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Eletricidade e 
Instalações Elétricas
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Vinicius Azevedo Borges
Revisão Textual:
Prof.ª Esp. Kelciane da Rocha Campos
Aterramento e Para-Raios
• Sistemas de Aterramento em Baixa Tensão;
• Eletrodos de Aterramento;
• Tensões Associadas ao Aterramento;
• Generalidades Sobre Descargas Atmosféricas;
• Sistemas de Proteção Contra Descargas Atmosféricas.
• Conhecer sistemas de aterramento e proteção de descargas atmosféricas utilizados em 
instalações elétricas de baixa tensão.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Aterramento e Para-Raios
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de 
aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Aterramento e Para-Raios
Sistemas de Aterramento em Baixa Tensão
Como o próprio nome sugere, aterramento é a conexão da rede elétrica à terra. 
Para que um sistema elétrico opere corretamente, com a continuidade de serviço 
adequada e desempenho seguro do sistema de proteção, o aterramento deve ser 
realizado com um cuidado especial, isto é, elaboração de projetos específicos com 
base nos parâmetros corretos.
Um aterramento correto deve garantir:
• a mais baixa resistência possível para correntes residuais à terra;
• a ausência de fibrilações na rede, mantendo os potenciais produzidos pelas 
correntes residuais dentro dos limites de segurança;
• maior sensibilização dos dispositivos de proteção, permitindo que estes atuem 
rapidamente e isolem possíveis falhas;
• um caminho de escoamento de descargas atmosféricas para a terra;
• o escoamento de cargas estáticas produzidas nas carcaças de equipamentos.
Para a elaboração de um projeto de aterramento, é necessário, entre outros pa-
râmetros, conhecer a resistividade elétrica do solo.
O sistema de aterramento consiste basicamente de três componentes: as cone-
xões elétricas que fazem a ligação de algum ponto da instalação elétrica aos eletro-
dos de aterramento, os próprios eletrodos de aterramento e a porção de terra que 
envolve os eletrodos.
Sistema de aterramento e aterramento de sistemas são coisas distintas. O pri-
meiro se refere ao sistema físico requerido pela instalação elétrica. O segundo se 
refere à maneira como a instalação elétrica é conectada à terra. Existem três tipos 
de sistemas de aterramento:
• Sistema isolado: aquele que não possui nenhuma conexão proposital com a 
terra. A conexão entre a instalação elétrica e a terra se dá de forma fraca e 
tipicamente capacitiva. As correntes residuais que podem surgir nesse tipo de 
instalação não escoam com facilidade, gerando altos níveis de sobretensões.
• Sistema solidamente aterrado: neste sistema, alguns pontos da instalação 
elétrica são conectados diretamente ao solo, buscando a menor resistência 
possível para o escoamento de correntes residuais para a terra. Essas corren-
tes residuais ativam os sistemas de proteção, que seccionam a parte instável 
da instalação.
• Sistema aterrado por impedância: este caso faz uso de uma impedância, 
seja resistiva ou reativa, entre a instalação elétrica e o aterramento, a fim de 
reduzir a intensidade das correntes residuais que chegam ao solo, mas sem 
eliminar completamente esta conexão.
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Os sistemas de aterramento possuem como principais funções fornecer uma 
referência para o sistema elétrico, colocando a terra como essa referência; drenar 
sobrecargas ou correntes residuais do sistema elétrico para a terra; e neutralizar 
descargas atmosféricas drenadas por sistemas de para-raios, neste caso o sistema 
de aterramento recebe também o nome de sistema de neutralização de cargas.
O tipo de sistema de aterramento deve ser escolhido de maneira a proporcionar 
o melhor contato com a terra. Os tipos mais comuns de agrupamentos de sistemas 
de aterramentos são mostrados na Figura 1 e vão desde uma única haste cravada 
ao solo a um conjunto de hastes ou placas metálicas, ou ainda cabos enterrados 
em configurações mais complexas. Perceba que a distância ideal entre as hastes 
de aterramento é a mais próxima possível do comprimento da haste. O tipo mais 
eficiente de aterramento é aquele composto por uma malha metálica enterrada.
A escolha do tipo de agrupamento deve ser feita levando-se em conta o local, o 
custo e a importância da instalação elétrica.
2 Hastes
d = distância entre hastes
h = comprimento da hastes
d = h
d = h
d = h
d = h
1 Haste 3 Hastes 4 Hastes 5 Hastes
Figura 1 – Agrupamento de hastes em paralelo
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), em sua norma NBR 
5410, especifica os possíveis esquemas de aterramento que são permitidos.
