Conexão em série e paralela de tomadas: em daisy chain e em estrela

A realização das tarefas domésticas rotineiras é significativamente facilitada por diversos dispositivos e equipamentos técnicos. Os 'trabalhadores incansáveis' iluminam ambientes, lavam, batem, assam, lavam louças por nós. No entanto, não basta apenas comprá-los; é necessário conectar os aparelhos corretamente, concorda?

Lembre-se de quantas emoções negativas causa um disjuntor que desarma, desligando a linha devido a sobrecarga em um momento extremamente inoportuno. Pouco prazer traz um aquecedor, computador ou geladeira danificados. Mas esses contratempos podem ser facilmente prevenidos e até eliminados, e temos prazer em ajudar com isso.

Para isso, basta descobrir como são feitas as conexões paralela e em série das tomadas para eletrodomésticos, em quais casos são aplicados os esquemas 'em cadeia' e 'em estrela'. O artigo que apresentamos fornecerá esta informação muito útil.

Métodos de conexão de tomadas

Atualmente, a conexão de tomadas é feita de duas maneiras: na primeira, é instalada uma linha elétrica separada para cada ponto; na segunda, vários pontos são conectados a um único ramal.

O tipo de tomadas instaladas está intimamente relacionado ao tipo de fiação: se são usadas tomadas monofásicas com ou sem aterramento, ou se são instalados dispositivos trifásicos para alimentar aparelhos que funcionam em rede de 380 Volts.

A grande maioria dos dispositivos técnicos que necessitam de conexão elétrica está localizada ou é destinada à cozinha e ao banheiro:

As tomadas para consumidores de alta potência, como fornos elétricos ou aquecedores, são conectadas por uma linha separada. Sempre que possível, são usados trechos inteiros de cabo, sem emendas. As linhas elétricas são passadas individualmente do quadro até cada ponto, lembrando o esquema de raios que partem de uma estrela.

Ao conectar cada um desses consumidores, o ponto alimentado deve suportar uma corrente nominal de 16 – 32A. O disjuntor de proteção na entrada também é dimensionado para uma corrente com o mesmo valor.

A conexão em cadeia é escolhida quando é necessário alimentar tomadas elétricas de um mesmo grupo. Esses grupos são formados de acordo com a localização dos aparelhos pela casa.

Tomadas com linhas separadas são a única opção correta para atender eletrodomésticos potentes, como máquina de lavar ou fogão elétrico.

O método consiste em conectar todos os elementos a uma linha de alimentação comum da fiação elétrica.

Para minimizar o risco de desativar vários pontos ao mesmo tempo, os profissionais recomendam incluir no máximo duas ou três tomadas em um sistema. Este ponto está claramente definido na SP 31-110-2003: é permitido conectar em cadeia até três receptores elétricos adicionais.

Uma desvantagem significativa desse esquema é que, se um dos condutores for danificado acidentalmente no ponto de contato, todos os elementos subsequentes param de funcionar.

A única condição é que a carga total de corrente não exceda duas vezes o valor da corrente nominal de trabalho do primeiro receptor elétrico (cabeça).

Mas, em qualquer caso, um circuito criado dessa forma é projetado para uma carga cujo valor total não exceda 16A. Se as condições de operação não forem observadas, há uma alta probabilidade de criar situações de emergência.

Ao conectar tomadas, não é necessário usar um tipo puro de distribuição. Com uma abordagem competente, é possível combiná-las, por exemplo, levar o cabo de alimentação até a caixa de distribuição. Depois dela, direcionar um cabo em cadeia e outro separadamente para o ponto de alimentação de equipamentos potentes na casa.

O número de linhas de alimentação passadas do quadro depende de quantos roteiros de fiação elétrica serão instalados.

Para conectar uma lareira elétrica de 2 kW, é necessário prever uma tomada independente separada, já o ferro de passar pode ser alimentado por pontos conectados em série.

Independentemente do tipo de método escolhido, a fiação elétrica pode ser executada em uma das duas opções:

• aberta – prevê a passagem dos fios na superfície da parede;
• fechada – prevê a abertura de canais para passagem de linhas de energia em paredes de concreto e tijolo, e a abertura de canal na madeira para passagem de cabo revestido em tubo corrugado.

