Quais dispositivos de segurança dentro de um circuito capaz de interromper a passagem de grandes correntes elétricas?

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

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.

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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.

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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.

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.

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.

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.

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?

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

Qual o nome do dispositivo de segurança que interrompe a passagem de corrente elétrica nos circuitos caso exceda uma margem de segurança?

Quais são os dispositivos de segurança no circuito elétrico?

São dispositivos usados para controlar a passagem de corrente elétrica em circuitos elétricos por meio do efeito Joule que converte energia elétrica em energia térmica?

São dispositivos de proteção utilizados para combater o curto