescente existe vapor de mercúrio que emitem radiações que se transformam em luz ao atingir a camada de
fósforo existente na superfície interna do tubo de vidro..
Por não existir filamento, o calor produzido é muito pequeno e, por isso, a luz de uma lâmpada fluorescente também é conhecida como “luz
fria”. O esquema, a seguir, mostra a transformação da potência elétrica que ocorre numa lâmpada fluorescente comum:
ENTRADA
SAIDA
110 V 0,33A
10 W
Luz visível
26 W
Perdas
térmicas
36W
Uma lâmpada fluorescente de 36 W transforma em luz 10 W com uma eficiência de aproximadamente 28% contra uma eficiência de
apenas 5% de uma lâmpada incandescente.
Dicas para uma iluminação mais eficiente
1.- Aproveitar o máximo a luz proveniente do Sol, fazendo com que a luminosidade entre pela casa através de portas e janelas amplas.
2.- O interior das casas devem ser de cor clara, inclusive os pisos, de forma a refletir boa parte da luz que nela incide. Com isto, pode-se
utilizar lâmpadas de menor potência para iluminar o ambiente.
3.- Lâmpadas incandescentes de uso contínuo podem ser substituídas por lâmpadas fluorescentes que consomem menos energia.
4.- Sensores de luminosidade e sensores de presença podem ser instalados nos ambientes. Elas ligam e desligam as lâmpadas
automaticamente, de acordo com o nível de luminosidade e na presença de pessoas.
A ELETRICIDADE
NO
LAR
A ELETRICIDADE
NO LAR
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A ELETRICIDADE
NO
LAR
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NO LAR
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4 - Outros aparelhos elétricos
Muitos outros aparelhos elétricos fazem parte do lar: os eletrodomésticos, a televisão, o radio, o computador, etc.
FIGURAS DE ALGUNS ELETRODOMESTICOS (escolher alguns)
· Ferro elétrico, batedeira, liquidificador, forno micro-ondas, ventilador, secador de cabelo, secadora de roupa, lavadoura de roupa, etc
FIGURAS DE ALGUNS ELETRO-ELETRONICOS
· Televisão, radio, computadores, etc.
Em funcionamento, todos eles consomem energia elétrica e para prever o consumo devemos multiplicar a potência do aparelho em
watts pelo tempo de funcionamento em frações de horas e o resultado é o consumo em kWh.
OS APARELHOS ELÉTRICOS DE
MINHA CASA
Cálculo do consumo
Aparelho Elétrico
Chuveiro
Televisão
Computador
Ferro Elétrico
Lâmpadas
Geladeira
Máquina de lavar roupas
Máquina de costura
Fogão elétrico
Liquidificador
Batedeira
Cafeteira elétrica
Aspirador de pó
Torneira elétrica
Ar condicionado
Secador de cabelos
Exaustor de ar
Freezer
Forno de microondas
Secador de roupas
Ventilador
Torradeira
Potência (watts W)
2.500 a 6.500
70 a 100
150
400 a 1.650
5 a 150
150 a 400
500 a 1.000
60 a 150
4.000 a 12.000
100 a 250
70 a 300
1.000
250 a 1.000
2.500 a 4.500
1.240 a 4.950
500 a 1.500
300
350 a 500
1.200 a 1.500
2.500 a 6.000
60 a 100
500 a 1.200
Tempo de uso (média diária)(horas h) Consumo diário de energia