A opção aberta é mais conveniente e simples não apenas para a instalação, mas também para manutenção e inspeção. Porém, do ponto de vista estético, a fiação aparente nem sempre é adequada. Além disso, o método de instalação aberta 'consome' parte da área útil: acima do cabo não é possível pendurar uma prateleira ou encostar móveis na parede.

No método de instalação aberta, para proteger o condutor PE contra danos mecânicos e dar-lhe maior apresentabilidade, são utilizadas canaletas para cabos ou rodapés de plástico.

O espaço interno da maioria das canaletas para cabos possui divisórias, entre as quais é conveniente colocar os fios. O controle do estado do trajeto é feito através da parte superior removível.

A opção fechada de fiação é conveniente porque elimina a possibilidade de danos acidentais ao cabo, tornando-o invisível para os outros.

Para minimizar a necessidade de 'rasgar' as paredes para criar ranhuras, a fiação fechada é realizada na fase de construção ou reforma antes da execução do acabamento.

Mas a 'invisibilidade' da fiação fechada pode pregar uma peça ao tentar 'cravar um prego'. Por isso, existe uma regra não dita: os fios devem ser passados estritamente na vertical ou horizontal em relação às tomadas.

Características da instalação da conexão em cadeia

Como já foi mencionado, o método em série é usado para conectar tomadas que estão no mesmo grupo, que alimentam aparelhos de baixa potência, como computador, equipamento de áudio…

Este tipo de conexão é economicamente mais vantajoso e tecnicamente mais simples. Afinal, para sua implementação não há necessidade de passar muitos cabos e utilizar proteções adicionais. Mas vale notar que cada ponto adicional da cadeia criada a tornará mais vulnerável.

Por exemplo, sabemos que a corrente nominal em uma tomada não deve exceder 16A. Se conectar essa carga a um único ponto, nada de grave acontecerá. Mas ao conectar essa carga em pelo menos 2-3 tomadas de uma mesma linha, suas leituras totais aumentarão e, como consequência, o cabo de alimentação pode não suportar.

A condição fundamental para a conexão em cascata é que a seção transversal dos condutores das pontes corresponda aos condutores da linha de alimentação principal.

De acordo com o PUE, na conexão em cascata não é permitido interromper o condutor PE do fio de aterramento de proteção. Seu circuito deve permanecer contínuo em qualquer caso.

Para reduzir os custos materiais ao conduzir o condutor PE para as tomadas, uma das soluções técnicas ajuda:

Instalação com uso de conectores

Este tipo de conexão é escolhido quando é necessário conectar tomadas que estão praticamente lado a lado.

Na conexão em cascata, o fio principal vindo do quadro de força chega ao local de montagem da caixa de tomadas múltipla. A partir dele, alimenta a primeira tomada, da qual, através dos seus próprios contatos, a energia vai para a segunda tomada, e da segunda para a terceira.

Todos os condutores: azul para o neutro, vermelho/marrom para a fase, e amarelo-verde para o aterramento – são conectados em paralelo.

Na montagem em cascata, os cabos de entrada e saída são conectados diretamente na parte de contato do dispositivo. Por esta razão, os profissionais recomendam usar modelos equipados com contato plano de mola.

Em último caso, servem modelos cujos contatos são feitos em forma de placa apertada por parafuso. Não são adequados para este fim dispositivos onde o contato é apenas um parafuso comum.

Um dos requisitos operacionais obrigatórios ao conectar tomadas em cascata é a necessidade de reduzir a resistência de contato no circuito entre os terminais da tomada e os contatos do plugue elétrico.

Para obter o efeito desejado, os terminais recebem formas que permitem aumentar a área dos contatos, bem como a força de compressão. Hoje, para a montagem do neutro de proteção, são frequentemente usados conectores do tipo 'Scotchlok'. O conector de clip deste tipo é equipado com contatos de perfuração.

Para criar uma derivação, o conector de clip é montado dentro da caixa de instalação, posicionando-o entre o fundo do dispositivo e o mecanismo da tomada.

Para usar o conector de clip, deve-se escolher produtos que possuam espaço adicional para sua colocação.

