Tendo em conta algumas questões que tenho acompanhado no fórum penso que este artigo é capaz de nos ajudar a entender o que é um disjuntor, como funciona e as demais categorias associadas ao mesmo.
Tentei manter o artigo o máximo possível original, tendo apenas alterado alguns pormenores.
Espero que seja útil para todos nós!
Disjuntores – O que são, funcionamento e categorias
Os disjuntores são dispositivos obrigatórios em qualquer tipo de instalação elétrica por proporcionar segurança e proteção contra curto-circuitos e sobrecargas. Existem diversos tipos de disjuntores com as mais variadas aplicações, sendo que geralmente uma residência possui um painel com vários disjuntores para manobrar os circuitos da instalação elétrica.
O objetivo desse artigo é mostrar o que são os disjuntores, como funcionam, quais os tipos, curvas de rutura, aplicações e dimensionamento dos disjuntores.
O que são os disjuntores
Os disjuntores são dispositivos de proteção que atuam contra curto-circuitos e sobrecargas. Dessa forma, quando ocorre um curto-circuito ou um excesso de corrente elétrica o disjuntor tem a função de cortar a passagem de corrente no circuito.
O disjuntor, além de ser um dispositivo de proteção, pode ser usado para ligar e desligar circuitos, funcionando também como um dispositivo de manobra. Por isso, muitas pessoas os conhecem como as “chaves” dos painéis elétricos uma instalação elétrica.
Antes dos disjuntores, existiam os fusíveis. O grande problema deles é que, ao ocorrer uma sobrecarga, o fusível queima e deve ser substituído, tornando sua aplicação bem mais cara. Em contrapartida, os disjuntores ao ultrapassarem sua corrente limite somente desarmam, podendo ser armados de novo manualmente sem nenhum problema. Portanto, o disjuntor não é um componente descartável, ele pode ser usado várias e várias vezes novamente após atuar.
Todo disjuntor possui uma corrente máxima suportada, que, quando é ultrapassada, faz com que o componente interrompa a passagem de corrente elétrica no circuito.
Os disjuntores se classificam quanto a seu funcionamento, tempo de resposta e corrente de trabalho. Eles também se diferenciam quanto ao número de fases que podem proteger, podendo ser unipolares, bipolares ou tripolares. Assim, disjuntores podem ser utilizados em circuitos monofásicos, bifásicos ou trifásicos.
Como funcionam os disjuntores
Os disjuntores tem um funcionamento que se baseia em bobinas que atraem contatos e contatos que se dilatam com o calor. Assim, existem 3 principais tipos de disjuntores, com funcionamentos semelhantes. Os principais tipos de disjuntores são o disjuntor térmico, magnético e o termomagnético, uma união dos dois primeiros.
Disjuntores Térmicos
O disjuntor térmico funciona a partir de um contato em uma lâmina, que possui um determinado coeficiente de dilatação. Quando uma corrente mais alta do que o limite flui por esse contato, a lâmina aquece e começa a se deformar, até abrir o contato e interromper a corrente do circuito.
O problema desse tipo de disjuntor, é que ele protege somente contra sobrecarga, não sendo possível usar um disjuntor térmico para proteção contra curto-circuito, já que a deformação da lâmina não é instantânea. Portanto, a atuação do disjuntor térmico demora um certo tempo até acontecer, não sendo rápida o suficiente para proporcionar segurança em casos de curto-circuítos.
Esse componente é utilizado para proteger um circuito contra sobrecargas prolongadas, que poderiam causar um superaquecimento e assim danos irreversíveis aos componentes.
Disjuntores Magnéticos
Diferente do disjuntor térmico, a versão magnética do componente consegue sim atuar contra curto-circuitos com um bom tempo de resposta.
A corrente elétrica nesse disjuntor, passa por uma bobina elétrica, gerando um campo eletromagnético em torno da bobina. Dessa forma, o campo eletromagnético aumenta a sua intensidade a medida que a corrente aumenta. Assim, quando o campo eletromagnético atinge uma determinada intensidade, ele é capaz de atrair magneticamente um contato que interrompe o circuito. Portanto, quando a corrente elétrica ultrapassa o limite máximo do disjuntor, a bobina cria um campo eletromagnético que desarma o disjuntor. Isso ocorre em uma velocidade muito alta, evitando que o curto-circuito cause maiores danos ou até incêndios.
