Um disjuntor termomagnético é um dispositivo de proteção capaz de ser utilizado para manobras, ligar ou desligar, ou para proteção, contra sobrecargas e contra curto-circuitos. Ele possui dois princípios de funcionamento para proteção um térmico e um magnético Discuta os conceitos físicos envolvidos nesse dispositivo com que nos deparamos biariamente nas nossas residências, trabalho, escola, entre tantas outras aplicações.
Soluções para a tarefa
O disjuntor atua sobre dois princípios físicos bastante comuns. Discutiremos cada uma isoladamente, visto que, eles são dois sistemas separados, e que garantem proteção dupla as instalações elétricas.
De forma simples, os disjuntores possuem um interruptor com uma mola, que é presa por uma pequena trava. Essa trava pode ser desativada por dois tipos de mecanismos de segurança. Veremos abaixo!
Proteção Magnética
Dentro do disjuntor temos uma bobina (fios enrolados em espiral), e um pistão no seu centro. Quando a corrente atravessa um condutor teremos um campo magnético, e em caso de um curto-circuito teremos uma correte muito alta e consequentemente um campo magnético também.
Isso irá ativar o pistão e desativar a trava da mola, desligando o circuito.
No nosso dia a dia, os exemplos mais essências são os motores elétricos, os auto falantes, e mais recentemente os carregadores sem fio e cartões que suportam aproximação.
Esses operam sobre princípios eletromagnéticos para funcionar!
Proteção Térmica
Temos uma placa bi metálica (composta por 2 metais diferentes firmemente unidos). Quando aquecidos, um irá dilatar mais que o outro, curvando a placa e liberando a mola.
Esse aquecimento ocorre quando temos uma corrente em um condutor, o chamado Efeito Joule.
No nosso dia a dia, usamos vários equipamentos que atuam sobre esse princípio, o ferro de passar roupa, chuveiro elétrico, torradeira, lâmpadas incandescentes.
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O disjuntor termomagnético, como o próprio nome já diz, funciona com um princípio térmico e outro magnético.
A proteção térmica se dá da seguinte maneira: ao percorrer uma corrente elétrica sobre um condutor, por efeito joule, ocorre o aumento da temperatura do condutor. Esse condutor sofre uma deformação devido ao seu aumento de temperatura, com a deformação, o bimetálico, dispositivo térmico mostrado na figura pelo item 2, curva-se e desaciona o dispositivo, movimentando o contato móvel, visto no item 9, abrindo o circuito. Assim, conhecendo o bimetálico, é possível determinar a corrente necessária para deformá-lo. Esse princípio é válido para sobrecargas recorrentes; esse circuito não possui capacidade de atuar contra faltas de curto-circuito de forma eficaz.
A proteção magnética funciona da seguinte maneira: ao percorrer uma corrente elétrica sobre um fio condutor, ocorre a criação de um campo magnético. Se enrolarmos um condutor de modo a fazer um solenoide, conseguimos um campo magnético de alta intensidade e praticamente constante dentro do componente. Assim, pode-se construir um solenoide, sabendo-se a corrente que se deseja proteger, que crie um campo magnético capaz de movimentar um eixo em seu interior, quando a corrente ultrapassar um certo valor. Ou seja, quando a corrente for suficientemente grande, o solenoide, ou bobina de disparo visto no item 3, cria uma força magnética que movimentará o eixo, contato móvel, visto no item 9, e desarmará o disjuntor. Esse efeito é muito rápido e, portanto, caracteriza uma ótima proteção contra curto-circuitos e sobrecargas.
Vale ainda ressaltar que há uma câmara, vista no item 4, que funciona para extinguir arcos voltaicos que possam ocorrer no desarmamento ou religamento do equipamento.
O disjuntor também deve conter entradas e saídas de ar, vistas no item 1 e 5, para que a energia térmica possa se dissipar de forma a não alterar o funcionamento do dispositivo, visto que todos os componentes produzem calor e o bimetálico é influenciado pela temperatura; assim, a única influência no elemento térmico deve ser a corrente que por ele percorre.