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FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 1 Fundamentos de Eletricidade Básica e de Instalações Elétricas Hospitalares FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 2 Fundamentos de Eletricidade Básica e de Instalações Elétricas Hospitalares UNIDADE I 1.1 Definições E Unidades Circuito elétrico é um conjunto de elementos elétricos (condutores de corrente elétrica) interconectados de maneira ininterrupta. Além disso, é constituído por pelo menos uma fonte de energia, uma carga e condutores que interligam os elementos elétricos. Resistores, capacitores, indutores, transistores e amplificadores são exemplos destes elementos, que podem ser combinados por interconexão de seus terminais de modo a formar variados tipos de circuito, com diferentes níveis de complexidade. Um exemplo simples de circuito elétrico é mostrado na Figura 1, onde a pilha é a fonte de energia, os fios são os condutores elétricos e a lâmpada é a carga. Figura 1. Exemplo de circuito elétrico Para definir claramente um elemento de circuito, utilizam-se determinadas quantidades associadas a ele, como a sua corrente elétrica, por exemplo. O entendimento de todos quanto às grandezas utilizadas para definir os elementos deve FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 3 convergir, e isso é possível adotando um sistema padrão de unidades. Atualmente, existe o Sistema Internacional de Unidades (SI), adotado em 1960 pela Conferência Geral de Pesos e Medidas, que define a corrente elétrica e outras grandezas. O SI é utilizado pela maioria das sociedades de profissionais de Engenharia e autores. As unidades fundamentais do SI são mostradas na Tabela 1. Tabela 1. Unidades básicas do SI Demais unidades, elétricas ou físicas, derivam das unidades básicas do SI. Por exemplo, a análise da grandeza força, cuja unidade é Newton (N), demonstra a relação de sua unidade com as unidades básicas do SI. Uma determinada força que age em um corpo pode ser definida escalarmente por: F=ma Onde: F é o módulo da força em Newton (N); m é a massa do corpo (kg); a é a aceleração impelida ao corpo (m/s2). Assim, pode-se concluir que a unidade N (newton) é uma unidade derivada das unidades básicas kg, m e s. [𝑁] = [𝑘𝑔] ( [𝑚] [𝑠]2 ) Grandeza Unidade Símbolo Corrente elétrica ampere A Tempo segundo s Temperatura termodinâmica kelvin K Comprimento metro m Massa quilograma kg Quantidade de matéria mol mol Intensidade luminosa candela cd FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 4 Os múltiplos e submúltiplos decimais das unidades básicas e derivadas podem ser representados através da combinação com determinados prefixos e símbolos. Na Tabela 2 são apresentados os prefixos reconhecidos pela CGPM – Conferência Geral de Pesos e Medidas, associados ao símbolo e à respectiva potência de base dez comumente utilizados. Tabela 2. Prefixos do SI Analisando a Tabela 2, nota-se que quando é dito, por exemplo, que a potência de determinado equipamento é 10 kW, é o mesmo que dizer que a potência do equipamento é 10 x 103 W = 10 x 1000 W = 10000W. A unidade watt não consta na tabela, logo não é uma das unidades básicas do SI. Porém, sabendo que watt, unidade fundamental de potência, equivale à velocidade na qual um trabalho é realizado (definido como J/s), e 1 joule (J) é o trabalho realizado por uma força de 1 N aplicada pela distância de 1 m, ou seja, 1 J = 1 N.m, podemos escrever a unidade derivada watt em função das unidades básicas do SI. [𝑊] = [𝐽] [𝑠] = [𝑁][𝑚] [𝑠] = [𝑘𝑔][𝑚][𝑚] [𝑠][𝑠]2 = [𝑘𝑔][𝑚]2 [𝑠]3 O exemplo analisado mostrou que o prefixo k equivale à potência 103, uma simplificação da representação do valor 1000 utilizando notação científica. Nome Símbolo tera T 1012 giga G 109 mega M 106 quilo k 103 mili m 10-3 micro µ 10-6 nano n 10-9 pico p 10-12 Prefixos do SI Prefixo 10 n FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 5 A notação científica é uma forma de escrever valores muito grandes ou muito pequenos com a utilização de potências de 10. Para escrever um número utilizando notação científica, emprega-se o seguinte formato: n x 10m Onde: n é um número real entre 1 e 10; m é um número inteiro. Para representar o número 0,000000000005, utiliza-se 5 x 10-12 através da aplicação da notação científica. 1.2 Grandezas Elétricas Um entendimento mais claro sobre circuitos elétricos é obtido quando se conhece o conceito das principais grandezas elétricas como tensão, corrente, resistência e potência. Essas grandezas sempre estão presentes em qualquer circuito elétrico e não podem ser dissociadas. 1.2.1 Tensão Elétrica A tensão elétrica é a diferença de potencial elétrico (d.d.p.) gerada entre dois pontos quaisquer. Quanto maior for a diferença de elétrons entre os dois pontos, maior será a diferença de potencial. Sempre que houver diferença de potencial entre dois pontos, haverá passagem de cargas elétricas de um ponto para o outro. Essa diferença é responsável por colocar em movimento ordenado as cargas elétricas livres do meio condutor e pode representar tanto uma fonte de energia (força eletromotriz) quanto uma queda de tensão. A unidade de tensão elétrica é o volt (V), em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta (1745-1827). FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 6 1.2.2 Corrente Elétrica A corrente elétrica é o fluxo ordenado de elétrons em um meio que surge a partir de uma d.d.p. entre dois pontos. A unidade de corrente elétrica é o ampère (A) e a grandeza é representada pela letra i. Um ampère (1 A) equivale a 6,2x1018 elétrons atravessando a seção reta de um meio qualquer em um segundo. Esse mesmo número de elétrons transporta uma carga elétrica igual a um Coulomb (1 C). Desta definição, chamando essa carga de Q, podemos afirmar que a intensidade da corrente elétrica é dada por: 𝑖 = ∆𝑄 ∆𝑇 O sentido real da corrente elétrica acontece do polo negativo para o positivo, como ilustra a Figura 2. Entretanto, o sentido convencional é o sentido da corrente elétrica que corresponde ao sentido do campo elétrico no interior do condutor, que vai do polo positivo para o negativo. Sendo assim, os estudos e fórmulas consideram sempre o sentido da corrente convencional, a menos que seja indicado o contrário. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 7 Figura 2. Sentidos da corrente elétrica 1.2.3 Resistência Elétrica A resistência elétrica é a oposição oferecida por um elemento elétrico à passagem de corrente através dele. O valor da resistência elétrica determina se um material é isolante ou condutor; quanto maior a resistência elétrica, melhor isolante será o material. Da mesma forma, quanto menor a resistência elétrica, melhor condutor será o material em relação à corrente elétrica. Materiais condutores permitem que as cargas, os elétrons, se movam com facilidade. A unidade de resistência elétrica é o ohm (Ω), em homenagem ao físico alemão George Ohm, e a grandeza é representada pela letra R. A resistência de um condutor de seção reta e uniforme é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente à área da seção reta. A equação da resistência é: FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICASHOSPITALARES 8 𝑅 = 𝜌 𝑙 𝐴 Onde: R é a resistência elétrica, em Ω; ρ é a resistência específica do material, em Ω.m; l é o comprimento do resistor, em m; A é a área da seção reta transversal do resistor, em m2. Cada material resiste à corrente elétrica de uma maneira. Isso ocorre porque cada material possui uma resistividade elétrica ρ diferente. O alumínio, por exemplo, é um elemento que possui baixa resistividade, cerca de 2,82.10-8 Ω.m, enquanto o vidro possui uma resistividade muito grande, podendo chegar a 1012Ω.m. 1.2.4 Potência Elétrica Aparelhos elétricos de modo geral, ao receberem energia elétrica, transformam-na em outra forma de energia. Por exemplo, no chuveiro elétrico, a energia elétrica é transformada em energia térmica. A potência desenvolvida por um aparelho é dada pela equação: 𝑃 = 𝑉𝑖 Onde: P é a potência desenvolvida pelo aparelho em watt (W); V é a diferença de potencial aplicada nos terminais do aparelho (V); i é a corrente elétrica que percorre o aparelho. Potência é igual à energia desenvolvida por unidade de tempo. Sendo assim, para calcular a energia consumida por um equipamento em um dado intervalo de tempo, basta multiplicar a potência do equipamento pelo tempo considerado. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 9 Sendo o watt a unidade de potência, um watt usado durante um segundo é igual ao trabalho de um joule, ou seja, um watt é igual a um joule por segundo. Apesar de não ser a medida padronizada no SI, a energia é tratada como potência x tempo. A energia elétrica comercializada pelas concessionárias de energia e faturada mensalmente aos consumidores é medida em quilowatt-hora ou kWh. 1.3 Sinais Contínuos e Sinais Alternados No âmbito dos fundamentos de eletricidade, sinais elétricos podem ser entendidos de duas formas; a variação, ao longo do tempo, do potencial elétrico referenciado a dois pontos, e a variação da corrente elétrica que passa através de um condutor ao longo do tempo. No geral, esses sinais podem ser representados por modelos matemáticos e podem ser definidos como sinais contínuos ou alternados. 