A grande vantagem desse sistema é a velocidade de interrupção quase instantânea, que permite esse disjuntor proteger tanto de curto circuitos, quanto de sobrecarga. Na proteção de sobrecarga, ele não terá tanta precisão como o disjuntor térmico, já que a carga terá que exceder muito o limite.
Sua aplicação é para proteção contra curto-circuitos, apesar deste ter um custo mais elevado que o primeiro.
Disjuntores Termomagnéticos
O disjuntor termomagnético é a união das funcionalidades dos modelos térmicos e magnéticos em um único componente. Assim, esse é o dispositivo mais seguro e mais usado hoje em dia, sendo o melhor e o mais indicado entre os três para instalações elétricas.
Ele proporciona diversas funcionalidades para o circuito, como manobra dos circuitos, proteção contra curto-circuitos e contra sobrecargas. Assim, o disjuntor termomagnético é usado para proteção contra curto-circuito e sobreaquecimento dos condutores.
Existem outros tipos especiais de disjuntores, como o disjuntor motor, que é usado especificamente para motores elétricos e é capaz de tolerar a corrente de partida dos motores, que é muito maior que a corrente nominal, já que o motor precisa de muita força para sair do repouso.
Categorias ou curvas dos disjuntores
A curva de rutura mostra a corrente em relação ao tempo no componente após ele ultrapassar a sua corrente nominal. Assim, a curva mostra como o disjuntor se comporta após ultrapassar a sua corrente nominal, mostrando quando ele vai atuar. Dessa forma, o componente se divide em categorias com diferentes curvas, que são usadas em diferentes aplicações.
A corrente de ruptura é a corrente que causa a atuação do disjuntor, isto é, faz com que ele abra o circuito.
Disjuntor curva B
Um disjuntor de curva B é atua em uma corrente de rutura 3 a 5 vezes maior que a corrente nominal do disjuntor. Portanto, um disjuntor de 20A de corrente nominal e curva B vai atuar quando a corrente estiver entre 60A e 100A.
São utilizados em locais que serão conectadas cargas resistivas, e que podem gerar um curto-circuito de baixas proporções. Assim, disjuntores de curva B são utilizados em tomadas de uso geral, em que geralmente não são conectados aparelhos com grandes correntes de partida.
Disjuntor curva C
Os disjuntores de curva C atuam para correntes de rutura 5 a 10 vezes maiores que a corrente nominal do disjuntor. Portanto, um disjuntor com uma corrente nominal de 20A e curva C atuará quando a corrente for de 100A a 200A.
São utilizados em locais que se espera cargas indutivas. Assim, acabam sendo utilizados em tomadas de uso específico, para atuar em ar condicionados, motores elétricos de pequeno porte, sistemas de comando e circuitos de iluminação.
Disjuntor curva D
Disjuntores com curva de rutura D atuam quando a corrente de rutura for de 10 a 20 vezes maior que a corrente nominal do componente. Assim, um disjuntor com 20A de corrente nominal e curva D atuará quando a corrente que passa por ele for de 200A a 400A.
São utilizados em circuitos industriais, como motores de potência que se esperá ter uma alta corrente de partida, ou transformadores e máquinas de solda.
Interruptor Diferencial
Em instalações elétricas, quando uma corrente passa pela fase e não retorna pelo neutro considera-se que ocorreu uma fuga de corrente. Isto é, a energia elétrica encontrou outro caminho para a terra que não o condutor neutro. Isso pode acontecer por conta de condutores mau isolados, em contato com carcaças ou principalmente choques elétricos.
Portanto, o interruptor diferencial serve para desarmar a o circuito caso detete uma fuga de corrente. Assim, sua principal aplicação é para segurança do usuário da instalação elétrica, protegendo contra choques elétricos, mas também é capaz de detetar falhas na instalação que causam fugas de corrente.
Os disjuntores, no geral, possuem diversas faixas de corrente em que atuam. Devem ser dimensionados de acordo com a instalação elétrica, sendo que cada instalação possui uma demanda diferente.
Tais dispositivos de segurança são obrigatórios, e não devem em hipótese alguma ser alterados ou removidos de uma instalação.
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