Eletricidade


Já faz mais de um ano que convivemos oficialmente com o novo padrão de plugues e tomadas e ainda ouço muitos questionamento e reclamações de pessoas insatisfeitas. Os principais comentários são a respeito da necessidade de mudar e os transtornos que a mudança está ocasionando.

Como era

Se você tem mais de 25 anos já deve ter convivido com diversos tipos de plugues e tomadas. Existiam plugues com pinos redondos, chatos, triangulares, tanto bipolares quanto tripolares, e igual (ou maior) variedade de tomadas.

Tomadas

Diversos tipos de tomadas e um interruptor de gaiato.

Nos últimos anos,  o modelo mais utilizado foi aquele que aceitava pinos redondos e chatos, com o seu variante com terra, conhecido como  2P+T. Esse tipo de encaixe aceitava praticamente todo tipo de tomada nacional e raramente era necessário algum tipo de adaptador. Então por que mexer no que está quieto?

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Depois de um período de ostracismo blogal onde eu estava terminando o meu trabalho de conclusão de curso escrevo um artigo sobre o assunto que me inspirou a criar esse blogue, quando um amigo meu pediu para que eu trocasse a resistência do chuveiro elétrica da sua casa.

Na teoria

O chuveiro elétrico utiliza o calor produzido pela passagem de corrente elétrica em um resistor para aquecer a água. Como eu falei aqui, a corrente elétrica é o fluxo de elétrons pulando de átomo em átomo em um condutor. Essa passagem ocasiona o aumento da energia cinética das moléculas, que é traduzido em forma de calor, fenômeno conhecido como efeito Joule, que pode ser descrito matematicamente assim:

Q = I² x R x t

ou

O calor gerado em um condutor é diretamente proporcional ao quadrado da corrente elétrica conduzida, à sua resistência elétrica e ao tempo de condução.

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A interligação do sistema elétrico brasileiro é uma faca de dois gumes. Traz a vantagem de distribuir a energia de regiões mais providas para outras com menos unidades de geração, mas também contribui para o efeito dominó que causou esse apagão em vários estados do país.

Por que?

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Bom, agora que você já sabe o funcionamento e a importância do fio terra, é bom saber também como instalar e fazer bom uso dele em casa. Montar uma instalação de aterramento em uma residência pode ser uma tarefa simples ou não, dependendo da arquitetura de sua casa e se você têm ou não quintal e/ou jardim. Se você mora em apartamento, talvez seja preciso a ajuda de um profissional. Mas, antes de fazer isso, lembre-se que um verdadeiro Buliçoso das Galáxias precisa tentar primeiro com as próprias mãos, e não chama um profissional enquanto não tiver derrubado uma parede inteira ou perdido pelo menos dois dedos.

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Nesses tempos de aquecimento global e ecologia em alta, vou falar de um assunto muito importante: o terra. Não o planeta, mas o elemento de proteção elétrica.

Você, como um bom aspirante a buliçoso das galáxias, com certeza conhece o famoso fio terra (sem duplo sentido, por favor), presente em muitos equipamentos elétricos, principalmente em geladeiras, máquinas de lavar, fogões com acendimento elétrico, fornos de micro-ondas e, é claro, computadores. Aquele fiozinho verde que é muitas vezes esquecido tem uma grande importância, não necessariamente para o funcionamento do equipamento em si, mas para a continuidade de nossa vida.

Por que esse nome?

Quando eu era criança pequena lá em Barbacena Pau dos Ferros, costumava ver um objeto muito estranho atrás da geladeira. Era uma latinha de margarina cheia de areia, com um fiozinho verde subindo até a traseira do eletrodoméstico. Meu pai, com sua lógica de técnico agrônomo, me dissera que aquele era o fio o terra e que ele precisaria, obviamente, ficar enterrado. Totalmente perdoável. Eu só fui entender a utilidade daquele fio já eletrotécnico barbudo.

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Continuando o falatório sobre lâmpadas, vamos falar sobre lâmpada fluorescente, que hoje em dia está sendo substituída pela lâmpada PL, que utiliza o mesmo princípio, mas em uma montagem mais compacta.

A lâmpada incandescente utiliza o calor para gerar luz. Essa forma de iluminação é utilizada pelo homem desde o tempo em que algum mais esperto aprendeu a acender fogueiras, lá nas cavernas ainda. Já a lâmpada fluorescente utiliza um princípio mais elaborado.

Você já deve saber que o átomo é formado por um núcleo, com prótons e nêutrons, e uma ruma de elétrons ao redor. Esses elétrons estão arrumados em camadas, ou seja, estão distribuídos a determinadas distâncias do núcleo e permanecem fixos nessas distâncias quase sempre. Os elétrons mais próximos do núcleo têm menos energia do que os que estão mais distantes. Se um elétron ganhar energia, ele muda para uma camada mais elevada. Quando vai para uma camada inferior, o átomo libera energia. Essa energia é liberada na forma de um negocinho chamado fóton. Fóton é a unidade elementar da energia eletromagnética (só lembrando que luz é uma forma de eletromagnetismo). A lâmpada fluorescente é um tubo cheio de átomos que, de alguma forma, têm seus elétrons mudando de camada e liberando fótons, e, consequentemente, luz.

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No post de hoje, vou ensinar como fazer a ligação de uma lâmpada simples, seja ela uma lâmpada PL ou uma incandescente. No próximo eu ensino a ligar uma lâmpada fluorescente, que é um pouquinho mais complicada.