1.3.1 Sinal Contínuo Um sinal é dito contínuo se sua polaridade (positiva ou negativa) não varia ao longo tempo. Um exemplo de sinal contínuo é a tensão fornecida por uma bateria de 9V. Se a tensão nos terminais desta bateria fosse medida continuamente, o sinal obtido seria o representado na Figura 3. Figura 3. Tensão em uma bateria de 9V Apesar de o sinal elétrico disponível nas tomadas residenciais e industriais ser alternado, grande parte dos equipamentos eletroeletrônicos funcionam com sinal contínuo. Esses equipamentos utilizam componentes elétricos que convertem o sinal FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 10 alternado em contínuo. Nos circuitos contínuos, a corrente tem sempre o mesmo sentido, mas pode sofrer alterações no seu valor (corrente contínua pulsante). 1.3.2 Sinal Alternado Em um sinal alternado, a polaridade muda periodicamente. A forma de onda alternada utilizada para distribuição de energia no Brasil é a senoidal, que é assim denominada por ter comportamento idêntico à função do seno de um ângulo. Outros exemplos de forma de sinal alternado são a quadrada, triangular e dente de serra. As características do sinal alternado senoidal são abordadas com mais detalhes, devido a sua presença constante nas aplicações diárias. A Figura 4 ilustra um sinal alternado. Na Figura 4 notam-se algumas características do sinal como período (T), frequência, amplitude, valor instantâneo, valor eficaz e valor médio. Figura 4. Sinal alternado senoidal FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 11 Período: é o tempo de que a onda necessita para completar um ciclo completo, igual ao comprimento da onda. O período é representado pela letra T e sua unidade de medida é o segundo (s). Frequência: é calculada pelo inverso do período. A frequência de um sinal representa quantos ciclos completos o sinal executa em 1s. É representada pela letra f e sua unidade é o Hz. Se um sinal possui T=20s, sua frequência é calculada como segue: 𝑓 = 1 𝑇 = 1 20 = 0,05𝐻𝑧 Amplitude: a amplitude de uma onda é dada pelo valor máximo. A amplitude de uma onda senoidal é também denominada de valor de pico (Vp). O valor de pico é igual à metade do valor pico a pico (Vpp), que é a diferença entre o valor máximo e o valor mínimo da grandeza. Valor Instantâneo: valor instantâneo em uma onda senoidal é o valor medido em um determinado momento. Na Figura 4, é representado o valor instantâneo v(t1), medido no instante t1. O valor instantâneo da tensão em qualquer ponto da onda senoidal é dado pela equação: 𝑣 = 𝑉𝑝 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝜃) Onde: ν = valor instantâneo da tensão (em volts) Vp = valor de pico da tensão senoidal (em volts) θ = ângulo de fase (em graus) Valor eficaz (Vrms): é a intensidade do sinal senoidal que desenvolve a mesma eficiência que um sinal contínuo de mesmo valor. Se você comparar o efeito térmico produzido em um resistor que é alimentado por uma tensão contínua de 100 V e uma tensão alternada de 100 V de Vp, verá que o efeito térmico da tensão alternada é em FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 12 torno de 70,7% da eficiência em relação ao da tensão contínua. Logo, o valor de pico de uma tensão alternada deve ser maior que o seu valor eficaz. O valor eficaz (Vrms) de uma onda senoidal é igual ao valor de pico divido pela raiz de 2. 𝑉𝑟𝑚𝑠 = 𝑉𝑝 √2 1.4 Componentes Eletrônicos Aparelhos médicos, satélites, eletrodomésticos... todos os aparelhos eletrônicos possuem componentes eletrônicos em sua estrutura, e o conhecimento desses componentes é essencial para compreender, reparar ou projetar esses dispositivos. Todo elemento de um circuito capaz de transmitir corrente elétrica é definido como um componente eletrônico. Esses elementos do circuito elétrico, essenciais para o correto funcionamento do circuito, podem ser classificados como ativos ou passivos. 1.4.1 Elementos Ativos Elementos que fornecem energia ou potência para o circuito são classificados como elementos ativos. Dois exemplos de elementos ativos de maior interesse para esse curso, fontes de tensão e de corrente, são apresentados nesta seção. Ainda são exemplos de elementos ativos: transistores, circuitos integrados, diodos, válvulas eletrônicas. Fonte de Tensão A fonte de tensão é um componente eletrônico ativo que mantém uma tensão, contínua ou alternada, constante entre seus terminais. A Figura 5 apresenta a simbologia utilizada para sua representação. Convencionalmente, na fonte de tensão contínua, a corrente flui do terminal positivo para o negativo. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 13 Figura 5. Representação das fontes de tensão Fonte de Corrente A fonte de corrente fornece uma corrente constante ao circuito conectado em seus terminais, e por isso é considerada um elemento ativo. O símbolo utilizado para sua representação é apresentado na Figura 6. Figura 6. Representação de uma fonte de corrente 1.4.2 Elementos passivos Os componentes eletrônicos considerados passivos são os elementos que recebem energia do circuito, que consomem potência. Alguns exemplos de elementos passivos são os resistores, capacitores e indutores.FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 14 Resistor Os resistores são componentes eletrônicos que limitam o fluxo de corrente em um circuito, que apresentam resistência à passagem de corrente elétrica. A medida da resistência elétrica é o ohm, simbolizada por Ω. Os principais parâmetros que definem um resistor são resistência nominal, potência de dissipação (expressa em watts, é a sua capacidade de liberar calor) e tolerância (percentual de variação admissível do valor de sua resistência nominal). O resistor, que pode possuir valor de resistência fixa ou variável, é representado pela letra R em esquemáticos eletrônicos e em equações utilizadas em eletricidade. A Figura 7 ilustra os símbolos comumente utilizados para a representação dos resistores. Figura 7. Representação dos resistores O resistor de valor variável, também chamado de potenciômetro ou reostato, permite que o valor de sua resistência seja variado dentro de uma determinada faixa (parâmetro de sua fabricação). O potenciômetro possui três terminais, como mostra a Figura 8. Se conectarmos o potenciômetro ao circuito através de seus dois terminais fixos, estaremos utilizando a máxima resistência que o componente pode fornecer. Agora, se desejarmos utilizar a resistência variável do elemento, devemos utilizar um terminal fixo e o terminal cursor. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 15 Figura 8. Diagrama de um potenciômetro (Google Imagens) Com o objetivo de possibilitar a determinação de seu valor nominal sem a utilização de instrumentos de medidas, o resistor possui faixas de cores em seu corpo, como mostra a Figura 9, através das quais é possível identificar o valor de sua resistência em ohm (Ω). Figura 9. Faixas indicadoras do valor de resistência do resistor Esse código de cores impresso no corpo do resistor pode possuir até seis faixas que correspondem aos valores apresentados na Tabela 3. Quando o resistor possui quatro faixas de cores, as duas primeiras faixas correspondem aos dígitos significativos de valor. A terceira faixa representa o valor multiplicativo e a quarta, o valor de tolerância (quanto o valor nominal do resistor pode variar percentualmente). Nos casos em que a faixa de tolerância está ausente, deve-se considerar uma tolerância de 20%. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 16 Quando o resistor possui cinco faixas de cores, as três primeiras faixas correspondem aos dígitos significativos de valor. A quarta representa o valor multiplicativo e a quinta, o valor de tolerância. Por fim, quando o resistor possui seis faixas de cores, as três primeiras faixas correspondem aos dígitos significativos de valor. A quarta representa o valor multiplicativo, a quinta representa o valor de tolerância, e a sexta é o coeficiente de temperatura (expresso em PPM/ºC, o coeficiente de temperatura indica quanto o valor da resistência pode variar em função da temperatura). Tabela 3. Código de cores dos resistores Capacitor Um capacitor é constituído por dois condutores isolados, dispostos em paralelo e separados por um material isolante (ou dielétrico). Utiliza-se como material dielétrico o papel, a cerâmica, a mica, os materiais plásticos, o vidro, a parafina ou mesmo o ar. O capacitor é um dispositivo muito usado em circuitos elétricos por ter a característica de armazenar cargas elétricas. Os capacitores também são utilizados para evitar grandes variações em um circuito, em acoplamentos e desacoplamentos de sinais, no bloqueio de corrente contínua, entre outras finalidades. A capacidade de armazenamento de cargas é chamada de capacitância, o símbolo que representa essa grandeza em esquemáticos de circuitos e equações elétricas é a letra C, e a unidade de medida é o farad (F). Cor 1ª faixa 2ª faixa 3ª faixa Multiplicador Tolerância Coeficente de Temperatura Preto 0 0 0 1 NA 100 PPM/ºC Marrom 1 1 1 10 ±1% 50 PPM/ºC Vermelho 2 2 2 100 ±2% 15 PPM/ºC Laranja 3 3 3 1k NA 25 PPM/ºC Amarelo 4 4 4 10k NA NA Verde 5 5 5 100k ±0,5% 10 PPM/ºC Azul 6 6 6 1M ±0,25% 5 PPM/ºC Violeta 7 7 7 10M ±0,1% NA Cinza 8 8 8 100M ±0,05% NA Branco 9 9 9 1G NA NA Dourado NA NA NA NA ±5% NA Prata NA NA NA NA ±10% NA FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 17 A capacitância de um capacitor é definida como a quantidade de cargas armazenada por unidade de tensão elétrica: 𝐶 = 𝑄 𝑉 Onde: C é a capacitância medida em farad (F) Q representa a quantidade cargas elétrica medida em coulomb (C) V é a tensão medida em volts (V) A capacitância do capacitor independe da quantidade de cargas disponíveis ou da tensão aplicada. Depende exclusivamente da estrutura e dimensões do capacitor. 