O item 4.2.2.2 da norma exemplifica os cinco esquemas mais comuns utilizados 
para instalações trifásicas.
É importante notar na norma que as massas de que ela trata se referem não 
apenas ao consumo de um equipamento, mas de qualquer quantidade de equipa-
mentos elétricos ligados à rede.
A NBR5410 também diz que uma mesma instalação pode abranger mais de 
uma edificação. Neste caso, as massas de uma mesma edificação deverão compar-
tilhar o mesmo eletrodo de aterramento, enquanto é possível utilizar eletrodos de 
aterramento distintos para diferentes edificações.
Para denominar os diferentes esquemas de aterramento, é utilizado um código 
de letras, combinadas da seguinte forma:
• Primeira letra: representa a situação da alimentação com referência à terra.
 » T: indica que um ponto da instalação é ligado diretamente à terra.
 » I: indica que toda parte viva da instalação é isolada em relação à terra, ou o 
aterramento se dá através de uma impedância.
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UNIDADE Aterramento e Para-Raios
• Segunda letra: representa a situação da ligação das massas em relação ao 
aterramento.
 » T: indica que as massas estão diretamente aterradas, independentemente de 
qualquer outra parte da instalação.
 » N: indica que as massas são ligadas diretamente a um ponto aterrado da 
instalação.
• Outras letras: representam a disposição dos condutores neutro e de proteção.
 » S: indica que as funções de neutro e de proteção são providas por condutores 
distintos.
 » C: indica que as funções de neutro e de proteção são providas por um mes-
mo condutor.
Esquema TN
De acordo com a norma, este esquema tem a característica de “possuir um 
ponto de alimentação diretamente aterrado,sendo as massas ligadas a este ponto 
através de condutores de proteção”. Dependendo da disposição do condutor neutro 
e de proteção, este esquema possui três variantes: Sistema TN-S, Sistema TN-C e 
Sistema TN-C-S.
Esquema TN-S
O condutor neutro é distinto do condutor de proteção, sendo que o condutor 
neutro é aterrado juntamente com o condutor de proteção logo na entrada da ins-
talação. A Figura 2 mostra o esquema desse sistema de aterramento.
Esquema TN-S
Aterramento da 
alimentação
Massas Massas
L1
L2
L3
N
PE
Figura 2 – Esquema de aterramento TN-S
Esquema TN-C
Neste sistema, apenas um condutor realiza as funções de neutro e proteção em 
toda a instalação. Dependendo da situação, mesmo que normalizado, esse esque-
ma pode não ser indicado, uma vez que o mesmo condutor fornece a conexão com 
o neutro e com o aterramento.
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Esquema TN-C
Aterramento da 
alimentação
Massas Massas
L1
L2
L3
PEN
Figura 3 – Esquema de aterramento TN-C
Esquema TN-C-S
Neste caso, as funções dos condutores neutro e de proteção são combinadas em 
partes da instalação, como mostra a Figura 4.
Esquema TN-C-S
Aterramento da 
alimentação
Massas Massas
PE
L1
L2
L3
PEN
Figura 4 – Esquema de aterramento TN-C-S
Esquema TT
Neste esquema, um ponto da alimentação é diretamente aterrado, mas as massas 
são ligadas a um aterramento distinto do aterramento da fonte, conforme indicado na 
Figura 5. No caso de uma corrente residual percorrendo este esquema, ela será esco-
ada para a terra, que limita o valor da corrente por conta da alta resistência do solo.
Esquema TT
Aterramento da 
alimentação
Massas Massas
L1
L2
L3
N
Figura 5 – Esquema de aterramento TT
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UNIDADE Aterramento e Para-Raios
Esquema IT
O esquema IT é parecido com o esquema TT, com a diferença de que o ater-
ramento da fonte é realizado através de uma alta impedância. Dessa maneira, as 
correntes residuais são limitadas e isso garante que toda a instalação não seja des-
ligada nesses casos. A alta impedância do aterramento da fonte pode ocorrer de 
duas maneiras indicadas na Figura 6.
Alimentação aterrada
através da impedância
A)
PE
Sem Aterramento 
da alimentação Massas
L1
L2
L3
N
B)
PE
Massas
Impedância
L1
L2
L3
N
Aterramento 
da alimentação
Figura 6 – Esquema de aterramento IT
Dentre esses cinco esquemas referenciados pela norma NBR 5410, o esquema 
TT é considerado o mais eficiente, com um aterramento realizado diretamente na 
entrada da instalação e o aterramento das massas realizado por outro eletrodo in-
dependente.