Através do contato da primeira tomada, passam o fio fase do cabo de alimentação e o condutor PE do circuito em cascata que segue para a segunda tomada. No segundo contato – os fios neutros do cabo de alimentação e o circuito para a segunda tomada. Pelo mesmo princípio, a conexão é feita para a terceira tomada e seguintes, se a sua presença estiver prevista no esquema de distribuição de força.

De acordo com a PUE item 1.7.144, para conectar a parte condutora exposta do dispositivo ao condutor neutro ou de aterramento, é necessário fazer uma derivação no interior dos corpos dos dispositivos de instalação elétrica destinados a esse fim. Entre eles estão as tomadas.

A principal tarefa ao conectar tomadas equipadas com aterramento é garantir uma conexão confiável dos elementos ao longo de toda a linha. Afinal, se o contato de aterramento por algum motivo queimar na tomada de alimentação principal, todos os outros participantes do circuito perderão o neutro de proteção. E, portanto, quando for necessário derivar o condutor de aterramento, utiliza-se o tipo de conexão mais confiável – a crimpagem.

Para realizar a crimpagem, as extremidades descascadas dos fios são inseridas na cavidade de uma manga metálica especial e comprimidas com o auxílio de um alicate de pressão manual

O método envolve, além do uso da torção comum dos fios, o isolamento adicional e a crimpagem de suas extremidades com o uso de uma manga. Isso garante um contato ininterrupto dos elementos do circuito e sua alta resistência mecânica.

Instalação de uma caixa de distribuição adicional

Este método envolve a instalação, próximo ao circuito de tomadas, de uma caixa de derivação comutada com o quadro de distribuição ou de um bloco de conexão. Dessa forma, o cabo é ramificado na caixa de distribuição no trecho antes da alimentação da caixa de embutir.

O uso de uma caixa de derivação adicional para condutores PE também permite realizar a conexão dos contatos de aterramento em paralelo ao distribuir as tomadas em circuito.

As conexões dentro da caixa de derivação que levam a cada tomada são geralmente realizadas por soldagem. Recomenda-se que as extremidades isoladas de todos os condutores sejam dispostas nas caixas de distribuição de modo que não se cruzem nem entrem em contato entre si.

Planejando futuras novas conexões a partir da caixa de distribuição, durante a montagem é recomendável deixar uma sobra de cabo de 15 a 20 cm.

Em ambos os casos, ao conduzir os fios de fase e neutro até as tomadas, forma-se um circuito, e a partir do condutor PE, uma derivação. Portanto, ao conectar tomadas em cascata, é importante observar a polaridade dos contatos: do terminal com o condutor neutro, deriva-se o neutro. O mesmo é feito com o condutor de fase.

Considerando a quantidade de aparelhos elétricos em funcionamento, o número de tomadas em um cômodo pode chegar a 10 unidades. Usar réguas e extensões nem sempre é conveniente e também é perigoso. Nesse caso, o problema é resolvido instalando blocos de tomadas em vez de uma tomada única.

A construção de um bloco de tomadas, incluindo até quatro elementos individuais, é conectada pelo mesmo princípio de uma tomada única.

A principal diferença da moldura de superfície para o bloco de tomadas é que cada elemento é montado em um laço em série de um para o outro.

Ao conectar blocos, os condutores são unidos por qualquer um dos métodos descritos. As partes descarnadas são isoladas com tubo termoencolhível ou envoltas com fita isolante.

Especificidades da conexão paralela

A peculiaridade do esquema de conexão paralela de tomadas, também chamado de “estrela”, consiste na conexão individual de cada tomada ao quadro de distribuição.

O terceiro nome totalmente justificado é “sem caixa”, pois pressupõe a possibilidade de dispensar a caixa de junção. O método é ativamente praticado em países europeus, e aqui é usado para fornecer uma linha separada para consumidores de alta potência, geralmente em conjunto com a tecnologia de laço.

Uma das variações do esquema paralelo é demonstrada por uma seleção de fotos:

A vantagem da “estrela” é garantir o máximo grau de segurança. Uma vantagem significativa reside na possibilidade de controlar individualmente grandes consumidores de energia, o que é prioritário para a distribuição de energia para “Casa Inteligente”, por exemplo. A desvantagem do esquema reside nos custos consideráveis de mão de obra do eletricista e no consumo de cabo quase triplicado.

