Como calcular a capacidade de carga elétrica segura?

Todos nós temos uma montanha de aparelhos elétricos pela casa e muitos, senão todos, têm algum tipo de motor funcionando. Isso pode incluir fornos, lava-louças, condicionadores de ar, bombas de depósito, trituradores de lixo e microondas. De acordo com o código elétrico, cada um desses aparelhos motorizados precisa de um circuito dedicado apenas para seu próprio uso. Os aparelhos de aquecimento permanente também têm uma carga elétrica bastante elevada e a maioria requer seus próprios circuitos dedicados. Permitir que esses aparelhos compartilhem um circuito com outros dispositivos pode facilmente sobrecarregar o circuito, uma vez que, por natureza, eles têm um consumo de energia bastante alto, especialmente quando são inicializados pela primeira vez. Casas mais antigas que não tiveram sua fiação atualizada muitas vezes têm tais aparelhos instalados em circuitos compartilhados com outros dispositivos e, nessas situações, é bastante comum que disjuntores desarme ou fusíveis explodam.

Aqui estão alguns dos aparelhos que podem exigir circuitos elétricos dedicados (verifique os códigos de construção locais para obter os requisitos exatos):

• Microondas
• Forno elétrico
• Eliminação de lixo
• Lava-louças
• Máquina de lavar
• Compactador de lixo
• Frigorífico
• Ar condicionado ambiente
• Forno
• Aquecedores elétricos de água
• Faixas elétricas
• Secadora elétrica
• Ar condicionado central

Então, como saber qual tamanho de circuito é exigido por cada aparelho? Se você subdimensiona um circuito que alimenta um grande ar condicionado central, por exemplo, você pode se encontrar em uma situação em que o circuito do ar condicionado desarma sempre que estiver funcionando na potência máxima. Calcular o tamanho correto para um circuito de aparelho dedicado envolve calcular a demanda máxima de energia que será colocada em um circuito e, em seguida, escolher um tamanho de circuito que acomode essa demanda, mais uma margem de segurança.

Capacidade do circuito

Descobrir a eletricidade de um aparelho começa com a compreensão de uma relação simples entre amperes, watts e volts - os três principais meios de medir eletricidade. Um princípio de relacionamento conhecido como Lei de Ohm afirma que amperagem (A) x volts (V) = watts (W). Usando este princípio de relacionamento simples, você pode calcular a potência disponível de qualquer tamanho de circuito:

• Circuito de 15 amperes e 120 volts: 15 amperes x 120 volts = 1.800 watts
• Circuito de 20 amperes e 120 volts: 20 amperes x 120 volts = 2.400 watts
• Circuito de 25 amps e 120 volts: 25 amps x 120 volts = 3000 watts
• Circuito de 20 A 240 volts: 20 A x 240 Volts = 4800 watts
• Circuito de 25 amperes de 240 volts: 25 amps x 240 volts = 6000 watts
• Circuito de 30 amperes de 240 volts: 30 amperes x 240 volts = 7200 watts
• Circuito de 40 amperes e 240 volts: 40 amperes x 240 volts = 9600 watts
• Circuito de 50 A 240 volts: 50 A x 240 Volts = 12000 watts
• Circuito de 60 amps e 240 volts: 60 amps x 240 volts = 14.400 watts

A fórmula simples A x V = W pode ser reformulada de várias maneiras, como W ÷ V = A ou W ÷ A = V.

Como calcular a demanda de carga do circuito

Escolher um tamanho correto para um circuito de eletrodoméstico dedicado envolve aritmética bastante simples para garantir que a demanda elétrica do eletrodoméstico esteja dentro da capacidade do circuito. A carga pode ser medida em ampères ou watts e é bastante fácil de calcular com base nas informações impressas na etiqueta de especificação do motor do aparelho.

Os motores têm uma classificação na placa de identificação listada na lateral do motor. Ele lista o tipo, o número de série, a tensão, se é CA ou CC, os RPMs e, o mais importante, a amperagem. Se você conhece a tensão e a amperagem, pode determinar a potência ou capacidade total necessária para a operação segura desse motor. Os aparelhos de aquecimento geralmente têm suas classificações de potência impressas no painel frontal.

