Questão de Engenharia Elétrica · FGV TRF1 2024 (nº 70)

A proteção contra sobrecorrente serve para evitar que fios elétricos (condutores) e equipamentos sejam danificados por correntes muito altas, que podem causar superaquecimento e até incêndios; para isso, usamos um disjuntor, que é um dispositivo que desliga o circuito automaticamente quando a corrente excede um limite seguro.

• Passo 1: Identificar a corrente máxima do condutor sem correção.

  • A tabela mostra que um fio de 4,0 mm² tem uma capacidade de corrente ($I_{tabela}$) de 32 A.

• Passo 2: Calcular a corrente máxima corrigida do condutor ($I_z$).

  • Precisamos aplicar os fatores de correção de temperatura e agrupamento.
  • $I_z = I_{tabela} \times F_{temperatura} \times F_{agrupamento}$
  • $I_z = 32 \text{ A} \times 0,8 \times 0,6$
  • $I_z = 32 \text{ A} \times 0,48$
  • $I_z = 15,36 \text{ A}$

• Passo 3: Selecionar a corrente nominal do disjuntor ($I_n$) com base nas condições.

  • Condição 1: O disjuntor não pode desarmar em condições normais de operação. A corrente de projeto ($I_b$) é 12 A.
    • $I_b \le I_n \implies 12 \text{ A} \le I_n$
  • Condição 2: O disjuntor deve proteger o condutor, ou seja, sua corrente nominal deve ser menor ou igual à corrente máxima corrigida do condutor.
    • $I_n \le I_z \implies I_n \le 15,36 \text{ A}$
  • Combinando as condições: $12 \text{ A} \le I_n \le 15,36 \text{ A}$.

• Passo 4: Verificar as alternativas.

A) Incorreta: Um disjuntor de 10 A não seria adequado, pois a corrente de operação do circuito é 12 A ($12 \text{ A} > 10 \text{ A}$), o que faria o disjuntor desarmar constantemente em condições normais de uso.
(B) Correta: Um disjuntor de 15 A é a opção correta, pois ele permite a passagem da corrente de projeto de 12 A ($12 \text{ A} \le 15 \text{ A}$) e, ao mesmo tempo, protege o condutor, já que sua corrente nominal é menor que a capacidade corrigida do fio ($15 \text{ A} \le 15,36 \text{ A}$).
C) Incorreta: Um disjuntor de 20 A não protegeria o condutor adequadamente, pois sua corrente nominal (20 A) é maior que a capacidade máxima corrigida do fio (15,36 A), permitindo que o fio superaqueça antes do disjuntor desarmar.
D) Incorreta: Um disjuntor de 25 A não protegeria o condutor, pois 25 A é muito maior que a capacidade corrigida do fio de 15,36 A.
E) Incorreta: Um disjuntor de 30 A não protegeria o condutor, pois 30 A é muito maior que a capacidade corrigida do fio de 15,36 A.