Em geral, os fabricantes de equipamentos elétricos fornecem nas especificações 
qual é o esquema ideal de aterramento para seus produtos.
A NBR 5410, no item 6.4.1.1.1, determina que o aterramento da instalação 
elétrica é uma infraestrutura, sendo chamado pela norma de “eletrodo de aterra-
mento” e é parte da integridade da edificação.
Ainda de acordo com a norma, todo sistema de aterramento deve proporcionar 
confiabilidade, segundo os requisitos de segurança, e conduzir as correntes residu-
ais sem oferecer risco de danos que podem ser provocados por essas correntes.
Aterramento: https://youtu.be/iDngTx9V9Jw.
Ex
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Eletrodos de Aterramento
As maneiras de se aterrar um sistema elétrico são as mais variadas, desde sim-
ples hastes a configurações complexas de cabos e malhas metálicas enterradas no 
solo. Os principais tipos de eletrodos utilizados são do tipo hastes verticais, utili-
zadas quando as camadas mais profundas do solo possuem menor resistividade; e 
eletrodos horizontais, geralmente enterrados em profundidades próximas a 0,5 m 
e utilizados quando há preocupação com o controle do gradiente de potencial na 
superfície do solo.
Por muito tempo se acreditou que utilizar as ferragens das caixinhas das tomadas 
era suficiente para se obter um aterramento. Ainda hoje, muitas instalações residen-
ciais antigas utilizam este método. No item 6.4.1.1.1 da NBR 5410 são identificados 
os eletrodos de aterramento que são admitidos pela norma:
• preferencialmente, uso das próprias armaduras do concreto das fundações; ou
• uso de fitas, barras ou cabos metálicos, especialmente previstos, imersos no 
concreto das fundações; ou
• uso de malhas metálicas enterradas, no nível das fundações, cobrindo a área 
da edificação e complementadas, quando necessário, por hastes verticais e/ou 
cabos dispostos radialmente (“pés de galinha”) (Figura 7); ou
• no mínimo, uso de anel metálico enterrado, circundando o perímetro da edi-
ficação e complementado, quando necessário, por hastes verticais e/ou cabos 
dispostos radialmente (“pés de galinha”) (Figura 8).
Figura 7 – Eletrodo malha de terra
Fonte: CREDER Instalações elétricas
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UNIDADE Aterramento e Para-Raios
Figura 8 – Eletrodo em anel
Fonte: CREDER Instalações elétricas
A norma ainda admite outras soluções em situações de instalações temporárias, 
áreas descobertas, como pátios e jardins, em acampamentos, marinas e instalações 
similares, ou ainda em reformas, quando não houver a possibilidade de se executar 
uma das opções citadas.
É interessante notar que os eletrodos do tipo hastes metálicas aparecem na nor-
ma para instalações de baixa tensão apenas como complemento a outros eletrodos, 
portanto não devem ser utilizados como principal opção.
Os principais tipos de eletrodos de aterramento podem ser classificados como:
• aterramento natural pela armadura das fundações;
• condutores horizontais radiais ou em malha;
• condutores em anel;
• hastes verticais.
Quando são utilizados eletrodos não naturais, estes deverão ser instalados em 
quantidade e distribuição adequados à instalação. A profundidade dos eletrodos 
dependerá da resistividade do solo, sendo preferível aterramentos a profundidades 
maiores quando a resistividade do solo diminuir com a profundidade.
Seção para cabos de aterramento. Como calcular: https://youtu.be/repwp6Wb9pM.
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Tensões Associadas ao Aterramento
Ao avaliar a natureza dos aterramentos, em geral, considera-se que uma cone-
xão à terra apresenta resistência, capacitância e indutância, que influenciam direta-
mente na capacidade de condução de corrente elétrica para a terra. Para o sistema 
elétrico, o aterramento funcionará como uma impedância no circuito. Esta impe-
dância pode ser definida como a oposição oferecida pelo solo à injeção de uma 
corrente elétrica, através dos eletrodos, e pode ser expressa como a relação entre 
a tensão aplicada ao aterramento e a corrente resultante.
É bastante comum se referir à resistência do aterramento em vez de à sua im-
pedância, uma vez que os efeitos reativos são muito reduzidos nas aplicações mais 
tradicionais. Podemos quantificar o valor da resistência de aterramento de acordo 
com a equação abaixo.
