Balanceamento de cargas elétricas
Equilibrar as cargas elétricas é uma parte importante do layout dos circuitos em um sistema de fiação doméstico. Geralmente é feito por eletricistas ao instalar um novo painel de serviço (caixa de disjuntor), religar uma casa ou adicionar vários circuitos durante uma remodelação. Em termos simples, um painel de serviço elétrico tem dois lados, e equilibrar a carga é uma questão de dividir os circuitos igualmente entre os dois lados para que a carga, ou consumo de energia, seja aproximadamente a mesma em ambos os lados. Uma carga desequilibrada ocorre quando há significativamente mais energia consumida em um lado do painel do que no outro. Isso pode levar ao superaquecimento dos componentes elétricos e possivelmente sobrecarregar o painel.
Noções básicas de serviço elétrico
A maioria das residências possui um tipo de serviço elétrico denominado monofásico, três fios. O serviço vem da concessionária por meio de dois fios não aterrados ("quentes") que transportam 120 volts cada, mais um único fio aterrado ("neutro"). Os fios se conectam ao painel de serviço da casa e cada fio ativo fornece energia de 120 volts para uma das duas barras de barramento ativa no painel. Os disjuntores para os vários circuitos domésticos (chamados de circuitos derivados) encaixam-se no painel e se conectam eletricamente a um ou ambos os barramentos quentes. Um disjuntor monopolar é conectado a apenas um barramento e fornece 120 volts a um circuito. Um pólo duplo O disjuntor se conecta a ambos os barramentos e fornece 240 volts a um circuito. Como os fios de serviço público, cada circuito ramificado tem um ou dois fios quentes e um fio neutro. A energia elétrica sai do painel ao longo dos fios quentes e retorna ao painel no neutro. A partir daí, a energia volta para a rede elétrica por meio do neutro do serviço público.
Amperagem do circuito
Cada disjuntor tem uma classificação de amperagem que indica a carga máxima que o circuito pode suportar antes que o disjuntor seja desligado para evitar danos por sobrecarga. Os disjuntores monopolares geralmente são classificados para 15 ou 20 amperes. Os disjuntores bipolares normalmente variam de 30 a 50 amperes ou mais. A classificação da amperagem é o principal fator usado para equilibrar as cargas no painel de serviço. Outro fator é o tipo de equipamento elétrico (eletrodoméstico, tomadas, iluminação etc.) atendido pelos circuitos e quando esse equipamento é normalmente utilizado. Por exemplo, uma geladeira funciona 24 horas por dia, 365 dias por ano e precisa de mais energia para iniciar o motor do compressor. Em contraste, um ventilador para toda a casa (ventilador do sótão) tem uma energia relativamente consistente consumida e é usado apenas durante o tempo quente e geralmente à noite ou no início da manhã.
Equilíbrio do circuito
Para entender como funciona o balanceamento, imagine que você tenha dois circuitos de 120 volts com disjuntores unipolares. Um circuito fornece uma geladeira que consome 8 amperes; o outro circuito fornece um freezer que consome 7 amperes. Ambos os aparelhos funcionam o tempo todo, o ano todo. Para equilibrar a carga dos dois circuitos, os disjuntores devem estar em diferentes barramentos quentes, ou "pernas", do painel de serviço. Dessa forma, a amperagem dos dois circuitos se anula quando a energia retorna para a rede elétrica no neutro. Neste caso, a corrente no neutro seria 1 ampere: 8 - 7 = 1. Se ambos os aparelhos puxassem 8 amperes, a corrente no neutro seria 0. O objetivo é fazer com que a corrente no neutro seja tão baixa quanto possível, por motivos de segurança, eficiência energética e outros.
Por outro lado, se você colocar os dois circuitos na mesma perna do painel, as cargas dos aparelhos se somam, resultando em 15 amperes de corrente retornando ao neutro. Isso seria uma carga desequilibrada e de preferência evitada.
Posicionamento do disjuntor
A perna ou pernas de que cada circuito é extraído depende de onde o disjuntor se encontra no painel. Na maioria dos painéis, os slots do disjuntor em cada lado do painel alternam entre as barras de barramento quentes (pernas). Se dois disjuntores unipolares estiverem no mesmo lado e empilhados um em cima do outro, eles se conectarão a pernas diferentes. Se eles estiverem no mesmo lado, mas tiverem um slot entre eles, eles se conectarão à mesma perna. Os disjuntores bipolares ocupam dois slots adjacentes e se conectam a ambas as pernas. Cada perna fornece 120 volts para um total de 240 para o circuito. Por causa disso, os disjuntores bipolares são balanceados automaticamente, não importando onde estejam no painel. Portanto, quando você está planejando circuitos para a casa, o objetivo é ter uma corrente aproximadamente igual em ambas as pernas do painel.
