Circuitos elétricos

CIRCUITOS ELÉTRICOS

d.d.p

correnteelétrica

A condição básica para se levar um choque de origem elétrica é estar

submetido a uma diferença de potencial (d.d.p) suficiente para fazer circular uma

corrente que provoque efeitos no organismo.

CHOQUE ELÉTRICOwww.fisicaatual.com.br

O corpo humano, não só pela natureza de seus tecidos como pela grande quantidade de água que contém, tem comportamento semelhante a um condutor elétrico, ou seja, conduz corrente elétrica.

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Assim como todo elemento condutor, o corpo humano também apresenta valores de resistência elétrica – R (resistência ôhmica).

O valor da resistência ôhmica do corpo humano varia de pessoa para pessoa, e depende de alguns fatores:

RR• área de contato;• pressão de contado;• resistência da pele;• umidade da pele.


A resistência elétrica depende também da trajetória da corrente elétrica pelo corpo humano:

mão/pémão/mão tórax/pé

pé/pé

Ponto Escoando EnergiaElétrica para terra

V4

V3

V2

V1

Vn


No momento do choque, a resistência total ( R ), ou seja, aquela determinada pelas características

da pessoa, pelas condições do contato e pelo trajeto da corrente pelo corpo, varia

continuamente, dificultando o cálculo mais preciso do seu valor.

RR


Pela 1ª Lei de Ohm:

I =V

R

onde: I = intensidade da corrente elétrica;V = tensão elétrica (d.d.p.);R = resistência elétrica.

V

IR


• Quando maior a tensão ( V ), maior será a intensidade da corrente ( I ) que circula pelo corpo;

• Quanto menor a resistência ( R ) do corpo e dos pontos de contato, maior será a intensidade da corrente ( I ) que circula pelo corpo.

Quanto mais intensa for a corrente elétrica ( I ) mais graves serão os efeitos fisiológicos.


Resistência do Corpo

Também a resistência ôhmica do corpo varia de indivíduo para indivíduo. A epiderme seca tem uma resistividade que depende do seu estado de endurecimento (calosidade). Esta é maior nas pontas dos dedos do que na palma da mão, e maior nesta do que no braço. A pele molhada diminui a resistência de contato, permitindo assim a passagem de maior intensidade de corrente elétrica.

R

Pele seca: R = 100 000

Pele molhada: R = 1 000


Nota: A intensidade da corrente e o tempo de exposição, são fatores determinantes.

PERTURBAÇÕES POSSÍVEISDURANTE O CHOQUE

NENHUMA.

SENSAÇÃO CADA VEZ MAIS

DESAGRADÁVEL, À MEDIDA QUE

A INTENSIDADE AUMENTA.

CONTRAÇÃO MUSCULARES..

SENSAÇÃO DOLOROSA.

CONTRAÇÕES VIOLENTAS.

ASFIXIA. ANOXIA.

ANOXEMIA.

PERTURBAÇÕES CIRCULATÓRIA.

SENSAÇÃO INSUPORTÁVEL.CONTRAÇÕES VIOLENTAS. ASFIXIA. ANOXIA. ANOXEMIA.

FIBRILAÇÃO VENTRICULAR.

ASFIXIA IMEDIATA.

FIBRILAÇÃO VENTRICULAR.

ALTERAÇÕES MUSCULARES.

QUEIMADURAS.

ASFIXIA IMEDIATA.

QUEIMADURAS GRAVES.

1 miliampère

1 a 9 miliampère

9 a 20miliampères

20 a 100 miliampères

Acima de 100 miliampères

Vários Ampères

ESTADOPOSSÍVEL

NORMAL.

NORMAL.

MORTE APARENTE.

MORTE POSTERIOR

OU IMEDIATA.

SALVAMENTO

____

DESNECESSÁRIO.

RESPIRAÇÃOARTIFICIAL.

MUITO DIFÍCIL.

PRATICAMENTE IMPOSSÍVEL.

RESULTADO FINAL

NORMAL.