Pra não ficar um post curto vou explicar o princípio de funcionamento da lâmpada incandescente. Mais pra frentemente eu falo sobre a fluorescente.

A lâmpada incandescente

Esse é o mais famoso tipo de lâmpada, mas que está em decadência devido a sua baixa eficiência. Foi esse o tipo de lâmpada que foi inventado por Thomas Edison, em 1879. Seu funcionamento é simples: uma corrente elétrica flui por um filamento, que aquece e se torna incandescente – taí o porquê do nome.

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Como eu havia prometido e esquecido, vou falar um pouco como é uma instalação elétrica residencial básica aqui no Brasil.

A tomada, que todo mundo conhece, tem normalmente dois ou três buraquinhos. A fase e o neutro e, ainda opcionalmente, o terra. A tomada é embutida na parede em uma estrutura de PVC (preta ou amarela) chamada caixa de embutir. Nela, fica acomodada a parte interna e fiação da tomada ou interruptor.

Caixa de embutir em PVC

A caixa de embutir é quase sempre de tamanho padronizado de 4 x 2 polegadas. Na figura dá pra ver que ela possui uns círculos que se destacam para encaixar os eletrodutos, que podem ser rígidos ou flexíveis. Aqui em Natal, os eletrodutos flexíveis são chamados de conduítes, mas pelo que deu pra entender, parece que conduíte é sinônimo de eletroduto de maneira geral no resto do país. Os eletrodutos servem para proteger a fiação elétrica dentro da parede – ou fora, no caso de instalações aparentes. Os rígidos são vendidos em varas de 3 metros e os flexíveis do tamanho que você quiser. Os mais usados são os de bitola (diâmetro) de 1/2, 3/4 e 1 polegada, dependendo da quantidade de fios requerida.

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Antigamente, quando os homens eram homens e aprendiam sobre eletricidade levando choque ao invés de ler em livros, um inglês chamado Michael Faraday inventou a sua gaiola. O tal Faraday (que não era personagem de Lost) era muito ruim de matemática, mas foi um grande cientista, cuja maior parte das suas descobertas se deu mais através de experimentos práticos do que de teóricos. Aliás, tem um amigo meu que talvez adorasse os seis princípios de Faraday. Grande parte de seus experimentos envolviam altas tensões e descargas elétricas de grande potência. Essas descargas, entre outras coisas, têm a capacidade de induzir um campo eletromagnético que pode interferir em outros equipamentos elétricos.

Faraday descobriu que o interior de clausuras condutoras não sofre nenhuma interferência de campos eletromagnéticos gerados em seu exterior. Ou seja, se você tiver um invólucro protetor – mais ou menos como uma gaiola – feito de material condutor, o seu interior estará protegido de qualquer interferência eletromagnética do exterior, desde que o comprimento de onda da interferência seja maior que as brechas da gaiola.

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Lá no átomo

Lembrando as aulas de ciências da escola, todo corpo é formado por átomos. Os átomos são formados por um núcleo, com prótons e nêutrons, rodeado por elétrons. Os prótons são positivos, os elétrons são negativos e os nêutrons são neutros (dã). Lembrando também aquela regra de ouro que diz que “os opostos se atraem”, cargas positivas atraem cargas negativas e vice-versa.

Peguemos agora uma barra de ferro, que também é formada por átomos e que estão cheios de elétrons. Alguns desses elétrons (os da última camada) ficam pulando de um átomo para o outro da barra de ferro. São os chamados elétrons livres. Quando um elétron pula de um átomo A para um átomo B, o A fica com falta de elétrons e o B com excesso, fazendo com que o átomo A fique carregado positivamente (por ter mais prótons que elétrons) e que o átomo B fique carregado negativamente (por ter elétrons demais). Assim, os elétrons que estão pulando na vizinhança serão atraídos pelo átomo A da mesma forma que serão repelidos pelo B. Esse movimento é aleatório e sempre que um átomo perde um elétron ele ganha outro do vizinho, de forma que os átomos fiquem o tempo todo “trocando figurinhas”.

Coloque agora um pacote de átomos carregados positivamente próximo a uma extremidade da barra de ferro – chamemos de extremidade P –  e na outra – extremidade N – coloque outro pacote de átomos, carregados negativamente (com excesso de elétrons). Na extremidade (ou pólo) N os elétrons livres da barra serão repelidos pelos átomos negativos do pacote e vão se afastando da extremidade. De forma semelhante, o pacote de átomos positivos do pólo P vão atrair os elétrons que estão sendo repelidos pelo polo N. O resultado disso é um fluxo de elétrons do pólo negativo para o pólo positivo da barra. Eventualmente, todos os elétrons em excesso do pacote N vão chegar no pacote P. Com isso, os dois pacotes passam a ter a mesma quantidade de prótons e elétrons, ficando neutros. Desse jeito, ninguém atrai nem repele ninguém, cessando o fluxo. É o que acontece quando uma bateria descarrega.

Na bateria, os pacotes – positivo e negativo – são os pólos da bateria. A barra de ferro seria o condutor, que é por onde flui a eletricidade. Em aplicações práticas, essa barra de ferro seria um carrinho a pilha ou um lâmpada, por exemplo.

É por isso que todo equipamento elétrico possui dois fios: um pra cada polo.

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