Um cálculo de circuito de amostra

Por exemplo, pense em um secador de cabelo simples avaliado em 1500 watts funcionando em um circuito de ramificação de banheiro de 120 volts. Usando a variação W ÷ V = A da lei de Ohm, você pode calcular que 1500 watts ÷ 120 volts = 12,5 amperes. Seu secador de cabelo ligado no calor máximo pode consumir 12,5 amperes de energia. Mas se você considerar que um ventilador e uma luminária de banheiro também podem estar operando ao mesmo tempo, você pode ver que um circuito de banheiro de 15 A com uma capacidade total de 1.800 watts pode ser pressionado para lidar com tal carga.

Vamos imaginar que nosso banheiro de amostra tenha um ventilador que consome 120 watts de potência, uma luminária com três lâmpadas de 60 watts (180 watts no total) e uma tomada elétrica onde o secador de cabelo de 1500 watts pode ser conectado. Todos desses poderiam facilmente estar consumindo energia ao mesmo tempo. A carga máxima provável nesse circuito pode chegar a 1800 watts, colocando-o no máximo que um circuito de 15 A (fornecendo 1800 watts) pode suportar. Mas se você colocar uma única lâmpada de 100 watts na luminária do banheiro, criará uma situação em que provavelmente um disjuntor desarmou.

Os eletricistas geralmente calculam a carga do circuito com uma margem de segurança de 20%, certificando-se de que a carga máxima do aparelho e do dispositivo elétrico no circuito não seja mais do que 80% da amperagem e potência disponíveis fornecidas pelo circuito. Em nosso banheiro de amostra, um circuito de 20 A fornecendo 2400 watts de potência pode lidar facilmente com 1800 watts de demanda, com margem de segurança de 25%. Esta é a razão pela qual a maioria dos códigos elétricos exigem um circuito de ramificação de 20 A para servir a um banheiro. As cozinhas são outro local onde os circuitos de ramificação de 120 volts que atendem às tomadas são quase sempre circuitos de 20 A. Em casas modernas, normalmente apenas os circuitos de iluminação geral ainda estão ligados como circuitos de 15 amperes.

Circuitos de aparelhos dedicados

Exatamente o mesmo princípio é usado para calcular a demanda em um circuito que atende a um único aparelho, como um forno de micro-ondas, triturador de lixo ou ar condicionado. Um grande forno de micro-ondas com ventilador embutido e luminária pode facilmente demandar de 1.200 a 1.500 watts de potência, e um eletricista conectando um circuito dedicado para este aparelho provavelmente instalaria um circuito de 20 A que fornece 2.400 watts de potência disponível. Por outro lado, um grande triturador de lixo de 1 hp consumindo 7 amperes (840 watts) pode ser facilmente servido por um circuito dedicado de 15 amperes com 1800 watts de potência disponível.

O mesmo método de cálculo pode ser usado para qualquer circuito de aparelho dedicado servindo a um único aparelho. Por exemplo, um aquecedor elétrico de água de 240 volts classificado para 5.500 watts pode ser calculado da seguinte forma: A = 5.500 ÷ 240 ou A = 22,9. Mas como o circuito requer uma margem de segurança de 20 por cento, o circuito precisa fornecer pelo menos 27,48 amperes (120 por cento de 22,9 = 27,48 amperes). Um eletricista instalaria um circuito de 30 A e 240 volts para servir a um aquecedor de água.

A maioria dos eletricistas superdimensionará um pouco o tamanho do circuito dedicado para permitir alterações futuras. Por exemplo, se você tiver um forno micro-ondas razoavelmente pequeno de 800 watts, o eletricista normalmente instalará um circuito de 20 A, embora um circuito de 15 A possa lidar facilmente com este aparelho. Isso é feito para que o circuito seja capaz de lidar com aparelhos futuros que podem ser maiores do que os que você tem agora.