E a Entrada? Qual a Melhor Solução?
Em um artigo anterior, intitulado "Como Realizar Sua Entrada de Energia", analisamos como calcular a potência total do nosso sistema, considerando as indicações das placas dos aparelhos. Vimos também que, no caso dos amplificadores de potência, com algumas recomendações adicionais, é possível se verificar qual a potência realmente consumida por estes componentes, levando-se em conta a classe de operação em que trabalham. Pudemos assim calcular não só a potência consumida atualmente pelo nosso sistema, como também estimar a potência necessária para uma eventual ampliação futura. A partir dai, levando em conta a tensão da rede, calculamos a cor­rente necessária e, logo a seguir, a bitola adequada dos condutores para a instalação elétrica. Portanto, chegamos à entrada de energia, na caixa de entrada. Espero que vocês possam instalar uma linha dedicada exclusivamente para o equipamento de som e vídeo, a partir da caixa de entrada da sua residência ou do seu apartamento, pois isto pode efetivamente melhorar os resultados.
Vamos agora ao próximo passo: que componentes elétricos poderemos uti­lizar na entrada? Como deverá ser feita a fiação, caso a distância seja maior do que cinqüenta metros?
© 2004-2012 Jorge Bruno Fritz Knirsch
E a Fiação Mais Longa? Como Fica?
Como no final do artigo acima mencionado falávamos da fiação, vamos agora aqui complementar este assunto, considerando o caso da fiação mais longa.
O problema ocorre quando a fiação, entre a sala de audição e o quadro de luz, se torna mais longa do que 5Om. Neste caso, devido a esta maior distância, há uma maior queda de ten­são nos condutores. Em outras palavras, ocorre aí uma redução ou uma perda maior da tensão da rede, dependendo do consumo, e isto vai precisar ser compensado, para que a tensão não fique muito baixa para os nossos aparelhos. A norma brasileira faz esta compensação calculando inicialmente a perda de tensão nos cabos, para depois calcular a nova e maior bitola necessária para os condutores. Mas este é um cálculo muito complicado para se expor aqui e, assim sendo, vamos dar uma regrinha mais simples, que atende a essa norma com folga.
Voltando ao cálculo realizado no artigo acima mencionado, após termos definido a potência necessária e levado em consideração a tensão da rede elétrica, conseguimos obter a corrente necessária e daí chegamos a determinar a bitola do condutor. Como agora a nossa distância é maior do que 5Om (e menor do que 80m), teremos que aumentar a corrente necessária em 20%, para então definirmos a bitola dos nossos condutores. Mas se a distância for maior do que 8Om, teremos que acrescentar mais 20% a cada 30m adicionais. Vamos dar um exemplo prático, para ficar bem claro como se calcula a bitola dos condutores nestes casos. Vamos supor que a sala de som se encontre a uma distância de 53m da entrada de energia. Neste caso, digamos que o eletroduto onde irá passar, por exemplo, a fiação das duas fases e do neutro (esta fiação sempre rígida), tenha um comprimento de 76m. Lembre-se de que você sempre deverá usar, para o fio neutro, a mesma bitola que for usada para os fios das fases. Vamos supor que a potência necessária para o sistema seja de 3000W e a tensão da rede seja 120V. A corrente necessária, portanto, será de 25A (ou seja, 3000/120 = 25A). Como a nossa distância no caso é maior do que 5Om, teremos que acrescentar a esta corrente 20% e, assim, iremos obter 30A (25 X 1.2 = 30A). Observem que, neste caso, teremos que utilizar uma bitola de 6mm2, que vai até 36A, pois a de 4mm2 só vai até 28A.