O esquema paralelo também é usado para conectar tomadas trifásicas de potência que alimentarão aparelhos elétricos potentes. Nesse caso, a seção transversal dos condutores que alimentam esses consumidores deve ser de pelo menos 2,5 mm².

Para maior confiabilidade, eles devem ter uma pequena margem de corrente. Isso permitirá compensar o desvio real do diâmetro indicado pelo fabricante em relação ao seu valor nominal, algo que os produtos atualmente no mercado frequentemente 'pecam'. Além disso, essa solução garantirá a possibilidade de operação do equipamento em regime de sobrecarga.

Esse método de instalação é vantajoso porque a funcionalidade de cada ponto individual não afeta o funcionamento dos demais participantes do circuito. Para eletrodomésticos, esse esquema é considerado o mais estável e seguro.

O método paralelo de conexão de tomadas garante a independência de cada ponto de alimentação: não importa quantas tomadas estejam presentes no circuito, a tensão permanecerá uniforme.

A conexão de uma tomada trifásica com aterramento é feita usando uma fiação separada de quatro condutores. O cabo, que inclui três fases, aterramento e neutro, vai diretamente do quadro.

A finalidade do fio é mais fácil de determinar pela cor do isolamento:

• «fase» – fios com tonalidade branca;
• «neutro» – isolamento pintado de azul;
• «aterramento» – revestimento amarelo-verde.

O aterramento é, essencialmente, um neutro de proteção. Para que permaneça assim, é necessário garantir sua conexão confiável e constante ao longo de toda a linha.

Para conectar os fios e conectar à tomada, primeiro encurte suas extremidades. O uso de alicates de corte permitirá realizar o trabalho com o máximo de cuidado. A extremidade de cada fio é descascada de 15 a 20 mm do isolamento externo com uma faca afiada.

A conexão dos fios é feita na seguinte sequência:

1. Remova a tampa plástica de proteção da tomada.
2. Os parafusos de fixação são afrouxados em 5-6 mm. As mesmas manipulações são feitas com o parafuso no terminal de aterramento.
3. As extremidades descascadas dos fios são inseridas uma a uma na caixa, levando em consideração a posição dos terminais de entrada, e colocadas nos encaixes correspondentes.
4. Os encaixes com os fios colocados são apertados firmemente com os parafusos.
5. A caixa de tomada com os fios conectados é inserida no nicho da parede e fixada com presilhas laterais.

Para obter uma montagem mais confiável, alguns profissionais enrolam as extremidades desencapadas dos condutores em forma de laço ou anel, de modo que seu diâmetro corresponda ao tamanho das pernas dos parafusos.

O esquema é usado não apenas para alimentar tomadas localizadas individualmente, mas também para conectar blocos que incluem dois ou mais pontos.

Depois disso, cada parafuso é desaparafusado um por um, sua base é envolvida com um anel de fio e apertado firmemente.

Ao conectar blocos de tomadas, todas as vantagens do esquema são mantidas. A única coisa é que o processo de conexão leva um pouco mais de tempo e esforço.

Custos elevados – não são um argumento para aqueles que priorizam a segurança. Se olharmos para a situação de forma mais global, às vezes é melhor investir mais recursos e esforços de uma só vez, montando uma linha de energia autônoma para a tomada. Assim, você não terá que se preocupar toda vez se pode usar o ponto para conectar este ou aquele eletrodoméstico.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Guia de uso do método de encadeamento:

Vídeo #2. Conhecimento detalhado de uma das opções seguras de conexão de tomadas:

Considerando que a quantidade de energia elétrica consumida para necessidades domésticas só aumenta a cada ano e, portanto, as exigências de confiabilidade das tomadas inevitavelmente aumentarão, é preferível optar pelo esquema de instalação elétrica em paralelo. Especialmente quando se trata de consumidores de energia significativos.

Para alimentar luminárias, despertadores elétricos e aparelhos similares, a opção de conexão em encadeamento é adequada.

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