R V
iT
=
Para se ter uma ideia da ordem de grandeza do valor dessa resistência, deve-se 
considerar que a terra não é um bom condutor elétrico, porém as correntes residu-
ais serão transferidas ao solo por toda a extensão do eletrodo, o que torna grande 
a área transversal, compensando a baixa resistividade do solo.
A resistência de aterramento pode afetar o sistema limitando a corrente que flui 
para o solo, o que reduz a eficácia da proteção, ou gerar uma elevação de potencial 
elétrico no solo. O valor desse potencial pode ser calculado pela equação abaixo.
V R lT T� �
Podemos separar a resistência oferecida à passagem de corrente elétrica através 
de um eletrodo ao solo em três:
• resistência própria do eletrodo e das ligações elétricas, que será a menor das 
três resistências, devido à alta condutividade dos materiais envolvidos;
• resistência de contato entre o eletrodo e o solo, que pode variar de acordo com 
a compactação do solo ao redor do eletrodo;
• resistência da terra, que é o fator determinante para garantir que o valor da 
resistência do aterramento esteja adequado ao projeto.
Considerando a Figura 9, cada camada de solo ao redor do eletrodo possui um 
valor de resistência, e a soma de todas as camadasaté o infinito fornece o valor da 
resistência total do aterramento.
Se considerarmos que cada camada de solo possui a mesma espessura, en-
tão camadas mais próximas, que possuem áreas transversais menor, apresentarão 
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UNIDADE Aterramento e Para-Raios
maior resistência, enquanto que camadas mais distantes, com áreas transversais 
maiores, possuirão menor resistência quanto maior a distância até o eletrodo.
Solo
Figura 9 – Camadas de solo ao redor do eletrodo de aterramento
Como medir resistência de aterramento? Disponível em: https://youtu.be/id_UGtaZXfs.
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Generalidades Sobre 
Descargas Atmosféricas
Descargas atmosféricas, ou raios, são des-
cargas elétricas entre regiões eletricamente 
carregadas que ocorrem na atmosfera, geran-
do clarões e estrondos, comumente conhecidos 
como relâmpagos e trovões. Essas descargas 
podem acontecer no interior de uma nuvem, ou 
entre nuvens diferentes, ou ainda entre alguma 
nuvem e a terra.
Os raios consistem em uma gigantesca faísca 
que proporciona um caminho condutor para a 
transferência das cargas elétricas de uma região 
a outra. Para que ocorra um raio, uma nuvem 
deve possuir um grande campo elétrico em seu 
interior, proveniente da alteração na distribui-
ção das cargas elétricas, conforme a Figura 11.
Figura 10 – Descarga atmosférica 
entre nuvens e a terra
Fonte: Wikimedia Commons
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Figura 11 – Eletrização de uma nuvem
Fonte: Wikimedia Commons
O ar atmosférico é normalmente um bom isolante elétrico. O campo elétrico 
no interior da nuvem, porém, pode aumentar a níveis em que consiga vencer esta 
resistência dielétrica do ar, permitindo um fluxo de cargas e o consequente apare-
cimento dos raios.
Um dos componentes mais vulnerável à ação de raios é a rede de transmissão 
de energia elétrica. Uma descarga elétrica na rede de transmissão propaga picos 
de tensão por vários quilômetros, oferecendo riscos ao ser humano e danificando 
equipamentos elétricos conectados à rede.
Uma descarga atmosférica é um fenômeno natural, imprevisível e aleatório, tan-
to espacialmente e temporalmente quanto em magnitude, podendo provocar con-
sequências catastróficas.
Ainda não possuímos dispositivos ou métodos que alterem fenômenos atmosfé-
ricos naturais capazes de eliminar a ocorrência de descargas atmosféricas. Uma vez 
que não há como resolver o problema dos raios na origem do problema, a solução 
é proteger as instalações elétricas contra essas descargas.
A maneira mais eficaz de proteger uma instalação elétrica contra descargas 
atmosféricas é facilitar um caminho para o fluxo elétrico entre as nuvens e o solo. 
Nisso consiste um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA).
Tensão de passo. O que é? https://youtu.be/UEIHix0kRmQ.
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UNIDADE Aterramento e Para-Raios
Sistemas de Proteção 
Contra Descargas Atmosféricas
Os Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) são destinados 
à proteção de prédios, antenas, instalações industriais, residenciais, tanques, tubu-
lações e seres humanos contra raios e seus efeitos.
