Fusíveis

Fusíveis são equipamentos de segurança capazes de interromper a passagem de corrente elétrica para o restante do circuito.

Fusível sendo colocado em placa
Os fusíveis são dispositivos capazes de evitar incêndios domésticos e industriais.

Os fusíveis são equipamentos de segurança que evitam os curtos-circuitos e sobrecargas na rede elétrica, já que, quando ocorre o excesso de passagem de corrente elétrica, o metal em seu interior se rompe, interrompendo a transmissão. Isso ocorre por causa do efeito Joule, que converte a energia elétrica em calor, provocando a fusão do elo fusível.

Os modelos mais usados são os fusíveis rolha, cartucho tipo virola, cartucho tipo faca, NH e diazed. Os disjuntores têm a mesma função de segurança dos fusíveis, contudo eles apenas se desligam, podendo ser utilizados novamente.

Leia também: Poder das pontas — o princípio que explica o funcionamento do para-raios

Resumo sobre fusíveis

  • Os fusíveis são dispositivos que servem para diminuir os riscos de incêndios.
  • Funcionam pela lei de Joule, em que ocorre a conversão de energia elétrica em energia térmica.
  • Os curtos-circuitos ocorrem quando a corrente elétrica atravessa uma resistência desprezível, causando um superaquecimento.
  • Tanto os fusíveis quanto os disjuntores têm a capacidade de evitar curtos-circuitos, diferenciando-se apenas em como fazem isso.
  • Os fusíveis, quando aquecidos, danificam o filamento que faz a passagem da corrente, enquanto os disjuntores simplesmente se desligam.

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O que são fusíveis?

Fusíveis são dispositivos que suspendem a passagem de corrente elétrica em casos de excesso de transmissão para evitar problemas nas redes elétricas, como os curtos-circuitos, que podem ocorrer quando há um excesso de corrente elétrica atravessando uma resistência muito pequena ou que já estava danificada.

Composição do fusível

Os fusíveis são dispositivos envoltos em um material isolante, como porcelana ou vidro, com um elo fusível de material condutor, como ligas, cobre, chumbo ou estanho. São constituídos por:

  • Base: base da estrutura do fusível que prove conectividade.
  • Porta-fusível: espaço em que ficam os fusíveis.
  • Anel de proteção: protege a rosca, evitando seu contato com o circuito.
  • Elo fusível: fios ou lâminas na vertical que suportam uma devida corrente elétrica, rompendo em casos de sobrecarga ou curto-circuito.
  • Indicador: indica a atuação do elo fusível.

Na maioria dos fusíveis, seus elos são feitos de chumbo ou estanho por apresentarem ponto de fusão baixo, de 327,5º e de 231,9º respectivamente, assim, rompem-se a temperaturas não muito altas. É necessário que a capacidade dos fusíveis seja mensurada sem erros, evitando que eles não atuem corretamente, danificando os equipamentos e instalações, além de incêndios.

Leia também: Gaiola de Faraday — o dispositivo usado na blindagem contra os efeitos nocivos da corrente elétrica

Tipos de fusíveis

Os modelos mais utilizados de fusíveis são:

  • fusível rolha;
  • fusível cartucho do tipo virola;
  • fusível cartucho do tipo faca;
  • fusível NH;
  • fusível diazed etc.
Diferentes tipos de fusíveis.
Diferentes tipos de fusíveis.

Ainda que os fusíveis tenham a finalidade de assegurar que não ocorram curtos-circuitos e sobrecargas na rede elétrica, sua diversidade se dá já que cada tipo deles servirá com um propósito diferente. 

Nomenclatura dos fusíveis

A nomenclatura dos fusíveis foi criada para caracterizar os seus diversos tipos. O nome é composto por duas letras, sendo a primeira minúscula e a segunda maiúscula, que se referem à forma de atuação do fusível e ao que ele protege.

 

Letras

Características

1ª letra

a

É um fusível limitador de corrente, atuando em casos de curto-circuito.

g

É um fusível limitador de corrente, atuando em casos de curto-circuito e sobrecarga.

2ª letra

G

Usado na proteção de linhas, de uso geral.

M

Usado na proteção de circuito de motores.

L

Usado na proteção de linhas.

Tr

Usado na proteção de transformadores.

R

Usado na proteção de semicondutores, ultrarrápidos.

S

Usado na proteção de semicondutores e linha.

Características dos fusíveis

Como mencionado, o uso adequado de cada fusível dependerá exclusivamente do objetivo da instalação elétrica. Podemos observar algumas das características de cada um na tabela abaixo.