RESTABELECIMENTO.

MUITAS VEZES NÃO HÁ TEMPO DE SALVAR E A

MORTE OCORRE EM POUCOS MINUTOS.

MORTE.

INTENSIDADE DA CORRENTE ALTERNADA (50 / 60 HZ) QUE PERCORRE O CORPO

MORTE APARENTE.

MORTE POSTERIOR

OU IMEDIATA.

RESPIRAÇÃOARTIFICIAL.

NORMAL.

MORTE.


Tem

po

em

min

uto

s p

ara

inic

iar

a re

anim

ação

ca

rdio

-pu

lmo

nar

Probabilidade de recuperação da vítima de choque elétrico após a parada respiratória

0

Chance de recuperação da vítima (%)

20 40 60 80 100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0%

5%

10%

15%

25%

60%

75%

90%

95%

100%


Os efeitos do choque elétrico no corpo humano variam e dependem principalmente dos seguintes fatores:

Intensidade da Corrente

Quanto maior for a intensidade da corrente que percorrer o corpo, pior será o efeito sobre o mesmo. As correntes elétricas de baixa intensidade provocam a contração muscular, situação em que a vítima muitas vezes não consegue se desprender do objeto energizado.


Tempo de Duração

Quanto maior for o tempo de exposição à corrente elétrica, maior será seu efeito danoso no organismo.

Freqüência

As correntes elétricas de alta freqüência são menos perigosas ao organismo humano do que as de baixa freqüência.


Natureza da Corrente

O corpo humano é mais sensível à corrente alternada de freqüência industrial (50/60 Hz)

do que à corrente contínua. O limiar de sensação da corrente contínua é da ordem

de 5 miliampères, enquanto que na corrente alternada é de 1 miliampère. A corrente

elétrica passa a ser perigosa para o homem a partir de 9 miliampères, em se tratando de

corrente alternada, e, 45 miliampères para corrente contínua.

CA

CC


Condições Orgânicas do Indivíduo

Os efeitos do choque elétrico variam de pessoa para pessoa, e dependem principalmente das condições orgânicas da vítima. Pessoas com problemas cardíacos, respiratórios, mentais, deficiência alimentar, etc., estão mais propensas a sofrer com maior intensidade os efeitos do choque elétrico. Os idosos submetidos a uma intensidade de choque elétrico relativamente fraca, podem sofrer sérias conseqüências.


Percurso da Corrente

Os efeitos fisiológicos da corrente elétrica dependerão, em parte, do percurso por onde ela passa no corpo humano, isso porque na sua passagem poderá atingir centros e órgãos de importância vital, como o coração e os pulmões. Esses percursos podem ser esquematicamente demonstrados conforme figuras a seguir.


Ligação de dois pontos com diferença de potencial elétrico por intermédio de dois dedos de uma

mesma mão. Neste tipo de percurso, denominado pequeno percurso, não há risco de vida; poderá no entanto,

sofrer queimaduras ou perda dos dedos.

Fase

Neutro

Isolado

Percurso 1


A corrente entra por uma das mãos e sai pela outra, percorre o tórax, e atinge a região dos centros nervosos que controlam a respiração, os músculos do tórax e o coração. É um dos percursos mais perigosos.

Dependendo do valor da corrente produzirá asfixia e fibrilação ventricular, ocasionando uma parada cardíaca.

Percurso 2

Neutro

Fase

Material Isolante

Terra


O pássaro toca apenas um fio nos pontos A e B. Como a distância entre A e B é muito pequena, resistência do fio AB é muito pequena. Logo, a corrente não atravessará o corpo do pássaro que tem resistência maior do que do trecho AB

Se o pássaro tocar simultaneamente os dois fios de alta tensão ( ou fizer o contato de um deles com a terra) ficará submetido a uma ddp de 13 600 V e receberá um choque violento.


Circuito em SérieCircuito em Série

Todos elementos são percorridos pela mesma corrente.

chave

gerador

Se uma lâmpada for desconectada, as outras não funcionam.


