O disjuntor é um componente eletromecânico essencial para as instalações elétricas. Este post mostra como funciona.
Como funciona o disjuntor?
Tem a função de proteger a instalação elétrica contra curto-circuito, sobrecorrente e pico de corrente. Este é um aumento abrupto de corrente por um curto intervalo de tempo. Quando a corrente ultrapassa um limite, o disjuntor desliga automaticamente o circuito para evitar incêndios, queima de aparelhos e choques elétricos.
Proteção térmica
Esta proteção baseia-se no fenômeno da dilatação térmica dos materiais. Quando a temperatura de um material aumenta, ele se expande; ao esfriar, suas dimensões diminuem. Isto acontece porque quando a temperatura do material aumenta, suas moléculas vibram com mais intensidade.
A taxa de expansão ou contração depende do coeficiente de dilatação, cujo valor é único para cada material. A corrente elétrica passa por um barramento bimetálico, feito de dois metais, cujos coeficientes de dilatação são diferentes. Normalmente, os materiais são: cobre, latão ou alumínio com aço ou ferro com níquel.
Quando a corrente elétrica ultrapassa um valor limite, o barramento se dilata devido ao calor e se curva, abrindo o circuito. Com o rompimento da corrente, a temperatura diminui, consequentemente, o barramento bimetálico volta à sua forma original.
Proteção magnética
Quando a corrente que passa pela bobina (E) alcança um valor excessivo, o campo magnético gerado no seu interior move o pistão magnético (A), movimentando o contato móvel (M1 e M2) e abrindo o contato (C) com o circuito. Esta é uma proteção contra curto-circuito e pico de corrente.
Depois que o disjuntor abre o circuito elétrico, ele deve ser rearmado para funcionar novamente.
Câmara de extinção do arco elétrico
O arco elétrico, ou arco voltaico, é uma descarga elétrica luminosa e contínua, que ocorre entre dois condutores de alta tensão separados por um espaço de ar e causa a ionização do ar.
Como a corrente que passa pelo disjuntor é elevada, o arco elétrico surge no momento da abertura dos contatos. Uma câmara de extinção do arco é necessária para interromper o fluxo de corrente e evitar que o calor excessivo do arco voltaico danifique o disjuntor.
Dentro da câmara, há lâminas metálicas internas (splitter plates), que dividem e dissipam o arco (Arc moving into arc chute) quando os contatos (contacts) se separam.
Outro método de extinguir o arco é colocar vácuo ou SF_{6} (hexafluoreto de enxofre) entre os contatos. Este gás é dielétrico, absorve elétrons livres e apresenta alta condutividade térmica.
Os disjuntores nas residências possuem câmaras com lâminas condutoras. As câmaras com o gás SF_{6} são usadas em disjuntores de média e alta tensão, presentes nas subestações.
O próximo post do tópico de Energia será sobre os tipos de disjuntores.