São compostos por dispositivos localizados nos pontos mais elevados das edifi-
cações e têm como princípio de operação fornecer um caminho de menor resistên-
cia elétrica para escoamento de cargas atmosféricas para a terra, evitando que o 
escoamento ocorra por caminhos que possam danificar equipamentos ou oferecer 
riscos às pessoas.
A correta instalação e utilização de um SPDA não impede a incidência de raios 
no local, mas minimiza seus efeitos. Uma instalação mal executada pode ser mais 
perigosa que a ausência de um sistema de proteção.
Figura 12 – Para-raios em atuação
Fonte: Getty Images
A ABNT, pela norma NR 10, determina que qualquer estabelecimento com 
potência instalada maior que 75 kW deve possuir e manter PIE (prontuário das 
instalações elétricas) com o relatório de inspeção do sistema SPDA e aterramen-
tos elétricos.
Além da determinação da NR 10, a utilização de SPDA também é uma exigên-
cia do corpo de bombeiros para edifícios maiores que 30 m de altura e instalações 
industriais e comerciais maiores que 1500 m² de área construída. Outra exigência 
de SPDA do corpo de bombeiros é em áreas destinadas a depósitos de materiais 
explosivos e inflamáveis. Também pode ser exigida a proteção em quaisquer outras 
edificações a critério do corpo de bombeiros, desde que justificada a periculosidade.
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A norma que regulamenta a instalação de SPDA é a NBR 5419 e tem como 
objetivo evitar e minimizar explosões, incêndios, danos materiais e riscos de morte 
de pessoas e animais por conta dos efeitos das descargas atmosféricas.
São utilizados três métodos para dimensionamento de um SPDA. O primeiro 
deles é o método gaiola de Faraday, que consiste na instalação de um sistema de 
captores em forma de malha. É bastante utilizado para a proteção de galpões e edi-
fícios. O mecanismo de funcionamento é baseado na teoria de Faraday, que define o 
campo elétrico no interior de uma gaiola como nulo, desde que a corrente passando 
pelos condutores da malha seja distribuída uniformemente. Quanto mais fechada for 
a malha, ou menor a distância entre os seus condutores, melhor será a proteção.
Método gaiola de Faraday, disponível em: https://bit.ly/2X8VvFT.
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Outro método utilizado é o de Franklin, que utiliza captores do tipo Franklin 
(Figura 13). Este método fornece uma proteção espacial em formato de cone, com 
o captor no vértice do cone. Cada vez menos este método é utilizado em edifica-
ções devido às suas limitações, protegendo uma altura máxima de 45 m.
O terceiro método é chamado de método 
da esfera rolante ou esfera fictícia e consiste 
em rolar uma esfera por toda a edificação, 
com raio definido de acordo com o nível de 
proteção. Ao rolar a esfera pela edificação, 
os locais onde a esfera tocar são os mais ex-
postos e exigem maior atenção. Estes locais 
podem ser protegidos por captores do tipo 
Franklin ou condutores metálicos.
A norma ainda permite a utilização de 
mais de um método combinado. Para os três 
tipos de SPDA, é necessária uma malha de 
aterramento com hastes conectadas para 
melhor dissipação da corrente elétrica para 
o solo. Quanto mais alta a edificação e maior 
sua área construída, maior deverá ser o nú-
mero de hastes de aterramento.
Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas SPDA NBR 5419: https://youtu.be/3mwSGrhFoH4.
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Figura 13 – Captor de Franklin
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UNIDADE Aterramento e Para-Raios
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Instalações elétricas
COTRIM, Ademaro A.M.B. Instalações elétricas. Revisão e adaptação técnica de 
José Aquiles Baesso Gromoni e Hilton Moreno. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2009.
Instalações elétricas
CREDER, Hélio. Instalações elétricas. Atualização e revisão de Luiz Sebastião Costa. 
Rio de Janeiro: LTC, 2016.
NBR 5410:2004 – Instalações elétricas de baixa tensão
ABNT. NBR 5410:2004 – Instalações elétricas de baixa tensão. 2004.
IEC 60417
Graphical Symbols for use on equipment.
IEC 60617
Graphical Symbols for Diagrams.
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Referências
ABNT. NBR 5410 :2004 – Instalações elétricas de baixa tensão. 2004.
COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. Revisão e adaptação técnica de José 
Aquiles Baesso Gromoni e Hilton Moreno. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2009.
CREDER, H. Instalações elétricas. Atualização e revisão de Luiz Sebastião Costa. 
Rio de Janeiro: LTC, 2016.
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física. Vol. 3.
8ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
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