Circuitos elétricos

CIRCUITOS ELÉTRICOS

d.d.p

corrente

elétrica

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.

www.fisicaatual.com.br

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:

R• 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 Energia

Elétrica 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.

R


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 POSSÍVEIS

DURANTE 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.

1miliampère

1 a 9miliampère

9 a 20miliampères

20 a 100miliampères

Acima de 100miliampères

VáriosAmpères

ESTADO

POSSÍVEL

NORMAL.

NORMAL.

MORTE APARENTE.

MORTE POSTERIOR

OU IMEDIATA.

SALVAMENTO

____

DESNECESSÁRIO.

RESPIRAÇÃO

ARTIFICIAL.

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.

RESPIRAÇÃO

ARTIFICIAL.

NORMAL.

MORTE.


Tem

po

em

min

uto

s p

ara

in

icia

r a r

ea

nim

ação

card

io-

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. Comoa distância entre A e B é muito pequena, resistênciado fio AB é muito pequena. Logo, a corrente nãoatravessará o corpo do pássaro que tem resistênciamaior do que do trecho AB

Se o pássaro tocar simultaneamente os dois fiosde alta tensão ( ou fizer o contato de um delescom a terra) ficará submetido a uma ddp de 13600 V e receberá um choque violento.


Circuito em Série

Todos elementos são percorridos pela mesma corrente.

chave

gerador

Se uma lâmpada for desconectada, as outras não funcionam.


Circuito em Paralelo

Todos elementos são submetidos à mesma diferença de potencial. Acorrente 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 umaddp de 110V.


As lâmpadas, o ferro de passar e o aquecedor estão ligados emparalelo. Podemos ligar ou desligar um deles sem alterar osrestantes.


A) Em série:

A

R1

R2

R3

i

-

i1 i2i3

V

B C D

i1 = i2 = i3 = i

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

Associação de Resistores www.fisicaatual.com.br

b) Em paralelo: 1 R

-

R2

R3

+

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-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 resistênciadesprezível por parte do fio que liga A e B. A corrente que passa de um ponto paraoutro em um meio de resistência desprezível é potencialmente poderosa a ponto dedanificar qualquer meio em que trafegue. Este fenômeno é denominado curto-circuito.

R

VVi BA

Se R = 0: i ∞


Instrumentos Elétricos de Medida

A

Amperímetro

mede intensidade de corrente(i): A

A

i

i

para medir uma correnteigual a que passa nalâmpada, ele deve ser ligadoem série com a lâmpada. para não alterar a correnteque passa na lâmpada, oamperímetro ideal deve terresistência desprezível.


V

Voltímetro

mede diferença de potencial: V

iAB

AB

V

i

i = 0

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


Potência Elétrica www.fisicaatual.com.br

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 demaior 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 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)

Efeito 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 podersuportar 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 daintensidade da corrente.

Fio condutor

Fusíveis

c

c

c

corrente

Fita que funde circuito

Documents

Circuitos elétricos