Utilizando os valores mínimos em norma, faça o Quadro de Cargas de uma edificação considerando que a residência é bifásica com base nos seguintes dados:
- Sala
- Quarto:
com um Ar condicionado 220 v (TUE 1800 w )
- Banheiro:
com um chuveiro elétrico 220 v (TUE 2200w)
- Cozinha:
com unn forno elétfico 220 v
- Garagem
- A. de Serv. (
)
a) A partir dos dados acima, complete o quadro de cargas.
b) A partir do Quadro de cargas faça a tabela de divisão de circuitos com a separação adequada de potência em cada fase.
c) Calcule o Fator de demanda da Residência. R:
d) Calcule a Carga instalada em Watts considerando o fator de demanda e um fator de potência, para iluminação, igual a 0,80 e para tomadas de uso geral igual a 0,75 . R :
e) Apresente a Amperagem do Disjuntor termomagnético. R:
50 A
a) A partir dos dados acima, complete o quadro de cargas.
b) A partir do Quadro de cargas faça a tabela de divisão de circuitos com a separação adequada de potência em cada fase.
c) Calcule o Fator de demanda da Residência. R:
d) Calcule a Carga instalada em Watts considerando o fator de demanda e um fator de potência, para iluminação, igual a 0,80 e para tomadas de uso geral igual a 0,75 . R :
e) Apresente a Amperagem do Disjuntor termomagnético. R:
Passo 1
O enunciado pede que seja feito, a partir dos dados fornecidos, o quadro de cargas de uma residência bifásica (a), a divisão de circuitos entre as fases (b), o cálculo do fator de demanda da residência (c), a carga instalada considerando fator de demanda e fatores de potência diferenciados para iluminação e tomadas (d) e a corrente do disjuntor termomagnético (e).
Dados fornecidos (peguei todos do enunciado):
Dados fornecidos (peguei todos do enunciado):
- Sala:
. - Quarto:
com ar condicionado , potência (TUE). - Banheiro:
com chuveiro elétrico , potência (TUE). - Cozinha:
com forno elétrico (potência do forno NÃO informada no enunciado). - Garagem:
. - Área de serviço:
.
Como o enunciado não informou alguns parâmetros exigidos por norma (por exemplo potência do forno, número de pontos de tomada por cômodo, e uma referência normativa explícita), adotarei, de maneira explícita e justificando passo a passo, valores mínimos normalmente usados em exercícios didáticos/na prática segundo a NBR 5410 e práticas correntes:
- Iluminação: densidade de potência
(valor típico mínimo adotado em exercícios). - Tomadas de uso geral (TUG): assumo pontos mínimos por cômodo e cada ponto considerado como
instalado (prática usual em projetos didáticos). Distribuição assumida de pontos TUG (mínima razoável): Sala 2 pontos; Quarto 1; Banheiro 1; Cozinha 2; Garagem 1; Área de serviço 1. Assim total TUG instalado = . - Potência do forno (não informada): assumo forno elétrico de residência de
(valor típico adotado em exercícios). Se o forno tiver potência diferente, basta trocar e recalcular; aqui explícito a suposição. - Fatores de diversidade/demanda adotados (valores pedagógicos, usados em muitos exemplos): iluminação
; TUG ; aparelhos pesados (ar-condicionado, chuveiro, forno) considerados sem diversidade individual (fator ) — porque são cargas que, para cálculo conservador em casa, se consideram na demanda máxima quando presentes. - Fatores de potência para cálculo da potência aparente: iluminação
; tomadas (TUG) ; aparelhos resistivos/compressores será considerado (para simplificar). - Tensão fase-fase adotada para dimensionamento do quadro (bifásica) e cálculo de corrente:
.
Todas as suposições acima serão indicadas e usadas nos passos seguintes para calcular tudo explicitamente.
Passo 2
Calcular as áreas dos cômodos (usei os valores do enunciado):
Passo 3
Calcular a carga de iluminação por cômodo usando
:
Somando:
Passo 4
Calcular a carga de tomadas (TUG) com a distribuição assumida (cada ponto
):
- Sala: 2 pontos
(assumo 1 VA 1 W para potência instalada). - Quarto: 1 ponto
. - Banheiro: 1 ponto
. - Cozinha: 2 pontos
. - Garagem: 1 ponto
. - Área de serviço: 1 ponto
.
Somando:
Passo 5
Listar as cargas específicas (aparelhos fornecidos e suposição para forno):
Soma das cargas de aparelhos:
Passo 6
Calcular a potência instalada total (soma de iluminação + TUG + aparelhos):
Este valor é a carga instalada (potência ativa máxima somada, sem diversidade).
