Questões de Luminotécnica para Concurso

Dados do Problema

• Comprimento do almoxarifado: $35\text{ m}$
• Largura do almoxarifado: $12\text{ m}$
• Quantidade de luminárias instaladas: $N_{lum} = 35\text{ luminárias}$
• Quantidade de lâmpadas por luminária: $2\text{ lâmpadas/luminária}$
• Densidade superficial de potência de iluminação: $D_P = 6\text{ W/m}^2$

Método de Resolução e Cálculos

1. Cálculo da Área Útil do Pavimento ($A$):

$$A = 35\text{ m} \times 12\text{ m} = 420\text{ m}^2$$

1. Cálculo da Potência Ativa Total de Iluminação Requerida ($P_{total}$):

$$P_{total} = A \times D_P = 420\text{ m}^2 \times 6\text{ W/m}^2 = 2.520\text{ W}$$

1. Cálculo da Quantidade Total de Lâmpadas no Prédio ($N_{total}$):

$$N_{total} = 35\text{ luminárias} \times 2\text{ lâmpadas/luminária} = 70\text{ lâmpadas}$$

1. Determinação da Potência Individual de Cada Lâmpada ($P_{lamp}$):

$$P_{lamp} = \frac{P_{total}}{N_{total}} = \frac{2.520\text{ W}}{70\text{ lâmpadas}} = 36\text{ W}$$

Conclusão e Justificativa do Gabarito Oficial (D)

A potência ativa nominal de cada lâmpada fluorescente instalada é de 36 watts.

📌 DADOS & CONTEXTO

• Circuitos auxiliares de acionamento para lâmpadas de descarga em vapor de mercúrio a baixa pressão (Lâmpadas Fluorescentes tubulares).

⚙️ MÉTODO & CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE PARTIDA

1. Reatores Eletromagnéticos Convencionais (Item I - Necessita de Starter):
   • O reator convencional consiste em uma indutância simples em série com a lâmpada; para ionizar o gás argônio/mercúrio, requer um starter (chave bimetálica com ampola de néon) que fecha para aquecer os filamentos e abre subitamente, provocando um pulso indutivo de alta tensão ($L \frac{di}{dt}$);
2. Reatores de Partida Rápida (Item II - Não Usam Starter):
   • Dotados de enrolamentos auxiliares de baixa tensão integrados que mantêm os filamentos aquecidos continuamente, dispensando o uso de starter;
3. Reatores Eletrônicos de Alta Frequência (Item III - Não Usam Starter):
   • Empregam semicondutores de potência (inversores de 20 a 50 kHz) com ignição por ressonância LC série de alta frequência sem nenhum elemento mecânico.

🎯 CONCLUSÃO

Apenas os reatores convencionais utilizam starter, correspondendo à alternativa A.

📌 DADOS & CONTEXTO

• Dimensões do recinto fabril: Comprimento $C = 30\text{ m}$, Largura $L = 11\text{ m}$;
• Área do plano de trabalho: $A = 11\text{ m} \times 30\text{ m} = 330\text{ m}^2$;
• Iluminância média de projeto: $E = 500\text{ lux} = 500\text{ lm/m}^2$;
• Fluxo luminoso unitário da lâmpada: $\Phi_{lamp} = 22.000\text{ lúmens}$;
• Fator de utilização: $u = \frac{\sqrt{2}}{2}$;
• Fator de depreciação / manutenção: $d = \frac{\sqrt{2}}{2}$.

⚙️ MÉTODO & APLICAÇÃO DA EQUAÇÃO DO MÉTODO DOS LÚMENS

1. Cálculo do Produto dos Fatores ($u \cdot d$):

$$u \cdot d = \left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right) \cdot \left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right) = \frac{2}{4} = 0{,}50$$

1. Determinação do Fluxo Luminoso Total Requerido ($\Phi_{total}$):

$$\Phi_{total} = \frac{E \cdot A}{u \cdot d} = \frac{500\text{ lux} \times 330\text{ m}^2}{0{,}50} = \frac{165.000}{0{,}50} = 330.000\text{ lúmens}$$

1. Cálculo da Quantidade de Projetores ($N$):

$$N = \frac{\Phi_{total}}{\Phi_{lamp}} = \frac{330.000\text{ lúmens}}{22.000\text{ lúmens/projetor}} = 15\text{ projetores}$$

🎯 CONCLUSÃO

Serão necessários exatamente 15 projetores, correspondendo à alternativa D.

📌 DADOS & CONTEXTO

• Análise dos métodos de distribuição luminotécnica de luminárias e cálculo do coeficiente de utilização ($\mu$) e rendimento global em projetos luminotécnicos segundo a NBR ISO/CIE 8995-1 (antiga NBR 5413).

⚙️ MÉTODO & CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO

1. Classes de Distribuição do Fluxo Luminoso:
   • Iluminação Direta ($90\% \text{ a } 100\%$ para baixo): Quase a totalidade do fluxo luminoso atinge diretamente a superfície de trabalho sem depender das refletâncias das paredes e do teto;
   • Iluminação Semidireta ($60\% \text{ a } 90\%$ para baixo);
   • Iluminação Difusa / Geral ($40\% \text{ a } 60\%$ para baixo e para cima);
   • Iluminação Semi-indireta ($10\% \text{ a } 40\%$ para baixo);
   • Iluminação Indireta ($0\% \text{ a } 10\%$ para baixo): O fluxo é direcionado ao teto, sofrendo grandes perdas de absorção antes de iluminar o plano de trabalho;
2. Critério de Rendimento do Sistema:
   • O sistema direto apresenta o maior rendimento útil ($\eta$) e maior nível de iluminância ($\text{lux}$) por Watt de potência elétrica instalada, pois elimina as perdas por absorção nas alvenarias.

🎯 CONCLUSÃO

O sistema que possui o maior rendimento é o que utiliza iluminação direta (alternativa C).

📌 DADOS & CONTEXTO

• Análise das grandezas e índices fotométricos fundamentais empregados em projetos de luminotécnica (normas CIE e ABNT NBR 5413 / NBR ISO/CIE 8995-1).

⚙️ MÉTODO & CONCEITOS LUMINOTÉCNICOS

1. Eficiência Luminosa ($\eta$ ou Rendimento Luminoso):
   • Definida como o quociente entre o fluxo luminoso total emitido pela lâmpada/fonte ($\Phi$, em lúmens - $\text{lm}$) e a potência elétrica ativa consumida por ela ($P$, em Watts - $\text{W}$):

$$\eta = \frac{\Phi}{P}\quad [\text{lm/W}]$$

1. Demais Conceitos Luminotécnicos:
   • Emitância Luminosa ($M$): Fluxo luminoso emitido por unidade de área de uma superfície ($\text{lm/m}^2$);
   • Fator de Utilização ($\mu$): Razão entre o fluxo que chega ao plano de trabalho e o fluxo total das lâmpadas;
   • Fator de Depreciação ($d$): Razão entre a iluminância em serviço e a iluminância inicial após envelhecimento/sujeira.

🎯 CONCLUSÃO

A relação descrita é a eficiência luminosa (alternativa B).