𝐶 = 𝜀 𝐴 𝑑 Onde: C é capacitância medida em farad (F) Ε é a constante do dielétrico utilizado entre as armaduras (placas) A é a área das armaduras (placas) medidas em metros quadrados (m2) d é distância entre as armaduras (placas) medida em metros (m) Os tipos de capacitores utilizados com maior frequência são os eletrolíticos, de poliéster e os de cerâmica. Capacitores Eletrolíticos: esses componentes possuem polaridade definida na fabricação que não deve ser desrespeitada. O seu lado negativo é indicado por uma faixa lateral em seu corpo. A inversão de polaridade fará com que o capacitor eletrolítico não funcione adequadamente, prejudicando o circuito, e em último caso, dependendo da tensão aplicada, pode haver ruptura do dielétrico. O capacitor eletrolítico geralmente tem sua capacidade medida em microfarad (µF) e o valor de FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 18 sua capacitância e de sua tensão de trabalho, ou seja, qual a tensão máxima que suporta, vem impresso em sua estrutura. A Figura 10 mostra um capacitor eletrolítico real, e destaca suas informações mais importantes. Figura 10. Capacitor eletrolítico Capacitor de poliéster: bastante utilizado em circuitos eletrônicos, este tipo de capacitor geralmente apresenta menor capacidade que os eletrolíticos, sendo da ordem de alguns nanofarads (nF) até alguns microfarads (µF). Os capacitores de poliéster não possuem polaridade definida. A Figura 11 mostra um capacitor de poliéster. As indicações em seu corpo definem sua capacitância e tensão de trabalho. Sua tensão de trabalho é 250V e sua capacitância indicada por 474 picofarads, equivale a 47 x 10000 pF = 470 nF. Figura 11. Capacitor de poliéster FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 19 Capacitores Cerâmicos: esse tipo de capacitor é muito presente nos atuais projetos eletrônicos, principalmente em circuitos osciladores e de RF. Geralmente apresenta menor capacidade que os de poliéster e eletrolíticos, sendo da ordem de alguns picofarads (pF) até centenas de nanofarads (nF). Assim como os capacitores de poliéster, também não possui polaridade. A Figura 12 mostra um capacitor de cerâmica e as instruções de como ler o valor de sua capacitância indicada por 104 picofarads, equivalente a 10 x 10000 pF = 100 nF. Figura 12. Capacitor de cerâmica Ao realizar a montagem de um projeto eletrônico ou o reparo de um equipamento, é importante seguir o tipo indicado de capacitor do circuito. Embora tenham por função armazenar cargas elétricas, diferentes tipos de capacitores são diferentes quanto a outras propriedades importantes para o bom funcionamento do sistema. Capacitores de poliéster,por exemplo, não respondem às variações de sinais de alta frequência tão bem quanto os cerâmicos. Assim, em um circuito de alta frequência, um capacitor de poliéster pode não funcionar, dependendo de sua função. Existem outros tipos de capacitores, assim como existem outras formas que os fabricantes utilizam para indicar as características desses elementos, por isso, qualquer dúvida consulte o datasheet do componente. A Figura 13 apresenta as simbologias utilizadas para representar os capacitores em esquemáticos eletrônicos. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 20 Figura 13. Representação dos capacitores Indutor Os indutores são componentes formados por espiras de fio esmaltado que podem ser enroladas em núcleo de ferro ou ferrite. A principal função de um indutor é impedir a mudança de um sinal elétrico, tanto do sentido em que está fluindo quanto da amplitude desse sinal. A indutância de um indutor é a capacidade deste elemento de armazenar energia no campo magnético do condutor (bobina) quando percorrido por uma corrente elétrica. A indutância é medida em Henry (H), e o símbolo que representa essa grandeza em esquemáticos eletrônicos e equações elétricas é a letra L. A Figura 14 mostra alguns modelos de indutores com núcleo de ar e de ferrite. Figura 14. Exemplos de indutores FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 21 A indutância de uma bobina depende somente de fatores geométricos, da maneira como ela é construída, ou seja, do seu formato, número de espiras (n) e eventual existência de um núcleo de material ferroso ou outro material que apresente propriedades magnéticas. O cálculo da indutância de um indutor com núcleo de ar e apenas um nível de espiras, ou seja, as espiras não são enroladas uma sobre a outra, é dado pela seguinte equação: 𝐿 = 1,257 𝑛2𝑆 108𝑚 Onde: L = indutância em Henry (H); n = número de espiras; S = área da seção transversal (cm2); m = comprimento do enrolamento (m). Existem indutores dos mais variados formatos, e alguns são muito semelhantes a resistores, por isso, é necessário prática para identificá-los. Inclusive, existem indutores que utilizam faixas de cores semelhantes a resistores para indicar seu valor de indutância; a diferença muitas vezes está na cor do corpo do componente que é diferente dos resistores, como mostra a Figura 15. Figura 15. Indutores semelhantes a resistores FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 22 Para os indutores que apresentam faixas com cores que identificam o valor de sua indutância, a tabela com o código de cores é muito semelhante com a tabela dos resistores, como pode ser percebido analisando a Tabela 4. Tabela 4. Código de cores de indutores Os símbolos para os indutores nos diagramas de circuitos elétricos são os ilustrados na Figura 16. Figura 16. Representação de indutores 1.4.3 Associação de componentes Componentes eletrônicos podem ser associados em série ou paralelo a fim de atender diversos requisitos de projetos, como por exemplo reduzir a corrente que circulará por cada componente individualmente, ou até alcançar valores calculados de componentes não disponíveis comercialmente. Cor 1ª faixa 2ª faixa Multiplicador Tolerância Preto 0 0 1 ±20% Marrom 1 1 10 ±1% Vermelho 2 2 100 ±2% Laranja 3 3 1k ±3% Amarelo 4 4 10k ±4% Verde 5 5 100k NA Azul 6 6 NA NA Violeta 7 7 NA NA Cinza 8 8 NA NA Branco 9 9 NA NA Dourado NA NA 0,1 ±5% Prata NA NA 0,01 ±10% FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 23 Os componentes de um circuito estão em série quando a corrente que passa por eles é a mesma, ou seja, constituem um único caminho no circuito. Por outro lado, os elementos do circuito estão em paralelo quando as suas extremidades estão conectadas no mesmo ponto. Componentes em paralelo apresentam a mesma diferença de potencial entre suas extremidades. São apresentadas nesta seção detalhes de associações em série e paralelo de resistores, capacitores e indutores. Associação em série - Resistores Os resistores associados em série apresentam uma resistência total equivalente à soma de todas as resistências individuais. Um exemplo de associação em série de resistores é mostrado na Figura 17. Figura 17. Associação em série de resistores A resistência total equivalente do circuito da Figura 17 é igual à soma das resistências dos elementos em série, ou seja: 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 Nos circuitos com mais de duas resistências, a resistência equivalente total é igual a: 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + ⋯ + 𝑅𝑛 Onde n é igual à quantidade de resistências em série existentes no circuito. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 24 Associação em série - Capacitores Capacitores associados em série apresentam o inverso da capacitância total equivalente à soma do inverso das capacitâncias individuais do circuito. Um exemplo de associação em série de capacitores é mostrado na Figura 18. Figura 18. Associação em série de capacitores A capacitância equivalente total do circuito da Figura 18 é igual a: 1 𝐶𝑒𝑞 = 1 𝐶1 + 1 𝐶2 + 1 𝐶3 De uma forma genérica, em um circuito com n capacitores, a capacitância equivalente total será: 1 𝐶𝑒𝑞 = 1 𝐶1 + 1 𝐶2 + ⋯ + 1 𝐶𝑛 Associação em série – Indutores Os indutores associados em série apresentam uma indutância total equivalente à soma de todas as indutâncias individuais. Um exemplo de associação em série de indutores é mostrado na Figura 19. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 25 Figura 19. Associação em série de indutores Nos circuitos com n indutâncias, a indutância equivalente total é igual a: 𝐿𝑒𝑞 = 𝐿1 + 𝐿2 + ⋯ + 𝐿𝑛 Associação paralela - Resistores Nas associações de resistores em paralelo, o inverso da resistência total é equivalente à soma do inverso das resistências existentes, como pode ser observado na Figura 20. Figura 20. Associação de resistores em paralelo Nos circuitos com n resistores, a resistência total equivalente do circuito é igual a: 1 𝑅𝑒𝑞 = 1 𝑅1 + 1 𝑅2 + ⋯ + 1 𝑅𝑛 Associação em paralelo - Capacitores Os capacitores quando estão associados em paralelo apresentam uma capacitância total igual à soma das capacitâncias individuais do circuito, como ilustra a Figura 21. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 26 Figura 21. Associação em paralelo de capacitores Em circuitos com n capacitores, a capacitância equivalente total do circuito é igual a: 𝐶𝑒𝑞 = 𝐶1 + 𝐶2 + ⋯ + 𝐶𝑛 Associação em paralelo - Indutores Na associação em paralelo de indutores, o inverso da indutância total é equivalente à soma do inverso das indutâncias existentes, como mostra a Figura 22. Figura 22. Associação em paralelo de indutores De uma forma genérica, em um circuito com n indutores, a indutância equivalente total será: 1 𝐿𝑒𝑞 = 1 𝐿1 + 1 𝐿2 + ⋯ + 1 𝐿𝑛 FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 27 1.5 Leis da Eletricidade (1ª Lei de Ohm e Lei Kirchoff) Nesta seção são apresentadas duas das leis mais importantes da eletricidade: a 1ªLei de Ohm e a Lei de Kirchoff. Essas leis nos permitirão compreender a relação entre tensão, corrente e resistência em um circuito elétrico. 1.5.1 1ª Lei de Ohm A 1ª lei de Ohm, doravante referenciada apenas como lei de ohm, é uma equação matemática, descoberta no início do século 19 pelo físico alemão Georg Simon Ohm (1787-1854), que estabelece uma relação linear entre as três grandezas fundamentais da eletricidade: tensão(V), corrente (I) e resistência (R). A lei de Ohm estabelece que a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é constante e equivalente à resistência elétrica (R) desse condutor. Assim, ao submetermos um condutor a uma tensão V, circulará por esse condutor uma corrente I diretamente proporcional à tensão V. Dessa forma, pode-se escrever sua equação matemática: 𝑉 = 𝑅 ∗ 𝐼 As equações de potência (P) consumida pela carga ou fornecida pela fonte podem ser deduzidas a partir da Lei de Ohm: 𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼 𝑃 = 𝑅 ∗ 𝐼 ∗ 𝐼 = 𝑅 ∗ 𝐼2 𝑃 = 𝑉 ∗ 𝑉 𝑅 = 𝑉2 𝑅 Exemplo: um chuveiro elétrico alimentado com a tensão de 220V consome uma potência de 6400W. Qual a corrente consumida pelo equipamento? Qual o valor da resistência do chuveiro? FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 28 𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼 𝐼 = 𝑃 𝑉 = 6400𝑊 220𝑉 = 29,1𝐴 𝑃 = 𝑉2 𝑅 𝑅 = 𝑉2 𝑃 = 220𝑉2 6400𝑊 = 7,6Ω 1.5.2 Lei de Kirchhoff As Leis de Kirchhoff (Lei de Kirchhoff das correntes e Lei de Kirchhoff das tensões), derivadas das leis de conservação de carga e energia existentes no circuito, delineiam o comportamento dos circuitos elétricos, estabelecendo relações entre as tensões e correntes nos diversos elementos dos circuitos. A apresentação prévia de alguns conceitos é importante para o estudo das leis de Kirchhoff, são eles: Nó: ponto de conexão onde se conectam no mínimo três elementos. Quando um condutor ideal conecta dois nós, esses nós são considerados apenas um nó. A Figura 23 mostra um nó do circuito. Ramo: trecho do circuito compreendido entre dois nós. Na Figura 23, o resistor R5 pode ser considerado um ramo do circuito. Circuito fechado: é qualquer caminho fechado no circuito. Malha: é um circuito fechado. A Figura 23 ilustra um circuito com quatro malhas. Três malhas estão sinalizadas na figura e a quarta é a malha externa composta por V1, R4, R5 e R6. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 29 Figura 23. Circuito com quatro malhas Lei de Kirchhoff das correntes (LKC) A lei de Kirchhoff das correntes (LKC), baseada na lei da conservação da carga, enuncia que a soma das correntes que chegam a um nó é igual à soma das correntes que saem do mesmo nó. Convencionando as correntes que chegam a um nó como positivas e as que saem como negativas, a LKC estabelece que a soma algébrica das correntes que incidem em um nó deve ser nula. Veja a Figura 24: Figura 24. Composição de correntes em um nó Na Figura 24, temos que a corrente I1 e I2 estão chegando ao nó, sinal positivo, e a correntes I3 está saindo, sinal negativo. Da LKC temos: FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 30 𝐼1 + 𝐼2 − 𝐼3 = 0 𝐼1 + 𝐼2 = 𝐼3 O número de equações independentes que se podem obter com a aplicação da lei das correntes de Kirchhoff em um circuito elétrico é igual ao número de nós menos um. 𝑛𝑒1 = 𝑛 − 1 Lei de Kirchhoff das tensões (LKT) A lei de Kirchhoff das tensões (LKT) enuncia que a soma das tensões ao longo de um circuito fechado é igual à tensão total que está sendo fornecida a esse percurso, estabelecendo que a soma algébrica das tensões em um percurso fechado é nula. Analise a Figura 25. Figura 25. Circuito fechado com três resistências A soma das quedas de tensão nos resistores da Figura 25 é igual à tensão que está sendo fornecida ao circuito. Convencionalmente a tensão é positiva na extremidade onde a corrente entra no componente. 𝑉 = 𝑅 ∗ 𝐼 FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 31 𝐼 = 𝑉 𝑅1 + 𝑅3 + 𝑅4 = 6𝑉 40Ω = 0,15𝐴 Da LKT temos: −6𝑉 + 10 ∗ 0,15 + 10 ∗ 0,15 + 20 ∗ 0,15 = 0 O número de equações independentes de um circuito obtidas pela lei das tensões de Kirchhoff é dado por: 𝑛𝑒2 = 𝑏 − 𝑛 + 1 Onde: ne2 é o número de equações independentes obtidas pela LKT b é número de ramos n é número de nós Número de equações do circuito A LKC e a LKT são poderosas ferramentas para a análise de circuitos, pois nos permitem determinar as correntes e tensões de cada componente do circuito. O número de equações independentes obtidas do circuito pela LKC é igual ao número de nós menos um, e pela LKT, pode ser calculado pela equação: 𝑛𝑒2 = 𝑏 − 𝑛 + 1 A Figura 26 possui dois nós e três ramos, então teremos uma equação independente obtida pela LKC e duas equações independentes obtidas pela LKT. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 32 Figura 26. Circuito com três malhas A Figura 26 apresenta um circuito com três malhas, pelas quais circulam as correntes I1, I2 e I3. Os sentidos das correntes são arbitrados como mostra a Figura 26. Convencionaremos sinal positivo das tensões na extremidade aonde a corrente chega aos componentes. 𝑃𝑒𝑙𝑎 𝐿𝐾𝑇 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠: 𝐼3 = 𝐼1 − 𝐼2 (1) Pela LKT obtemos as seguintes equações percorrendo o caminho das malhas 1 e 2 representadas na Figura 26, no sentido horário a partir das fontes de tensão: 𝑀𝑎𝑙ℎ𝑎 1: − 6𝑉 + 10 ∗ 𝐼1 + 10 ∗ 𝐼3 + 20 ∗ 𝐼1 = 0 (2) 𝑀𝑎𝑙ℎ𝑎 2: − 3𝑉 + 10 ∗ 𝐼2 − 10 ∗ 𝐼3 = 0 (3) Substituindo (1) em (2) e (3), temos: 𝑀𝑎𝑙ℎ𝑎 1: − 6𝑉 + 10 ∗ 𝐼1 + 10 ∗ 𝐼1 − 10 ∗ 𝐼2 + 20 ∗ 𝐼1 = 0 𝑀𝑎𝑙ℎ𝑎 2: − 3𝑉 + 10 ∗ 𝐼2 + 10 ∗ 𝐼2 − 10 ∗ 𝐼1 = 0 𝑀𝑎𝑙ℎ𝑎 1: 40 ∗ 𝐼1 − 10 ∗ 𝐼2 = 6𝑉 𝑀𝑎𝑙ℎ𝑎 2: − 10 ∗ 𝐼1 + 20 ∗ 𝐼2 = 3𝑉 FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 33 Resolvendo o sistema, temos: 70 ∗ 𝐼1 = 15𝑉 𝐼1 = 0,21𝐴 Substituindo o valor de I1 na equação da Malha 2, temos: −10 ∗ 0,21 + 20 ∗ 𝐼2 = 3 𝐼2 = 0,25𝐴 De (1) obtemos o valor de I3= - 0,04A. Como o valor de I3 calculado foi negativo, isso quer dizer que seu sentido é o oposto do arbitrado na Figura 26. 