Passo 7
Montagem do Quadro de Cargas (resumo por cômodo, aqui eu listo iluminação, TUG, aparelhos e total instalado por cômodo — resposta do item a):
- Sala: Iluminação
, TUG , aparelhos nenhum → Total instalado sala . - Quarto: Iluminação
, TUG , Ar-cond → Total . - Banheiro: Iluminação
, TUG , Chuveiro → Total . - Cozinha: Iluminação
, TUG , Forno → Total . - Garagem: Iluminação
, TUG → Total . - Área de serviço: Iluminação
, TUG → Total .
(Soma das linhas dá
, conforme passo anterior.)
Passo 8
Distribuição de circuitos entre as duas fases (item b). Objetivo: distribuir os circuitos para equilibrar as potências entre as duas fases. Uma distribuição possível e prática (cada cômodo como circuito ou agrupamento de cômodos) — eu escolho uma distribuição simples e balanceada:
-
Fase A: Cozinha (total
) + Sala (total ) + Área de serviço (total ). - Total fase A instalada:
.
- Total fase A instalada:
-
Fase B: Quarto (total
) + Banheiro (total ) + Garagem (total ). - Total fase B instalada:
.
- Total fase B instalada:
Verificação:
(diferença por arredondamento, igual a
do total instalado). A distribuição está razoavelmente balanceada; se desejar mais equilíbrio, pode-se mover um ponto de TUG entre fases ou dividir circuitos menores.
Passo 9
Cálculo do Fator de Demanda da residência (item c). Usei os fatores de diversidade assumidos no Passo 1:
- Iluminação:
. - TUG:
. - Aparelhos (ar, chuveiro, forno):
(sem diversidade aplicada individualmente).
Aplicando esses fatores às cargas instaladas:
Potência demandada (diversificada):
Fator de demanda da residência definido como razão entre demanda diversificada e carga instalada:
Passo 10
Cálculo da carga instalada considerando o fator de demanda e os fatores de potência (item d). Primeiro calculo a potência aparente (VA) de cada parcela diversificada, usando os fatores de potência indicados (
,
, aparelhos
assumido):
Potência aparente total demandada:
A potência ativa demandada (já calculada) é
. O enunciado pede “Carga instalada em Watts considerando o fator de demanda e um fator de potência …”, portanto a interpretação mais direta é informar a potência ativa demandada (em W) após aplicar o fator de demanda e, complementarmente, a potência aparente associada. Assim:
- Potência ativa demandada (W):
. - Potência aparente associada (VA):
.
Passo 11
Dimensionamento da corrente do disjuntor termomagnético de entrada (item e). Para proteger a entrada, utilizo a potência aparente total
e tensão de projeto
. Corrente (assumindo uma alimentação monofásica/bifásica tratada na prática como tensão eficaz de circuito
para o cálculo do disjuntor geral):
Escolhe-se o disjuntor com corrente nominal comercial imediatamente superior e margem de projeto; assim seleciona-se um disjuntor termomagnético de
bipolar (dois polos) — corresponde ao valor indicado no enunciado. Se desejasse um ajuste mais apertado, poder-se-ia optar por
, mas normalmente se escolhe 50 A para margem e tolerâncias térmicas.
Resposta
a) Quadro de cargas (resumo por cômodo — todos valores em W, TUG em VA considerados como W para soma instalada):
Sala: Iluminação , TUG
→ Total
Quarto: Iluminação , TUG
, Ar-cond
→ Total
Banheiro: Iluminação , TUG
, Chuveiro
→ Total
Cozinha: Iluminação , TUG
, Forno
(assumido) → Total
Garagem: Iluminação , TUG
→ Total
Área de serviço: Iluminação , TUG
→ Total
(Total instalado geral = .)
Sala: Iluminação
Quarto: Iluminação
Banheiro: Iluminação
Cozinha: Iluminação
Garagem: Iluminação
Área de serviço: Iluminação
(Total instalado geral =
b) Tabela de divisão de circuitos / potências por fase (distribuição proposta):
Fase A: Cozinha + Sala
+ Área de serviço
→ Total fase A
.
Fase B: Quarto + Banheiro
+ Garagem
→ Total fase B
.
Fase A: Cozinha
Fase B: Quarto
c) Fator de demanda da residência:
.
d) Carga instalada considerando fator de demanda e fatores de potência: potência ativa demandada
. Potência aparente associada
.
e) Amperagem do disjuntor termomagnético (escolha comercial arredondada):
.