Partes de um disjuntor: como elas funcionam?

A disjuntor é um dispositivo de segurança essencial que interrompe automaticamente o fluxo elétrico quando ocorre uma sobrecarga, curto-circuito ou falha. 

Ela previne incêndios elétricos, danos ao equipamento e eletrocussão. 

As peças principais de um disjuntor — como os contatos, a unidade de disparo e o extintor de arco — trabalham juntas para detectar falhas e interromper a corrente com segurança.

Neste artigo, detalharemos os componentes do disjuntor, explicaremos suas funções e exploraremos a finalidade de um disjuntor em aplicações residenciais, comerciais e industriais.

Definição de Disjuntor em Física

Em física e engenharia elétrica, um disjuntor é um dispositivo de comutação que pode abrir e fechar um circuito manualmente ou automaticamente em condições normais e anormais. 

Ao contrário dos fusíveis, que devem ser substituídos após disparar, os disjuntores podem ser reiniciados e reutilizados diversas vezes.

Disjuntores são amplamente utilizados em sistemas de energia, plantas industriais e painéis elétricos residenciais para garantir a segurança elétrica e a confiabilidade do sistema.

Principais componentes de um disjuntor

Um disjuntor é composto por vários componentes principais, cada um desempenhando um papel crucial na detecção e interrupção de correntes defeituosas.

#1. Estrutura (Corpo/Gabinete)

A estrutura ou carcaça é a casca externa do disjuntor, fornecendo suporte mecânico e isolamento. Ela:

• Protege os componentes internos contra poeira, umidade e danos físicos.
• Fornece isolamento dielétrico para evitar vazamento elétrico.
• Abriga várias peças, como o mecanismo de operação e a unidade de disparo.

As estruturas são normalmente feitas de plástico de alta resistência ou materiais de caixa moldada em disjuntores de baixa tensão, enquanto os disjuntores industriais usam invólucros revestidos de metal para maior durabilidade.

#2. Contatos (Contatos Fixos e Móveis)

Os contatos são as principais partes condutoras de corrente do disjuntor. 

Eles consistem em:

• Contatos fixos: Peças metálicas estacionárias onde a corrente flui durante operação normal.
• Contatos móveis: conecte e desconecte dos contatos fixos para permitir ou interromper o fluxo de corrente.

Durante a operação normal, os contatos permanecem fechados, permitindo a passagem de eletricidade. 

Quando ocorre uma falha, o contato móvel se separa do contato fixo, interrompendo o circuito e interrompendo a corrente.

#3. Mecanismo de operação

O mecanismo de operação é responsável por ligar e desligar o disjuntor manualmente ou automaticamente. 

Inclui:

• Alça ou interruptor: usado para operação manual.
• Mecanismo de mola: armazena energia para desconexão rápida durante falhas.
• Sistema de trava: mantém o disjuntor na posição LIGADO até que ocorra um desarme.

O mecanismo deve agir de forma rápida e confiável para evitar danos excessivos aos circuitos elétricos.

#4. Unidade de disparo (mecanismo de detecção)

A unidade de disparo é o cérebro do disjuntor. Ela detecta falhas elétricas e sinaliza para o disjuntor abrir. 

Existem três tipos principais de unidades de viagem:

• Disparo térmico (tira bimetálica): responde à sobrecorrente prolongada dobrando-se devido ao calor, acionando o disjuntor.
• Disparo magnético (bobina eletromagnética): reage a surtos repentinos, como curtos-circuitos, puxando instantaneamente uma trava para desarmar o disjuntor.
• Unidade de disparo eletrônica: utiliza sensores e microprocessadores para fornecer controle de disparo preciso.

Os disjuntores modernos geralmente usam uma combinação de unidades de disparo térmicas e magnéticas para maior proteção.

#5. Extintor de arco (arco de descarga)

Quando um disjuntor abre sob carga, um arco elétrico se forma entre os contatos de separação. Este arco deve ser rapidamente extinto para evitar danos. 

O extintor de arco ajuda:

• Dividindo o arco em seções menores.
• Resfriamento e dispersão do arco usando placas de arco.
• Redirecionando o arco para longe dos contatos.

As calhas de arco são feitas de materiais isolantes resistentes ao calor, como cerâmica ou plástico reforçado com fibra, para suportar temperaturas extremas.

#6. Conexões de terminais

As conexões dos terminais são onde os fios elétricos de entrada e saída são conectados ao disjuntor. 

Esses terminais devem:

• Esteja bem preso para evitar conexões soltas, o que pode causar superaquecimento.
• Suporta vários calibres de fio, dependendo da classificação de amperagem do disjuntor.
• Ser feito de cobre ou alumínio para condutividade eficiente.

A fiação adequada do painel do disjuntor é crucial para o desempenho e a segurança do sistema.

Os disjuntores são classificados por

Os disjuntores são de diferentes tipos com base em sua função, nível de tensão e mecanismo de operação.

1. Classificação por nível de tensão

Os disjuntores residenciais são de baixa tensão, enquanto os sistemas industriais usam disjuntores de média a alta tensão.

2. Classificação por Mecanismo de Interrupção

Cada tipo oferece vantagens exclusivas dependendo da aplicação.

Qual é a função de um disjuntor?

O objetivo principal de um disjuntor é proteger os sistemas elétricos contra danos causados por:

1. Sobrecargas:Quando a demanda elétrica excede a capacidade do fio, o disjuntor desarma para evitar superaquecimento.
2. Curto-circuitos:Se uma conexão direta for formada entre fios energizados e neutros, o disjuntor corta a energia instantaneamente para evitar incêndios.
3. Falhas de aterramento: Se houver vazamento de eletricidade no solo, um disjuntor GFCI desarma para proteger contra choques elétricos.

Os disjuntores desempenham um papel fundamental na segurança e confiabilidade elétrica.

Proteção de disjuntores em diferentes aplicações

Disjuntores são usados em vários ambientes para fornecer proteção e segurança.

#1. Uso residencial

• Proteja luzes, tomadas e aparelhos contra sobrecorrente.
• Disjuntores GFCI evitam choques em banheiros e cozinhas.
• Os disjuntores AFCI impedem incêndios elétricos causados por fiação defeituosa.

#2. Uso comercial e industrial

• Proteja grandes máquinas e painéis elétricos em fábricas.
• Evite falhas em hospitais, data centers e escritórios.
• Manter sistemas de distribuição de energia para operações de alta energia.

#3. Redes elétricas e subestações

• Disjuntores de alta tensão controlam o fluxo de eletricidade em redes de transmissão.
• Eles evitam cortes de energia em larga escala e falhas na rede.

Peças do disjuntor: Considerações finais

Um disjuntor é um componente vital na segurança elétrica, projetado para detectar, interromper e proteger contra falhas elétricas. 

As peças principais de um disjuntor, como os contatos, a unidade de disparo e o extintor de arco, trabalham juntas para garantir uma distribuição de energia segura e eficiente.

Entender os componentes do disjuntor ajuda na seleção, instalação e manutenção desses dispositivos para aplicações residenciais, comerciais e industriais.