circuitos elétricos
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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.
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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:
R• área de contato;
• pressão de contado;
• resistência da pele;
• umidade da pele.
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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
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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
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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
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• 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.
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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
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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.
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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%
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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Circuito em Série
Todos elementos são percorridos pela mesma corrente.
chave
gerador
Se uma lâmpada for desconectada, as outras não funcionam.
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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.
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Lâmpada está submetida a umaddp de 110V.
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As lâmpadas, o ferro de passar e o aquecedor estão ligados emparalelo. Podemos ligar ou desligar um deles sem alterar osrestantes.
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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
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ANALOGIA COM A LIGAÇÃO EM SÉRIE E EM PARALELO
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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 ∞
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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.
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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.
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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