Circuito em ParaleloCircuito em Paralelo

Todos elementos são submetidos à mesma diferença de potencial. A corrente total se divide entre eles.

cgerador

chaves

corrente de elétrons

Se uma lâmpada for desconectada, as outras continuarão brilhando da mesma maneira.


Lâmpada está submetida a uma ddp de 110V.


As lâmpadas, o ferro de passar e o aquecedor estão ligados em paralelo. Podemos ligar ou desligar um deles sem alterar os restantes.


A) Em série:

A

R1

R2

R3

i

-

i1 i2 i3

V

B C D

i1 = i2 = i3 = i

= VAB + VBC + VCDV Req = R1 + R2 + R3

Associação de ResistoresAssociação de Resistores


b) Em paralelo:

1 R

-

R 2

R 3

+

i

V

i1

i2

i3

i

A B

i1 + i2 + i3 = i

321

1111

RRRReq

= constanteV


ANALOGIA COM A LIGAÇÃO EM SÉRIE E EM PARALELO


Curto-CircuitoCurto-Circuito

Observe a lâmpada da figura abaixo:

Seu filamento funciona como a resistência da relação i = R

VV BA

Vamos unir os pontos A e B diretamente:

i

A B

i

i

iA B

As cargas que constituem a corrente passam de A para B sofrendo uma resistência desprezível por parte do fio que liga A e B. A corrente que passa de um ponto para outro em um meio de resistência desprezível é potencialmente poderosa a ponto de danificar qualquer meio em que trafegue. Este fenômeno é denominado curto-circuito.

R

VVi BA

Se R = 0: i ∞


Instrumentos Elétricos de MedidaInstrumentos Elétricos de Medida

A

Amperímetro

mede intensidade de corrente(i): A

A

i

i

para medir uma corrente igual a que passa na lâmpada, ele deve ser ligado em série com a lâmpada. para não alterar a corrente que passa na lâmpada, o amperímetro ideal deve ter resistência desprezível.


V

Voltímetro

mede diferença de potencial: V

iAB A

B

V

i

i = 0

O voltímetro é sempre ligado em paralelo. Para não alterar a corrente na lâmpada, a corrente desviada para o voltímetro deve tender para zero. Para isso, a resistência do voltímetro ideal tende a ser infinita.


Potência ElétricaPotência Elétrica


i

i

ΔV

P = ΔV . iP: potência elétrica (W)V: tensão elétrica (d.d.p) (V)i: intensidade da (A)

100 W60 W

220 V

P = ΔV . i

Como as duas lâmpadas estão submetidas à mesma ddp, a lâmpada de maior potência (100 W) é percorrida por maior corrente.

A

V

P=100 x 2 = 200W

i = 2,0 A

ΔV = 100 V

ENERGIAELÉTRICA

ENERGIATÉRMICA

Transforma-se

em

P = Ri2P: potência elétrica (W)R: resistência elétrica (Ω)i: intensidade de corrente (A)

R

i

i

Efeito JouleEfeito Joule

P = ΔV . i

ΔV = i.R

P: potência elétrica (W)ΔV: ddp (V)R: resistência elétrica (Ω)R

Vi

ΔV

i

i

P = ΔV . i

R

VP

2

U = P.t

P: potência elétrica do aparelho (kW)t: tempo de funcionamento (h)U: energia elétrica (kWh)

Energia Elétrica (U)Energia Elétrica (U)

Efeito JouleEfeito Joule

Potência

Tensão

Corrente

Resistência

Um fusível é constituído por um fio ou lâmina condutora, dentro de um invólucro.O fio ou lâmina condutora (prata, cobre, chumbo…) é calibrado de forma a poder suportar sem fundir, a intensidade para a qual está calibrado.Se a intensidade ultrapassar razoavelmente esse valor, ele deve fundir (interrompendo o circuito) tanto mais depressa quanto maior for o valor da intensidade da corrente.

Fio condutor

FusíveisFusíveis

c

c

c

corrente

Fita que funde circuito

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