Vamos agora supor que de­sejamos mudar a localização do eletroduto para um outro lugar mais conveniente e, com isto, o comprimento dele vai se alterar de 76m para, digamos, 95m. Teremos então que acrescentar, para os primeiros 5Om a 80m, 20% à corrente e depois, para cada 30m adicionais, mais 20%. Obteremos, portanto, o seguinte cálculo: 25 X 1,20 X 1,20 = 36A. Como este valor é exatamente o valor da corrente máxima da bitola de 6mm2, nós teremos, para este caso, que utilizar a próxima bitola maior, ou seja, a de 10mm2, que comporta uma corrente máxima de 50A. Esta regrinha prática, de modo geral, sobredimensiona as bitolas dos condutores, o que é favorável ao nosso sistema.
Um alerta a vocês é que, com bitolas de fios rígidos e flexíveis acima de 6mm2, as interligações com tomadas e disjuntores deverão ser feitas por eletricistas competentes, pois apresentam alguma dificuldade técnica. Tomem, portanto, muito cuidado!! Outro aspecto importante que não deveremos esquecer é que os condutores que passam pelo eletroduto (tanto para as fases, quanto para o neutro), deverão ter sempre a mesma bitola. Normalmente se costuma utilizar fios rígidos para as duas fases e para o neutro e isto é recomendável. Porém, se vocês desejarem realizar uma otimização, deverão usar um fio flexível para o fio terra, mantendo, se possível, a mesma bitola dos fios rígidos das fases e do neutro. Isto traz a vantagem da redução dos ruídos provenientes da rede, principalmente quando o neutro e o terra estiverem muito bem aterrados (NBR5410 TN para sistemas de HT e de entrada. Para sistemas de referência pode ser TT com proteções especiais). A razão de sugerirmos a utilização de fios rígidos para as fases e o neutro e fio flexível para o terra tem a sua explicação no assim chamado efeito Skin ou efeito pelicular. Este efeito diz que quando uma corrente passa por um condutor, numa dada freqüência, quanto maior for esta freqüência, tanto mais para a superfície do condutor a corrente percorrerá. Isto quer dizer que uma corrente contínua poderá ocupar até o centro do condutor, enquanto que uma corrente de alta freqüência caminhará pela superfície deste condutor. Existe a assim chamada profundidade Skin, que é a profundidade que esta corrente pode atingir, contada da superfície do condutor para o centro, em relação à freqüência da corrente que está passando por este condutor. Quem estiver interessado neste assunto poderá ver no www.google.com colocando "efeito Skin"e aí procurar vários textos sobre o assunto. (Vejam também o artigo: Dicas de Áudio: A Fiação de Entrada )
Muitos afirmam que não existe diferença entre um condutor flexível e um rígido de mesma bitola na condução de correntes em 60Hz, porém os harmônicos, que estão em freqüências mais altas, caminharão com maior facilidade pelo condutor flexível do que pelo condutor rígido, exatamente por causa do efeito Skin. Isto porque, em primeiro lugar, a superfície de cada fio do condutor flexível não encosta totalmente nos fios adjacentes e, em segundo lugar, porque cada fio do condutor flexível está parcialmente isolado dos adjacentes, devido aos lubrificantes usados na fabricação quando da trefilação dos fios. Como os harmônicos são prejudiciais não só para o nosso sistema de Home Theater, como para qualquer tipo de aparelho elétrico, é preferível usar fios rígidos (que também tem custos menores) na alimentação dos nossos aparelhos, pois atenuarão mais fortemente os harmônicos. Já para o condutor terra, que dá apenas um referencial de tensão, o condutor deverá ser flexível para facilitar o aterramento de correntes espúrias em alta freqüência.
O Disjuntor de Entrada
Vamos ver agora, qual o aparelho seccionador e de proteção que
deveremos utilizar na entrada. Normalmente se usam disjuntores. Esta é, sem dúvida, uma boa alternativa. Há no mercado dois tipos de disjuntores: os que seguem normas americanas (ANSI) e normalmente têm carcaça de baquelite preta, e os que seguem as normas européias (IEC), que são de poliéster ou uréia branca. O que mais se encontra por aí são os pretos, de norma americana. Porém, as nossas normas brasileiras são baseadas nas normas européias, de forma que os disjuntores brancos estão mais bem adaptados para os nossos circuitos elétricos. A principal diferença entre eles é que o limite de corrente de curto circuito dos disjuntores de norma americana (ANSI) é mais alto do que o dos disjuntores de norma européia (IEC). Assim, se utilizarmos um disjuntor preto e se ele for associado à bitola do condutor normalmente utilizado em nossas instalações residenciais (2,5mm2 para tomadas), no caso de ocorrer um curto circuito, ele poderá vir a causar um retardo no desligamento e possivelmente provocar danos à fiação existente. Desta forma, como nossas normas seguem as normas européias, com certeza será muito melhor utilizarmos disjuntores brancos (IEC)!
