Verifique se cada afirmação apresentada a seguir é verdadeira ou falsa.
Os fusíveis são dispositivos de proteção baseados na ação térmica da corrente elétrica que funde o material quando a corrente ultrapassa o valor especificado para o dispositivo por um certo intervalo de tempo. Resposta: V.
Os fusíveis são dispositivos de proteção baseados na ação térmica da corrente elétrica que funde o material quando a corrente ultrapassa o valor especificado para o dispositivo por um certo intervalo de tempo. Resposta: V.
Passo 1
O enunciado pede para verificar se a afirmação abaixo é verdadeira ou falsa:
- “Os fusíveis são dispositivos de proteção baseados na ação térmica da corrente elétrica que funde o material quando a corrente ultrapassa o valor especificado para o dispositivo por um certo intervalo de tempo.”
A resposta indicada pelo enunciado é:
.
Passo 2
Vou explicar claramente o que é um fusível e qual é o princípio físico básico por trás do seu funcionamento, sem assumir que você já sabe isso.
- Um fusível é um componente elétrico composto basicamente por um elemento metálico (um fio fino ou lâmina) colocado em série com o circuito que se quer proteger.
- A função do fusível é interromper a corrente elétrica quando ela fica muito alta (sobrecorrente), evitando danos aos equipamentos ou risco de incêndio.
- A ideia chave: o fio do fusível aquece quando passa corrente elétrica; se a corrente for suficientemente alta por tempo suficiente, esse fio aquece até fundir (ou vaporizar), abrindo o circuito.
Passo 3
Agora a parte física: por que o fio do fusível aquece? Apresento a fórmula e explico cada termo.
- A energia dissipada por efeito Joule em um condutor é dada por
onde:
-
é a energia térmica acumulada (em joules), -
é a corrente que atravessa o elemento (em ampères), -
é a resistência elétrica do elemento do fusível (em ohms), -
é o tempo (em segundos). -
Em termos práticos, quanto maior for
, mais rápido cresce a energia entregue ao metal do fusível, aquecendo-o. Para uma corrente constante ,
- O elemento do fusível tem uma massa e uma capacidade térmica; para que ele atinja a temperatura de fusão (ou o ponto onde a seção se interrompe), é preciso acumular certa quantidade de energia
. Assim, o tempo até fusão aproximadamente satisfaz
Aqui,
representa a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura do metal até a fusão (inclui calor sensível e calor latente).
Passo 4
Interpretação da fórmula e ligação com a afirmação:
- A fórmula mostra que o tempo necessário para o fusível fundir depende fortemente de
. Assim, uma corrente levemente acima da corrente nominal pode precisar de bastante tempo para fazer o fusível fundir, enquanto uma corrente muito alta fará o fusível queimar muito rápido. - Por isso os fusíveis têm curvas tempo-corrente (curvas
versus ) que especificam quanto tempo um fusível suporta diferentes níveis de sobrecorrente antes de abrir. - Portanto, dizer que o fusível “funde o material quando a corrente ultrapassa o valor especificado para o dispositivo por um certo intervalo de tempo” está de acordo com essa dependência temporal: não basta ultrapassar o valor por um instante (dependendo do quanto ultrapassa), é o produto tempo‑energia que determina a fusão.
Passo 5
Observações práticas que reforçam a resposta (compare com alternativas e variantes):
- Existem fusíveis “rápidos” (fast‑blow) e “lentos” ou “retardados” (time‑lag/slow‑blow): os rápidos abrem muito rapidamente para picos, os retardados toleram curto aumento de corrente (como correntes de partida de motores) antes de abrir. Isso confirma que o tempo é parte essencial do comportamento.
- O princípio é térmico dominante: embora ocorram fenômenos elétricos e eletrodinâmicos em faltas muito severas, o mecanismo que leva à interrupção é basicamente o aquecimento e fusão do elemento.
- Dispositivos diferentes (por exemplo, disjuntores térmicos, disjuntores magnéticos) usam princípios parecidos ou combinados, mas a descrição da afirmação refere-se especificamente ao princípio do fusível e está correta.
Resposta
V