Características

Rolha

Cartucho virola

Cartucho faca

NH

Diazed

Corrente nominal (A)

3 a 30

0,5 a 125

2 a 2000

6 a 1250

2 a 100

Corrente de ruptura (depende do tamanho)

-

20 a 80 kA

50 a 300 kA

100/140

Ordem de 100 kA

Categoria

gG

gG

gG

gL/gG

gL/gG

Utilização

Instalações elétricas industriais e residenciais

Instalações elétricas industriais

Instalações elétricas industriais

Instalações elétricas industriais

Instalações elétricas industriais e residenciais

Material do elo

Liga chumbo-estanho

Liga chumbo-estanho ou cobre

Chumbo ou cobre

Cobre

Cobre

Ação

Rápida

Rápida

Retardada ou ultrarrápida

Retardada, rápida e ultrarrápida

Retardada, rápida e ultrarrápida

Vale definir que:

  • Corrente nominal: corrente que o elo fusível consegue suportar, sem exceder a temperatura máxima.
  • Corrente de ruptura: corrente máxima que o fusível tem poder para cessar.

Para que servem os fusíveis?

Como explicado, eles têm a função de garantir a segurança das instalações elétricas. São utilizados em diversos eletrodomésticos, como televisores e geladeiras; rede elétrica industrial e residencial; e até mesmo em automóveis; basicamente em tudo que necessita de eletricidade.

Na eletrodinâmica, nos exercícios de circuitos elétricos, representamos os fusíveis como um quadrado atravessado pela corrente elétrica, conforme a figura abaixo.

Representação do fusível em circuitos.

Funcionamento dos fusíveis

Os fusíveis funcionam como itens de segurança, interrompendo a passagem de corrente elétrica. Quando eles são atravessados por uma corrente elétrica com amperagem maior que a suportada, o elo fusível se funde, cessando a passagem de corrente para o restante do circuito. Portanto, o fusível deve ter uma amperagem superior à da corrente, mas inferior à tolerada pela fiação.

O princípio físico atuante nos fusíveis é o efeito Joule, desenvolvido, em 1840, por James Prescott Joule (1818-1889) e publicado no artigo “Sobre a produção de calor por meio da eletricidade voltaica”. O fenômeno é responsável por converter energia elétrica em calor, havendo um aumento da temperatura quando ocorre a passagem de corrente elétrica no metal.

Quais as diferenças entre fusíveis e disjuntores?

Painel elétrico com disjuntores à mostra.[1]
Painel elétrico com disjuntores à mostra.[1]

Os fusíveis e disjuntores possuem a mesma função de proteger os circuitos elétricos de acidentes, mas se diferem nas suas formas de atuação frente aos problemas.

Os fusíveis são mais utilizados em redes elétricas residênciais e indústrias leves, têm um elo condutor e, quando aquecidos, rompem o filamento que está em seu interior, suspendendo a passagem de corrente elétrica, após isso, perdem a sua ação de segurança e são descartados.

 Já os disjuntores são mais empregados em indústrias pesadas e edifícios modernos, dispõem de uma chave magnética e, no momento da sobrecarga do circuito, simplesmente se desligam e impedem a tramissão da corrente. Como não há destruição do equipamento, podem ser reutilizados.

Leia também: Rigidez dielétrica — tensão máxima suportada pelo material isolante

Exercícios resolvidos sobre fusíveis

Questão 1

Alguns dispositivos de segurança utilizados em circuitos elétricos têm o intuito de interromper a passagem de grandes correntes elétricas que poderiam ser prejudiciais para o seu funcionamento. São dispositivos de segurança:

a) pilha

b) resistor e varistor

c) fusível e disjuntor

d) interruptor

e) amperímetro e voltímetro

Resolução:

Alternativa C. Os principais dispositivos de segurança são os fusíveis e disjuntores.

Questão 2

Assinale a alternativa incorreta acerca dos dispositivos usados em circuitos elétricos:

a) Geradores são usados para fornecer a diferença de potencial necessária para o funcionamento dos circuitos elétricos.

b) Motores elétricos são bons exemplos de receptores: transformam parte da energia elétrica em energia cinética e sofrem pequenas perdas de energia pelo efeito Joule.

c) Pilhas são geradores que transformam energia química em energia elétrica.

d) Fusíveis e disjuntores são usados para abaixar a corrente máxima formada nos circuitos.

e) Interruptores são usados para ativação e desativação de circuitos elétricos por meio da interrupção da corrente elétrica.

Resolução:

Alternativa D. Os fusíveis e disjuntores não interferem na condução de corrente elétrica, são apenas dispositivos de segurança.

Créditos da imagem

[1] NRien / Shutterstock

Por: Pâmella Raphaella Melo

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