Aula 07: Conceitos Elétricos Aplicados à Rede

Continuidade, Lei de Ohm, bitolas AWG, indução EMI, aterramento TGB e PoE 90W.

Lei de OhmIndução EMI 20cmAterramento TGBPoE 802.3bt (90W) 10 Slides Aprofundados Fotos Reais & Schematics
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O Cabo de Rede como Circuito Elétrico Real

Circuito Físico de Corrente

O cabo de dados não transporta conceitos abstratos, mas sim elétrons e campos eletromagnéticos reais.

Propriedades Elétricas

Cada condutor possui resistência ôhmica, capacitância mútua e indutância própria.

Importância do Equilíbrio

Os dois fios do par devem ter resistências idênticas para garantir cancelamento de ruído.

O Cabo de Rede como Circuito Elétrico Real
Foto Real: Condutores de Cobre como Linhas de Transmissão

Resistência Ôhmica e Lei de Ohm ($R = \rho L/A$)

Fórmula da Resistência

$R = \rho \frac{L}{A}$, onde $\rho$ é a resistividade do cobre, $L$ o comprimento e $A$ a área transversal.

Impacto da Bitola

Cabos de maior calibre (23 AWG) têm maior área de cobre e menor resistência elétrica.

Resistência de Loop Máxima

A norma limita a resistência de loop a no máximo 18,8 ohms para enlaces de 100 metros.

Resistência Ôhmica e Lei de Ohm ($R = \rho L/A$)
Foto Real: Bitolas de Cobre 23 AWG vs. 24 AWG

Bitolas AWG (American Wire Gauge)

Regra Inversa do AWG

Quanto MENOR o número AWG, MAIS GROSSO é o fio de cobre.

23 AWG (Cat 6A Sólido)

Diâmetro ~0,57 mm. Menor resistência, menor aquecimento em PoE e menor atenuação.

24 AWG (Cat 5e/6 Sólido)

Diâmetro ~0,51 mm. Padrão comercial para cabeamento horizontal comum.

26/28 AWG (Patch Cords Slim)

Fios finos para manobras curtas; proibidos para lances longos de infraestrutura.

Bitolas AWG (American Wire Gauge)
Foto Real: Comparativo de Calibres AWG

Indução Eletromagnética (Lei de Faraday)

Campo Magnético Variável

Condutores de energia elétrica de 110V/220V a 60 Hz geram um campo magnético oscilante ao redor.

Tensão Induzida no Cabo de Rede

Se o cabo de rede estiver colado ao cabo elétrico, o campo induz ruído que corrompe os dados.

Distorção de Bits

Provoca descarte massivo de quadros por erro de CRC na placa de rede.

Indução Eletromagnética (Lei de Faraday)
Foto Real: Isolamento entre Cabos de Potência e Dados

A Regra dos 20 cm de Afastamento Elétrico

Distância Mínima de Norma

Cabos UTP sem blindagem devem manter afastamento mínimo de 20 cm (200 mm) de cabos de força.

Cruzamento Perpendicular (90°)

Quando o cruzamento for inevitável, deve ser feito estritamente em ângulo reto de 90° para anular a indução.

Eletrocalhas Compartilhadas

Exigem divisória metálica contínua aterrada para blindagem do campo elétrico.

A Regra dos 20 cm de Afastamento Elétrico
Esquema: Regra de Afastamento Mínimo de Potência

Aterramento de Telecomunicações (TGB e TMGB)

Barramento TGB (Telecommunications Grounding Busbar)

Barra de cobre instalada no rack para equipotencialização de todos os passivos.

Drenagem de Estática e Surtos

Evita que descargas atmosféricas ou acúmulo eletrostático queimem portas de switches.

Resistência Máxima de Terra

O sistema de aterramento de telecomunicações deve apresentar resistência menor que 5 ohms.

Aterramento de Telecomunicações (TGB e TMGB)
Foto Real: Ponto de Aterramento Metálico no Patch Panel

O Perigo do Cabo Blindado Flutuante (Efeito Antena)

Blindagem sem Aterramento

Se um cabo F/UTP ou S/FTP for instalado sem aterrar o fio dreno no patch panel, a folha de alumínio atua como uma ANTENA!

Captação Amplificada de Ruído

O cabo blindado flutuante capta mais ruído de radiofrequência do que um cabo UTP comum!

Regra Imperativa

Se usar cabo blindado, você é OBRIGADO a usar keystones blindados, patch panels blindados e aterramento TGB.

O Perigo do Cabo Blindado Flutuante (Efeito Antena)
Foto Real: Fio Dreno de Cabo Blindado para Aterramento

Power over Ethernet (PoE 802.3af/at/bt até 90W)

Transmissão de Energia DC

Transmite corrente contínua (48V-57V DC) pelos mesmos pares de cobre que transportam os dados.

PoE (802.3af - 15.4W)

Alimenta telefones IP e câmeras fixas simples.

PoE+ (802.3at - 30W)

Alimenta câmeras PTZ com motor e Access Points Wi-Fi 6.

PoE++ Tipo 4 (802.3bt - 90W)

Utiliza todos os 4 pares simultaneamente para alimentar telas inteligentes e APs Wi-Fi 7.

Power over Ethernet (PoE 802.3af/at/bt até 90W)
Foto Real: Portas PoE de Alta Potência no Switch

Dissipação Térmica em Feixes Densos de Cabos PoE

Efeito Joule ($P = R I^2$)

A corrente contínua aquece os condutores de cobre no interior de feixes amarrados.

Aumento da Atenuação

Para cada 10°C de aumento de temperatura, a atenuação do cabo de rede sobe cerca de 4%.

Limite de Feixes

A norma recomenda limitar feixes de cabos PoE a no máximo 24 cabos amarrados juntos para dissipar o calor.

Dissipação Térmica em Feixes Densos de Cabos PoE
Foto Real: Feixes Organizados para Dissipação Térmica

Prevenção de Arco Elétrico sob Carga PoE

O Risco da Desconexão sob Carga

Desconectar um patch cord com PoE de 90W ativo gera uma microfaísca de arco elétrico entre as lâminas.

Erosão dos Contatos de Ouro

O arco elétrico fura a camada de ouro do RJ45, gerando mau contato permanente.

Procedimento Seguro

Desativar a porta PoE no switch via software antes de desconectar o cabo físico.

Prevenção de Arco Elétrico sob Carga PoE
Foto Real: Conectores Banhados a Ouro Protegidos