1.6 Conceitos de Impedância e Reatância – Circuitos R, L e C O comportamento dos componentes eletrônicos de um circuito elétrico pode variar de acordo com a alimentação à qual estão submetidos, ou seja, se estão submetidos a corrente contínua ou alternada. Capacitores e indutores em corrente contínua armazenam energia, enquanto em corrente alternada seu comportamento se assemelha ao dos resistores, opondo-se ao fluxo de corrente. A resistência ao fluxo de corrente alternada oferecida por indutância ou capacitância num circuito elétrico é chamada de Reatância (X). Sua unidade é ohms e representa a componente da impedância de um circuito que não é devida à resistência pura. Em uma análise de circuito em corrente contínua (CC), os capacitores podem ser considerados como circuito aberto, enquanto os indutores podem ser considerados como curto-circuito. Contudo, em circuitos com corrente alternada (CA), os capacitores, assim como os indutores, apresentam uma resistência à passagem de corrente que depende da frequência do sinal alternado, definida por: FUNDAMENTOSDA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 34 𝑅𝑒𝑎𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑖𝑣𝑎, 𝑋𝐶 = − 1 2𝜋𝑓𝐶 = − 1 𝜔𝐶 𝑅𝑒𝑎𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑑𝑢𝑡𝑖𝑣𝑎, 𝑋𝐿 = 2𝜋𝑓𝐿 = 𝜔𝐿 𝑜𝑛𝑑𝑒 𝜔 = 2𝜋𝑓 Pode-se observar que quanto maior a frequência do sinal, maior XL e menor XC. Por outro lado, quanto menor a frequência, menor XL e maior XC. Quando a frequência tende a 0 (corrente contínua), XL também tende a 0 (curto circuito), enquanto XC tende a ∞ (circuito aberto). Podemos considerar como impedância (Z) do circuito qualquer oposição ao fluxo de corrente. Nos circuitos CC, a impedância corresponde às resistências. Quando houver uma reatância capacitiva ou indutiva em série com uma resistência, a impedância total do circuito será dada como um número complexo na forma retangular: 𝑍 = 𝑅 + 𝑗𝑋 Onde: Z é a impedância total do circuito; R é a resistência do circuito em série com a reatância; X é a reatância do circuito, seja capacitiva ou indutiva, ou a combinação das duas. São aplicáveis às impedâncias todas as operações matemáticas aplicáveis aos números complexos. Quando X=0, a impedância do circuito é igual à resistência dos resistores, e dizemos que o circuito é puramente resistivo. A Figura 27 apresenta o diagrama vetorial para a impedância de um circuito. O símbolo θ representa o ângulo de fase, dado em graus, entre a corrente e a tensão no circuito. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 35 Figura 27. Diagrama vetorial de impedância de um circuito 1.6.1 Circuito resistivo (R) Quando só há elementos puramente resistivos em um circuito elétrico, a reatância do circuito é nula (X=0). A tensão e a corrente do circuito possuem o mesmo ângulo de fase, como mostrado na Figura 28. Figura 28. Circuito resistivo A potência dissipada por elementos resistivos do circuito é chamada de potência real, medida em watts, e seu valor pode ser calculado por: 𝑃𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝐼 ∗ 𝑅 2 FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 36 1.6.2 Circuito Capacitivo Em um circuito CA, um capacitor se opõe a qualquer mudança na tensão. A corrente se antecipa à tensão em 90° em um capacitor em CA, como mostra a Figura 29. Figura 29. Circuito capacitivo Elementos reativos não consomem potência real; retorna para a fonte um tipo de potência chamada de potência reativa, medida em volt-ampères reativos (VAr) e calculada por: 𝑃𝑟𝑒𝑎𝑡 = 𝐼 ∗ 𝑋𝐶 2 1.6.3 Circuito indutivo Em um circuito CA, um indutor se opõe a qualquer mudança no fluxo da corrente. A corrente se atrasa em relação à tensão em 90° em um indutor em CA, como mostra a Figura 30. A potência reativa para circuitos indutivos pode ser calculada por: 𝑃𝑟𝑒𝑎𝑡 = 𝐼 ∗ 𝑋𝐿 2 FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 37 Figura 30. Circuito Indutivo A potência que a fonte do circuito percebe, devido à impedância do circuito, é uma combinação da potência real e da potência reativa. Essa potência é chamada de potência aparente e medida em volt-amperes (VA). Pode-se calcular a potência aparente da seguinte forma: 𝑃𝑎𝑝 = 𝐼 ∗ 𝑍 = √𝑃𝑟𝑒𝑎𝑙 2 + 𝑃𝑟𝑒𝑎𝑡 2 A porcentagem da potência aparente que foi dissipada é chamada de fator de potência e pode ser calculada a partir do cosseno do ângulo de fase, ou seja: 𝐹𝑃 = 𝑐𝑜𝑠𝜃 1.7 Técnicas de Medidas elétricas: Instrumentos de medição O conhecimento dos instrumentos que permitem que sejam aferidas as grandezas elétricas envolvidas em um circuito, tais como tensão e corrente, é de grande importância no momento em que algum equipamento necessita ser reparado ou quando se deseja avaliar o correto funcionamento de um projeto. Mais importante que conhecer esses instrumentos é saber qual o mais indicado para medir cada grandeza, e ainda a forma correta de utilizá-lo, garantindo assim a segurança do usuário, a preservação do circuito e a obtenção de uma medida correta. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 38 Os instrumentos de medidas elétricas podem ser classificados em analógicos e digitais. A diferença básica entre os dois tipos de instrumentos é a forma como a grandeza aferida pelo elemento sensor é transduzida ao usuário. Em um instrumento analógico, ilustrado na Figura 31, a intensidade da grandeza medida é transduzida em tempo real para o usuário, geralmente através da movimentação de um ponteiro, que responde instantaneamente a qualquer variação na intensidade do mensurando. Figura 31. Instrumento analógico para medida de tensão (Google Imagens) Em um instrumento digital, mostrado na Figura 32, por outro lado, a intensidade da grandeza medida é amostrada, ou seja, o valor aferido pelo elemento sensor é medido em intervalos de tempos predeterminados. Após o valor ser amostrado, é processado e apresentado ao usuário. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 39 Figura 32. Instrumento digital para medida de corrente (Google imagens) Os instrumentos de medidas elétricas usualmente são classificados quanto à grandeza a ser medida. Serão apresentadas as particularidades e formas de utilização do amperímetro, voltímetro, ohmímetro e multímetro. 1.7.1 Amperímetro O amperímetro é o instrumento elétrico utilizado para medir correntes. Durante sua utilização, toda corrente do ramo que se deseja analisar deve passar também pelo instrumento, ou seja, o amperímetro deve estar em série com os componentes desse ramo. A Figura 33 ilustra como um amperímetro deve ser conectado no circuito e a forma utilizada para representá-lo em um diagrama elétrico. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 40 Figura 33. Utilização e representação do amperímetro Os amperímetros possuem uma resistência interna, por onde passará a corrente que está sendo medida. Essa resistência é muito baixa, com o objetivo de não interferir no valor da corrente do circuito, podendo na prática ser considerada nula. Devido à resistência interna do amperímetro ser tão baixa, é necessário atenção durante sua utilização, garantindo sempre que o instrumento estará conectado em série. Como a resistência interna é praticamente nula, se for ligado em paralelo, o circuito entenderá o instrumento como um curto-circuito, o que poderá ocasionar acidentes e danos ao circuito e ao instrumento. 1.7.2 Voltímetro O voltímetro é o instrumento elétrico utilizado para medir tensão, e durante sua utilização toda a tensão do circuito ou ramo analisado deve ser aplicada ao voltímetro, ou seja, este deve ser ligado em paralelo ao elemento sobre o qual se pretende medir a tensão. A Figura 34 ilustra como um voltímetro deve ser conectado no circuito e a forma utilizada para representá-lo em um diagrama elétrico. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 41 Figura 34. Utilização e representação do voltímetro O voltímetro, da mesma forma que o amperímetro, possui uma resistência interna sobre a qual é aplicada a tensão que se pretende medir. Para não afetar a resistência equivalente e consequentemente a corrente do circuito, por ser colocado em paralelo ao trecho analisado, a resistência interna do voltímetro deve ser a maior possível. Na prática, a resistência interna do voltímetro pode ser considerada infinita. Devido ao seu alto valor, se o instrumento forligado em série com o circuito, praticamente interromperá a corrente no trecho. 1.7.3 Ohmímetro O Ohmímetro é o instrumento utilizado para medir resistência e deve ser utilizado em paralelo com o dispositivo analisado. Alguns cuidados devem ser tomados durante a aferição da resistência de um elemento: i. O dispositivo deve estar desconectado do circuito, ou seja, pelo menos um de seus terminais deve estar livre. Caso contrário, as demais resistências do circuito podem afetar a medição. ii. Nunca aferir a resistência de um componente com o circuito energizado. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 42 iii. Não segurar a resistência (dispositivo) com as duas mãos durante a medida, pois a resistência do corpo humano pode induzir a erros significativos. A Figura 35 ilustra como um ohmímetro deve ser conectado no circuito e a forma utilizada para representá-lo em um diagrama elétrico. Figura 35. Utilização e representação do Ohmímetro 1.7.4 Multímetro O multímetro é um instrumento elétrico capaz de medir corrente, tensão e resistência. Devido a sua versatilidade, os multímetros atualmente são amplamente utilizados nas indústrias. Alguns modelos agregam outras funções como teste de diodo, transistores e medida de capacitância. Para a execução de medidas com o multímetro, seleciona-se a grandeza a ser medida, a escala da grandeza e conectam-se as ponteiras nos bornes indicados para aquele tipo de medida. É indicado que, ao preparar o instrumento para a medição, seja selecionada a escala de maior range, contínua ou alternada, de acordo com a natureza do circuito, então posicione as ponteiras no local a ser medido, e após isto ajuste o seletor de escalas para obter leituras com melhor precisão, caso exista essa possibilidade. A Figura 36 apresenta um modelo de multímetro digital e detalha suas principais características. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 43 Figura 36. Multímetro digital (adaptado de Google Imagens) Alguns multímetros possuem o recurso Auto Range, ou seja, escolha automática da escala. Ao utilizar esse tipo de instrumento, é necessário apenas selecionar, com a chave seletora, o tipo adequado da grandeza que será lida. A Figura 37 mostra um exemplo desse multímetro. Figura 37. Multímetro Auto Range (Google Imagens) FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 44 Medição de Tensão Para executar as medições de tensão, o multímetro funcionará como um voltímetro, ou seja, as medidas sempre serão efetuadas com as pontas de prova em paralelo com as partes do circuito na qual se deseja medir a tensão. É muito importante que o usuário do multímetro garanta que as ponteiras estejam corretamente conectadas nos bornes para medição de tensão. Caso as ponteiras, erroneamente, estejam conectas para medir corrente, o multímetro funcionará como amperímetro, com resistência interna praticamente nula. Assim, se o multímetro com essa configuração for conectado em paralelo com o circuito, provocará um curto- circuito no circuito, podendo acarretar acidentes, danos ao circuito e/ou ao instrumento. Medição de Corrente Para executar as medições de corrente, o multímetro funcionará como um amperímetro, ou seja, as medidas sempre serão efetuadas com as pontas de prova em série com a parte do circuito na qual se deseja medir a corrente. Em alguns casos, o seccionamento do circuito para medição da corrente elétrica possui riscos elétricos associados e pouca praticidade. Isso pode ser evitado com o uso de multímetros alicate, como o mostrado na Figura 38. Figura 38. Multímetro alicate (Google Imagens) FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 45 Medição de Resistência Para executar as medições de resistência, o multímetro funcionará como um ohmímetro, ou seja, as medidas sempre são efetuadas com as pontas de prova em paralelo com o elemento do circuito no qual se deseja medir a resistência. Deve-se colocar o seletor do multímetro na escala de resistência (Ω), e as pontas de prova devem ser aplicadas uma em cada terminal do componente que se quer medir. Os mesmos cuidados listados para medir resistência com o ohmímetro devem ser seguidos ao utilizar o multímetro nessa função. A utilização do multímetro para verificação de continuidade de cabos, ou trilhas de um circuito, é muito comum. Esse instrumento possui uma opção específica para essa função, como mostra a Figura 39. Após selecionar a opção de teste de continuidade, colocam-se as ponteiras, uma em cada extremidade do cabo. Se o cabo estiver contínuo, o multímetro emitirá uma indicação sonora. Figura 39. Indicação da função de teste de continuidade do multímetro (adaptado de Google Imagens) FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 46 Unidade II 2.1 Choque Elétrico: Efeitos Fisiológicos da Corrente Elétrica Os equipamentos elétricos estão tão arraigados em nosso dia a dia que dificilmente nos damos conta dos riscos envolvidos em sua utilização. O choque elétrico é um acidente muito comum que pode ocorrer, seja trocando uma lâmpada ou através do contato com um fio desencapado. O choque elétrico provoca a estimulação repentina dos nervos ou uma contração convulsiva dos músculos, podendo causar danos físicos e até matar. O choque pode ocorrer por contato direto, quando entramos em contato direto com partes energizadas, ou indireto, quando entramos em contato com alguma superfície que ficou energizada devido a uma falha de isolamento. 2.1.1 Efeitos Fisiológicos da Corrente Elétrica O corpo humano é condutor de eletricidade. Devido à natureza de sua composição, grande quantidade de água e sais minerais, nosso corpo se comporta como um condutor com uma determinada resistência. Podemos dizer que o corpo humano possui uma impedância, uma bioimpedância mais precisamente, que varia de pessoa para pessoa. É possível representar o corpo humano como uma associação de resistências. Em valores aproximados, cada membro, superior e inferior, possui uma resistência equivalente a 500 Ohms, enquanto o conjunto tórax e abdômen apresenta uma resistência de 250 Ohms. A Figura 40 mostra esse modelo, contudo é importante ressaltar que a resistência do corpo varia de indivíduo para indivíduo, e até mesmo a condição da pele (como calosidades, por exemplo) influencia nesses valores. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 47 Figura 40. Equivalência ôhmica do corpo humano (adaptado de Souza et al.) Os efeitos fisiológicos da passagem da corrente elétrica pelo corpo humano também irão depender de outros fatores, como a natureza da corrente, sua intensidade, duração da exposição à corrente, sua frequência, densidade e o caminho percorrido pela corrente. Natureza da Corrente (contínua ou alternada) O corpo humano é mais sensível à corrente alternada na frequência comumente utilizada de 60Hz do que à corrente contínua. O limiar do valor de corrente alternada para que o corpo comece a sentir seus efeitos é de 1mA, enquanto na contínua é de 5mA. Intensidade da Corrente A passagem da corrente elétrica pelo corpo humano pode causar tetanização, parada respiratória, queimaduras e fibrilação ventricular. Quanto mais intensa for a corrente elétrica que fluirá pelo corpo, mais graves serão os efeitos fisiológicos. A Tabela 5 relaciona os efeitos no corpo humano resultantesda circulação de corrente alternada na frequência de 60Hz. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 48 Tabela 5. Efeitos no corpo humano devido à circulação de corrente elétrica (Souza et al.) Tempo de Exposição à Corrente A energia dissipada no corpo é diretamente proporcional ao tempo de exposição à corrente, ou seja, quanto maior o tempo de exposição, maiores os danos ao organismo. Frequência Correntes de alta frequência são menos perigosas para o corpo humano, pois não penetram no interior do organismo. Essas correntes circulam na periferia do condutor, nesse caso a pele. Densidade da Corrente Os efeitos da corrente nos tecidos também dependerão da densidade da corrente no local de aplicação. A Tabela 6 apresenta os efeitos da corrente elétrica nos tecidos. Tabela 6. Danos aos tecidos devido a corrente elétrica (Souza et al.) Intensidade da corrente Efeito Menor que 1mA Imperceptível Entre 1 e 10mA Limiar de percepção Entre 10 e 30mA Perda do controle motor Entre 30 e 75mA Perda respiratória Entre 75 e 250mA Fibrilação ventricular Entre 250mA e 4A Contração miocárdia sustentada Maior que 5A Queimadura dos tecidos Densidade da corrente Efeito Abaixo de 10mA/mm2 Em geral não são observadas alterações na pele Entre 10 e 20mA/mm2 Avermelhamento da pele na região de contato Entre 20 e 50mA/mm2 Coloração marrom na pele na região de contato Acima de 50mA/mm2 No caso de períodos maiores que 10s, são observados inchamentos na região, com possibilidade de carbonização dos tecidos. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 49 Caminho Percorrido pela Corrente O caminho percorrido pela corrente se torna mais perigoso ao ser humano quanto mais próximo passar pelo coração, devido à probabilidade de causar fibrilação ventricular. 2.2 Fundamentos de Instalações Elétricas em uma Unidade Hospitalar Em estabelecimentos assistenciais de saúde (EAS), é fundamental garantir a segurança de pacientes submetidos a procedimentos com o uso de equipamentos eletromédicos. A cada atividade e função desenvolvidas num local médico correspondem requisitos específicos de segurança, que devem ser respeitados. Essa segurança começa com uma instalação elétrica segura e prossegue com a operação e manutenção adequadas dos equipamentos elétricos a ela conectados. A utilização de equipamentos eletromédicos em pacientes sob cuidados intensivos, de importância crítica, requer da instalação elétrica uma confiabilidade e uma segurança compatíveis. Instalações elétricas de EAS possuem características de diversos projetos elétricos, como: projetos comerciais, exemplo ao aplicado em setores administrativos, projetos industriais, como o aplicado na central de ar-condicionado, por exemplo, e projetos elétricos específicos para locais médicos, que são os projetos de maior interesse para essa seção. Locais médicos são definidos pela NBR-13534 como locais destinados à realização de procedimento de diagnóstico, terapêutico (incluindo tratamentos estéticos), cirúrgico, de monitoração e de assistência à saúde de pacientes. A Norma NBR-13534 possui requisitos específicos aplicáveis a instalações elétricas em EAS, com o objetivo de garantir a segurança dos pacientes e dos profissionais de saúde. As suas prescrições complementam, modificam ou substituem prescrições de caráter geral contidas na NBR-5410, Instalações Elétricas de Baixa Tensão, ou seja, FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 50 para tudo o que não for especificado na NBR- 13534 aplicam-se as prescrições da NBR-5410. A diversidade de atividades realizadas em uma EAS gerou a necessidade de classificar seus diferentes espaços em grupos, de acordo com os procedimentos realizados em cada local. Assim os projetos elétricos poderiam atender às características específicas de cada ambiente. A NBR-13534 classifica os espaços de um EAS em três grupos de acordo com a utilização ou não de equipamentos eletromédicos e a natureza dos procedimentos realizados. Os grupos determinados são: GRUPO 0: local médico não destinado à utilização de equipamento eletromédico; GRUPO 1: local médico no qual se prevê o uso de equipamentos eletromédicos em partes externas do corpo ou em partes internas não previstas no grupo 2; GRUPO 2: local médico destinado à utilização de equipamentos eletromédicos em procedimentos intracardíacos, cirúrgicos, de sustentação de vida de pacientes e outras aplicações, em que a descontinuidade de alimentação elétrica pode resultar em morte. O anexo A apresenta a classificação por GRUPO dos principais locais em um hospital nos quais é realizado algum tipo de procedimento clínico. 