Existem muitas marcas de disjuntores que seguem as normas européias no mercado, como por exemplo: Siemens, Glockner Möller, Pial Legrand, Schneider e várias outras. Entre todas elas, prefiro e utilizo a marca Siemens. Vou explicar.
Todo disjuntor tem duas tarefas principais a desempenhar: a primeira é proteger o circuito de uma sobrecorrente, isto é, quando uma pequena quantidade a mais da corrente normal estiver porventura passando pelo disjuntor, ele deverá, dentro de um determinado tempo, desligar. A sua outra função é, evidentemente, proteger o circuito contra um curto circuito. Na verdade, esta é a sua principal tarefa. E neste sentido, a norma brasileira apresenta duas curvas de disparo ou desligamento: uma, que é a tal chamada curva C, onde o disjuntor desliga o circuito ao qual estiver ligado, através de uma bobina interna, quando a corrente que estiver passando por ela for de 5 a 10 vezes maior do que a corrente nominal do circuito. O que quer dizer isto? Por exemplo, com um disjuntor de digamos 50A de corrente nominal, quando por ele passar uma corrente entre 250A a 500A ele desligará imediatamente. Estes disjuntores de curva C são utilizados preferencialmente para a proteção de motores (e também em caso de transformadores, quando os disjuntores de curva M não estiverem disponíveis).
A outra modalidade é aquela que oferece a curva B, onde a corrente de curto circuito é mais baixa e está numa faixa que corresponde de 3 a 5 vezes a corrente nominal do circuito. Como a maioria dos nossos equipamentos de áudio e vídeo possuem transformadores na entrada (alta corrente ao ligar), para os quais os disjuntores de curva M seriam os mais adequados, porém muito difíceis de achar no mercado, vamos para os nossos sistemas usar os disjuntores de curva C. Pelas experiências que realizei, os disjuntores da Siemens (linha 5SX1) obedecem melhor à norma, com menor desvios das médias admissíveis do que o das outras marcas. Por este motivo é que eu costumo utilizá-los. É importante lembrar que o objetivo primordial dos disjuntores, no circuito de som, é proteger a fiação instalada e não os aparelhos. Os aparelhos já possuem proteções individuais, normalmente adequadas. Mesmo assim, a corrente nominal dos disjuntores a serem instalados deve ser igual ou um pouco superior à corrente calculada a partir da potência consumida atualmente pelo sistema. Este aspecto é muito importante para que haja a máxima proteção possível!
Um outro lembrete importante é que não se deve colocar nenhuma proteção ou interrupção no neutro, ou seja, não se deve colocar nenhum disjuntor, fusível, chave faca ou seccionadora no neutro. Caso seja colocada uma proteção, poderão ocorrer danos aos aparelhos ligados, devido ao fenômeno chamado perda do neutro. Leiam o artigo sobre este assunto, que está aqui no nosso site chamado: "Alerta: O Perigo da Perda do Neutro"
Existe Alguma Alternativa Melhor?
A revista alemã AUDIO, em uma de suas edições passadas, traz um artigo muito interessante sobre cem maneiras simples de otimizar um sistema de som e imagem. Entre as dez primeiras sugestões, que são as mais efetivas, a revista traz, em quarto lugar, (vejam só, é o quarto lugar, dentre as cem sugestões arroladas!) uma que se refere à entrada de energia para o nosso sistema, que é muito interessante. Assim diz o artigo:
Quarta sugestão: "FUSÍVEIS NA CAIXA DE ENTRADA"
"Aficionados do som estão trocando seus modernos disjuntores da entrada por fusíveis. A menor indutividade destes componentes permite, nos transientes musicais, maior disponibilidade de corrente."
