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O equilíbrio de cargas elétricas é uma parte importante da disposição dos circuitos em um sistema de fiação doméstico. Geralmente, isso é feito por eletricistas ao instalar um novo painel de serviço (caixa do 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 uniformemente entre os dois lados, de modo que a carga, ou a força, 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 causar superaquecimento de componentes elétricos e possivelmente sobrecarregar o painel.
Noções básicas sobre serviços elétricos
A maioria das residências possui um tipo de serviço elétrico chamado monofásico, com três fios . O serviço vem da concessionária por meio de dois fios não aterrados ("quentes") que transportam 120 volts cada, além de um único fio aterrado ("neutro"). Os fios se conectam ao painel de serviço da casa e cada fio quente fornece energia de 120 volts a uma das duas barras de barramento quentes no painel. Os disjuntores dos vários circuitos domésticos (chamados de circuitos de derivação ) se encaixam no painel e se conectam eletricamente a uma ou às duas barras quentes. Um disjuntor unipolar se conecta a apenas um barramento e fornece 120 volts a um circuito. Um disjuntor bipolar se conecta às barras e fornece 240 volts ao circuito. Como os fios de serviço público, cada circuito derivado tem um ou dois fios quentes e um fio neutro. A energia elétrica deixa o painel ao longo dos fios quentes e retorna ao painel no ponto morto. A partir daí, a energia volta para a rede elétrica através do serviço neutro.
Amperagem do circuito
Todo disjuntor possui 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 unipolares 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 (eletrodomésticos, tomadas, iluminação etc.) servido pelos circuitos e quando esse equipamento é normalmente usado. Por exemplo, uma geladeira funciona 24 horas por dia, 365 dias por ano e precisa de mais energia para dar partida no motor do compressor. Por outro lado, um ventilador de casa inteira (ventilador do sótão) possui uma energia relativamente consistente e é usado apenas durante o tempo quente e geralmente à noite ou de manhã cedo.
Equilíbrio do circuito
Para entender como o balanceamento funciona, imagine que você tem 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, durante todo o ano. 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 cancela quando a energia retorna à rede elétrica no ponto morto. Nesse caso, a corrente no neutro seria de 1 amp: 8 - 7 = 1. Se os dois aparelhos consumissem 8 amperes, a corrente no neutro seria 0. O objetivo é que a corrente no neutro seja tão baixa quanto possível - por segurança, eficiência energética e outros motivos.
Por outro lado, se você colocasse ambos os circuitos na mesma perna do painel, as cargas dos aparelhos seriam adicionadas, resultando em 15 amperes de corrente retornando ao ponto morto. Isso seria uma carga desequilibrada e preferencialmente evitada.
Colocação do disjuntor
A perna ou pernas de cada circuito depende de onde o disjuntor fica no painel. Na maioria dos painéis, os slots do disjuntor de cada lado do painel alternam entre as barras de barramento quentes (pernas). Se dois disjuntores unipolares estiverem do mesmo lado e estiverem empilhados um em cima do outro, eles serão conectados a pernas diferentes. Se eles estiverem do mesmo lado, mas tiverem um espaço entre eles, eles serão conectados à mesma perna. Os disjuntores de dois pólos ocupam dois slots adjacentes e se conectam às duas pernas. Cada perna fornece 120 volts, totalizando 240 para o circuito. Por esse motivo, os disjuntores de dois polos são balanceados automaticamente, não importa onde estejam no painel. Portanto, quando você cria circuitos para a casa, o objetivo é ter um consumo de amperagem aproximadamente igual nas duas pernas do painel.