2.2.1 Distribuição de Energia em Locais para Fins Médicos Em locais médicos, a distribuição elétrica deve ser concebida e executada de forma a facilitar a transferência automática entre a alimentação principal e a alimentação de segurança. Ainda, todo equipamento de raios X, incluindo os de arco cirúrgico, e todo outro equipamento com corrente de energização capaz de provocar o desligamento de alimentação, em caso de conexão inadvertida a esta alimentação, devem ser alimentados por circuitos dedicados. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 51 Circuitos que atendam locais dos grupos 1 e 2 devem contar com alimentação de segurança independentemente da rede pública, que assumirá a carga automaticamente se a tensão em um ou mais condutores no quadro de distribuição principal sofrer uma queda superior a 10%. Os requisitos quanto ao tempo de comutação da alimentação de segurança (classe) são: Alimentação de segurança com tempo de comutação ≤ 5s e autonomia mínima de 3h – Alimentação do foco cirúrgico e outras fontes de luz essenciais, como por exemplo, as de endoscopia; Alimentação de segurança com tempo de comutação ≤ 15s e autonomia mínima de 24h – Alimentação da iluminação de emergência e serviços de apoio a emergência, como por exemplo sistema de exaustão de fumaça; Alimentação de segurança com tempo de comutação maior que 15s e autonomia mínima de 24h – Alimentação dos demais equipamentos necessários à continuidade dos serviços da EAS. As tomadas de corrente atendidas pela alimentação de segurança devem ser facilmente identificáveis. Luminárias dos locais dos grupos 1 e 2 devem ser alimentadas por no mínimo dois circuitos distintos, um dos quais conectado, necessariamente, à alimentação de segurança. Em cada posto de tratamento de paciente, as tomadas de corrente providas devem ser alimentadas por no mínimo dois circuitos distintos, ou então todas devem ser protegidas individualmente contra sobrecorrente. O anexo A apresenta a relação entre os diversos espaços da EAS e suas respectivas classes. Aterramento Em uma instalação elétrica para estabelecimentos assistenciais de saúde, são permitidos os seguintes esquemas de ligação: sistema TT, sistema IT e TN-S. O FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 52 sistema de ligação TN-C e suas derivações não são permitidos porque não oferecem segurança necessária à utilização de equipamentos eletromédicos. O sistema TT, mostrado na Figura 41, possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, estando as massas da instalação ligadas a eletrodo(s) de aterramento eletricamente distinto(s) do eletrodo de aterramento da alimentação. Figura 41. Esquema de ligação TT (NBR 5410) No sistema IT,Figura 42, todas as partes vivas são isoladas da terra ou um ponto da alimentação é aterrado através de impedância. As massas da instalação são aterradas, verificando-se as seguintes possibilidades: a) Massas aterradas no mesmo eletrodo de aterramento da alimentação, se existente; b) Massas aterradas em eletrodo(s) de aterramento próprio(s), seja porque não há eletrodo de aterramento da alimentação, seja porque o eletrodo de aterramento das massas é independente do eletrodo de aterramento da alimentação. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 53 O neutro pode ser ou não distribuído; A = sem aterramento da alimentação; B = alimentação aterrada através de impedância; B.1 = massas aterradas em eletrodos separados e independentes do eletrodo de aterramento da alimentação; B.2 = massas coletivamente aterradas em eletrodo independente do eletrodo de aterramento da alimentação; B.3 = massas coletivamente aterradas no mesmo eletrodo da alimentação Figura 42. Esquema IT (NBR 5410) FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 54 O esquema TN possui um ponto da alimentação diretamente aterrado, sendo as massas ligadas a esse ponto através de condutores de proteção. São consideradas três variantes de esquema TN, de acordo com a disposição do condutor neutro e do condutor de proteção, a saber: a) Esquema TN-S, no qual o condutor neutro e o condutor de proteção são distintos (Figura 43); Figura 43. Esquema TN-S (NBR 5410) b) Esquema TN-C-S, em parte do qual as funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor (Figura 44); Figura 44. Esquema TN-C-S. As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas num único condutor em parte do esquema (NBR 5410) FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 55 c) Esquema TN-C, no qual as funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor, na totalidade do esquema (Figura 45). Figura 45. Esquema TN-C. As funções de neutro e de condutor de proteção são combinadas num único condutor, na totalidade do esquema (NBR 5410) 2.3 Riscos de Choque em Equipamentos Biomédicos Inevitavelmente a utilização de equipamentos eletromédicos introduz uma preocupação que transcende a sua funcionalidade, pois a sua utilização possui um risco inerente do choque elétrico. Podemos classificar os riscos de choque elétrico em um EAS em dois grupos: Macrochoque - Choque elétrico consequente aos contatos estabelecidos externamente ao corpo, com a pele intacta. Estão expostos ao risco de macrochoques pacientes e profissionais da EAS; Microchoque - Choque elétrico que ocorre no interior do corpo humano, proveniente de procedimento invasivo, como por exemplo, cateterismos. Ao contrário do macrochoque, apenas pacientes estão expostos aos riscos de microchoque. A intensidade da corrente elétrica na ocasião de um choque elétrico dependerá, entre outros fatores, da resistência apresentada pelo corpo humano e do valor da tensão. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 56 Em macrochoques, a epiderme, na entrada e saída do caminho da corrente, contribui para aumentar a resistência equivalente do corpo. Em microchoques, não existe essa resistência adicional. 2.3.1 Riscos de Macrochoques Alguns equipamentos eletromédicos possuem partes ou a carcaça toda de metal, e caso haja perda de isolação do cabo de alimentação para a carcaça, quando não há o condutor de proteção, ela ficará submetida à tensão da rede. Essa situação ocorre quando existem apenas dois condutores, sem o condutor de proteção, ou quando o condutor de proteção se rompe ou sua conexão não está boa em casos que o equipamento é alimentado por três condutores. Se alguém tocar na parte de metal do equipamento e criar um caminho para terra, ocorrerá um macrochoque. A energização da carcaça também poderá ocorrer nos casos em que a ligação elétrica da tomada estiver invertida, a fase com o terra. Caso haja ruptura do condutor de proteção em equipamentos alimentados por três condutores, e aconteça um curto-circuito entre a alimentação e a carcaça que esteja ligada ao paciente, poderá acarretar um macrochoque no paciente mesmo que ele esteja isolado. Isso porque a corrente pode encontrar um caminho para a terra através de outro equipamento que porventura esteja conectado ao paciente e esteja aterrado. Esse tipo de macrochoque também poderá ocorrer caso um paciente conectado a um aparelho eletromédico devidamente aterrado toque em algum equipamento com corrente de fuga alta e não aterrado, como por exemplo, televisores. 2.3.2. Riscos de Microchoques O microchoque, com pequenas tensões, pode proporcionar um alto risco ao paciente, pois são aplicadas diretamente aos órgãos internos. Esse tipo de choque é acarretado por falhas em equipamentos utilizados em procedimentos invasivos. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 57 Os cateterismos são um exemplo de exames que trazem riscos de microchoque ao paciente. Neste exame, um cateter é levado através da veia ou artéria até o coração. Uma falha no equipamento, devido à ruptura da isolação e perda de aterramento, terá potencial para produzir uma descarga elétrica diretamente no coração do paciente. Outro exemplo de risco de microchoque pode ocorrer em um paciente ao qual foi instalado um marca-passo, sendo monitorado através de um monitor de eletrocardiograma (ECG). Imaginemos que ocorra uma perda do aterramento do circuito do motor elétrico da cama, assim as correntes de fuga energizarão levemente a estrutura metálica da cama. Nesse caso, o paciente corre grande perigo, pois se algum indivíduo tocar, simultaneamente, na cama e no marca-passo, poderá haver uma descarga direta no coração do paciente, ocasionando um microchoque que pode ser fatal. Essa corrente escoou da cama, passando pelo corpo do indivíduo que tocou o marca-passo, pelo marca-passo, pelo coração do paciente, e foi para a terra através do aparelho de ECG. Este é um tipo de acidente de difícil identificação que pode ocorrer em um EAS, pois o único indício disponível da corrente do microchoque será um ruído no sinal do ECG. Os bisturis elétricos também podem ser protagonistas em acidentes elétricos nas EAS. Um mau contato com a placa de retorno da corrente deste equipamento pode alterar o percurso da corrente elétrica e ocasionar queimaduras na região de contato da pele com a placa, caso a resistência seja elevada. Ainda, se houver falha de contato com a placa de retorno, a corrente poderá retornar através de eletrodos de equipamentos que estejam sendo utilizados para monitorar o paciente, podendo ocasionar um microchoque. Existe uma grande variedade de cenários com potencial de desencadear um microchoque em um paciente. A intenção desta seção é despertar o leitor para os riscos e alertar sobre a importância da correta utilização da tecnologia. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 58 2.4 Métodos de Prevenção A norma ABNT NBR-5410 estabelece que as partes energizadas perigosas não devem ser acessíveis e partes condutivas acessíveis não devem oferecer riscos, seja em condição normal ou em caso de alguma falha que as energize. Na tentativa de mitigarmos o risco de choques elétricos, podemos fazer uso das proteções básicas, que garantem a segurança contra contatos diretos, e das proteções supletivas, queimpedem contatos indiretos, quando partes condutivas acessíveis tornam-se energizadas por falha da proteção básica. São exemplos de proteção básica: • Isolação básica ou separação básica; • Barreiras ou invólucros; • Limitação da tensão; São exemplos de proteção supletiva: • Isolação suplementar; • Proteção com aterramento equipotencial; • Proteção seletiva; • Desconexão automática da energia, por exemplo, com a utilização de dispositivos DR – diferenciais-residuais e/ou fusíveis; A proteção contra o choque elétrico deve ser assegurada pela combinação das proteções básicas e supletivas, por combinação de meios independentes ou através de aplicação de uma medida capaz de prover ambas as proteções. A equipotencialização e o seccionamento automático devem ser utilizados em conjunto, pois suas ações se complementam. Quando a equipotencialidade não é FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 59 suficiente para impedir o aparecimento de tensões perigosas, o seccionamento automático interrompe a alimentação desse circuito. Sobre equipotencialização, a NBR-5410 diz que todas as massas de uma instalação devem estar ligadas a condutores de proteção, e todo circuito deve dispor de condutor de proteção, em toda a sua extensão. A NBR-13534 aponta a necessidade de uso de equipotencialização suplementar e acrescenta ao disposto na NBR-5410 o seguinte: a) Em cada local do grupo 1 ou do grupo 2, deve ser realizada uma equipotencialização suplementar envolvendo condutores de proteção, elementos condutivos, blindagens contra interferências, conexões de pisos condutivos e blindagem eletrostática do transformador de separação. Além das peças do mobiliário, fixas e condutivas, mesmo que não elétricas. b) Nos locais do grupo 2, a resistência entre o barramento de equipotencialização e o terminal PE de qualquer tomada, equipamento fixo ou qualquer elemento condutivo não deve ser superior a 0,2Ω. O barramento deve estar próximo ao local. E em cada quadro de distribuição, ou nas proximidades, deve haver um barramento adicional, onde serão conectados os condutores da equipotencialização suplementar e os condutores de proteção. O princípio do seccionamento automático está descrito na NBR-5410, e diz que um dispositivo de proteção deve seccionar automaticamente a alimentação do circuito ou equipamento por ele protegido sempre que uma falta (entre parte viva e massa ou entre parte viva e condutor de proteção) no circuito ou equipamento der origem a uma tensão de contato superior ao valor pertinente da tensão de contato limite UL. A NBR- 13534 acrescenta que em caso de instalações de EAS: a) A tensão de contato limite é de 25V, qualquer que seja o esquema de aterramento; FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 60 b) Não se admite, no caso de esquema IT aplicado a EAS, o seccionamento automático da alimentação na ocorrência da primeira falta. Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13534: Instalações elétricas para estabelecimentos assistenciais de saúde: Requisitos de segurança. Rio de Janeiro, 2008. ______. Instalações elétricas de baixa tensão. NBR 5410. Rio de Janeiro. 1980. COSTA, H. J. D. et al. Eletricidade aplicada ao sistema de lastro. Apostila. Rio de Janeiro, 2016. CROWELL, L., WEIBELL, F. J.; PFEIFFER, E. A. Biomedical instrumentation and measurements. 3. ed. New Jersey:Prentice-Hall, 1980. DESOER, C. A.; KUH, E. S. Teoria básica de circuitos. Rio de Janeiro: Guanabara, 1979. DOBES, M. I. Estudo em instalações elétricas hospitalares para segurança e funcionalidade de equipamentos eletromédicos. Tese de Mestrado. Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, 1997. JOHNSON, D. E.; HILBURN, J. L.; JOHNSON, J. R. Fundamentos de análise de circuitos elétricos. 4. ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil, 1994. QUEVEDO, C.P. Circuitos elétricos. Rio de Janeiro: Guanabara, 1988. INMETRO. Sistema internacional de unidades: SI. Duque de Caxias: INMETRO/CICMA/SEPIN, 2012. FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 61 ANEXO A – Relação dos locais médicos com indicação de seu grupo e classe Local Grupo Classe 0 1 2 0,5 15 >1 5 Ambulatório Enfermagem Sala de reidratação (oral e intravenosa) x x Internação de curta duração Posto de enfermagem e serviços x x Demais salas x x Atendimento imediato Atendimento de urgência e emergência Urgências (baixo e médio risco) Sala de inalação, reidratação x Sala para exame indiferenciado, otorrinolaringologia, ortopedia, odontológico individual x Demais salas x Urgência (alta complexidade) e emergência Sala de procedimentos invasivos x x(b) Sala de emergência x x(b) Sala de isolamento x x Sala coletiva de observação x x Sala para manutenção de paciente com morte cerebral x x Internação Internação geral Posto de enfermagem e serviços x x Sala de serviço x x Sala de exames e curativos x x Área de recreação x x Demais salas x x Internação geral de recém-nascidos (neonatologia) x x Internação intensiva - UTI Área para prescrições médicas x x Sala de serviço x x Salas de apoio x x Posto de enfermagem x x(a) x Áreas e quartos de pacientes x x(b) x Internação para tratamento de queimados x x FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 62 Apoio ao diagnóstico e terapia Patologia clínica Laboratório e sala de laudos x Imagenologia (tomografia, ultra-sonografia, ressonância magnética, endoscopia) e métodos gráficos Todas as salas de exames x x Hemodinâmica x x(b) x Sala de recuperação pós-anestésica x x Posto de enfermagem x x Anatomia patológica Câmara frigorífica para guarda de cadáveres x Medicina nuclear Sala de exames x x Centro cirúrgico Sala de indução anestésica x x(b) x Sala de cirurgia x x(b) x Sala de recuperação pós-anestésica x x(c) x(b) x Demais salas x x(c) x Centro obstétrico cirúrgico Sala de pré-parto, parto normal e AMIU x x Sala de indução anestésica (se não aplicado gás anestésico) x x Sala de parto cirúrgico x x(b) x Sala de recuperação pós-anestésica e assistência ao RN x x(c) x Demais salas x x(a) x Centro de parto normal Sala de parto e assistência ao RN x Hemoterapia Sala de processamento de sangue e guarda de hemocomponentes x Sala de coleta de sangue x x Sala de recuperação de doadores x x Sala de transfusão e posto de enfermagem x x Radioterapia Salas de exames x x Quimioterapia Salas de aplicação x Diálise Sala para diálise/hemodiálise x x Sala de recuperação de pacientes x x Posto de enfermagem x x Banco de leite Sala de processamento x Sala de estocagem x FUNDAMENTOS DA ELET. BÁSICA E DE INST. ELÉTRICAS HOSPITALARES 63 Sala de distribuição x Oxigenoterapia hiperbárica Sala de terapia x x Sala de máquinas x x Apoio técnico Nutrição e dietética Despensa de alimentos climatizada x Farmácia Área de imunobiológicos x Apoio
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