Realmente os fusíveis possuem algumas vantagens em relação aos disjuntores e, para ser mais preciso, possuem exatamente três vantagens e somente uma desvantagem!
Em primeiro lugar, é correto dizer que os fusíveis possuem menor indutividade do que os disjuntores. Estes possuem bobinas para a função de proteção contra curtos-circuitos, como já comentávamos, as quais representam maiores indutâncias à passagem da corrente, quando da existência de transientes de corrente. Em segundo lugar, a resistência elétrica dos fusíveis é muito mais baixa do que a dos disjuntores, pois os fusíveis não possuem as já comentadas bobinas e nem os enrolamentos que existem em torno dos bimetais que dão proteção contra as sobrecorrentes. Em terceiro lugar, todo fusível de qualidade desliga mais rápido do que qualquer disjuntor, ou seja, a proteção que um fusível pode dar, é melhor do que aquela que o disjuntor correspondente poderá oferecer.
A única desvantagem do fusível é que, quando queima, precisa ser trocado. Já o disjuntor, nesta situação, apenas precisa ser religado.
Evidentemente, não estamos aqui fazendo comentários de qualquer fusível. Existem, como vocês bem sabem, vários tipos de fusíveis. Há os fusíveis de rolha e também os de cartucho que, em algumas condições especiais, podem vir até a explodir.
Não, aqui não estou comentando sobre estes fusíveis. Refiro-me sim, aos fusíveis Diazed e aos fusíveis NH. Àqueles componentes de aplicação industrial (NH) e de aplicação residencial (Diazed) lá na Europa e que também, estão à venda no mercado nacional. Há vários fabricantes no Brasil e aqui novamente recomendo os fusíveis da Siemens, pela sua elevada qualidade.
Para colocar os fusíveis, recomendo que vocês utilizem uma chave seccionadora sob carga trifásica, do tipo 3NP4010 (-OCH01), da Siemens, e de fusíveis NH, tamanho 000. Caso vocês não estejam utilizando as três fases, não coloquem nada no pólo central, pois o neutro deverá passar diretamente, sem ser interrompido, como vocês poderão ver no artigo acima mencionado.
Nesta série de artigos, mostramos como devemos projetar o nosso circuito de entrada. Em primeiro lugar, vimos como calcular a potência atualmente consumida pelo nosso sistema de som e imagem, para logo em seguida estimarmos a potência necessária para o futuro, para uma eventual ampliação dos equipamentos. Em segundo lugar, pudemos, a partir deste ponto, calcular o diâmetro da fiação, ou seja, pudemos calcular a bitola dos condutores, inclusive para distâncias mais longas. Em terceiro lugar, vimos alguns componentes elétricos de proteção, como disjuntores e seccionadoras sob carga, com fusíveis NH, para a proteção da fiação.
Importante aqui, torno a recomendar-lhes, é que vocês não se aventurem a realizar estes procedimentos sozinhos, se não tiverem experiência em instalações elétricas. Se este for o caso, vocês deverão contratar um eletricista competente. E, mesmo assim, deverão acompanhar toda a instalação de perto. Dêem bastante atenção às conexões e isolações necessárias. A melhor conexão não é aquela que é soldada, mas a que é realizada com pressão entre as partes condutoras. Quanto maior a pressão, melhor é o contato elétrico. Isto é fundamental!! Lembrem-se que um mau contato pode vir a ser um ponto gerador de harmônicos e de calor e, eventualmente, isto poderá vir a provocar um incêndio.
Desejo a todos excelentes contatos elétricos e tudo o mais e ótimas audições, com a nova e magnífica instalação que vocês irão realizar! (Escrevam para nós relatando as diferenças auditivas que tiverem notado).