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ELETRICIDADE APLICADA 2 – RESISTÊNCIA ELÉTRICA PROF. MARCELO MARÇULA RESISTÊNCIA ELÉTRICA Se submetermos qualquer tipo de material à passagem de corrente elétrica ele oferecerá alguma resistência à passagem dessa corrente. Essa resistência pode ser maior ou menor, dependendo do material. Essa resistência existe como resultado das colisões internas devido à movimentação de cargas (corrente elétrica). O efeito dessa resistência é que o material se aquece, ou seja, converte-se energia elétrica em energia térmica. Essa conversão é conhecida como Efeito Joule (que veremos mais adiante). A relação entre resistência, tensão e corrente elétricas é dada pela Primeira Lei de Ohm. PRIMEIRA LEI DE OHM Um detalhe fundamental relacionado à resistência elétrica é que existe uma relação entre as tensões elétricas (V), aplicadas a um material e as correntes elétricas (I) que circulam pelo material. Essa relação é a Resistência Elétrica, e Georg Ohm1 estudou essa relação. Ohm, considerando um trecho de condutor que possui uma diferença de potencial em suas extremidades e que apresenta uma corrente elétrica circulando por ele, definiu então a Primeira Lei de Ohm: “para o mesmo trecho do condutor, mantido à temperatura constante, é constante o quociente da diferença de potencial entre os extremos pela intensidade da corrente correspondente”.2 Portanto, a resistência elétrica (R) é a razão entre a variação da tensão, aplicada a um condutor, e a variação de corrente resultante. 𝑅 = ∆𝑉 ∆𝐼 Uma maneira de entender isso é que a resistência elétrica é o que determina a intensidade da corrente, quando uma tensão é aplicada. Componentes que seguem a Primeira Lei de Ohm possuem uma relação linear entre tensão e corrente, ou seja, possuem resistência constante. Esses componentes são conhecidos como componentes ôhmicos. A curva da figura 2 exemplifica isso: 1 Georg Simon Ohm (1789-1854), físico e matemático alemão que estudo o efeito da corrente elétrica em condutores metálicos. 2 Fonte: e-Física. Lei de Ohm – resistência elétrica. Disponível em: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/corrente/lei_ohm_resist_eletrica/>. Acesso em 25/07/2016. Figura 1 – Curva V x I (Resistência elétrica) Além disso, quando temos valores constantes tanto para tensão quanto para corrente, podemos expressar a resistência elétrica pela relação abaixo: 𝑅 = 𝑉 𝐼 Ou seja, a Lei de Ohm afirma que a tensão em uma resistência elétrica é diretamente proporcional à corrente elétrica que passa através dela. Dessa maneira a inclinação da reta da figura 1 representa a resistência elétrica. A unidade de medida da resistência elétrica é o Ohm ()3. É importante observar que, a partir dessa relação podemos concluir que: 1 Ohm = 1 Volt / 1 Ampère (se aplicarmos, em um componente, uma tensão de 1 V e observarmos uma corrente circulando por ele de 1 A, podemos afirmar que a resistência do componente é de 1 ). Obviamente, temos também: 𝑉 = 𝐼 × 𝑅 Ou 𝐼 = 𝑉 𝑅 Para facilitar a memorização dessas relações, podemos utilizar o triângulo da primeira lei de ohm, que é representado abaixo: Para utilizar esse triângulo é muito simples: basta ocultar o que desejamos calcular e a expressão para o cálculo fica aparente. Por exemplo, se quisermos calcular a tensão (V), basta ocultar o V, então teremos, na mesma linha R e I, portanto, R x I. Se quisermos calcular a corrente (I) basta ocultar I que teremos V sobre R, ou seja V/R. 3 A unidade de medida de resistência elétrica e as leis relacionadas a ela têm seus nomes em homenagem a George Simon Ohm. R V I A partir desse conceito, podemos observar nosso primeiro circuito elétrico. Apesar que o detalhamento do mesmo será assunto futuro em nossas aulas. Com esse circuito elétrico podemos entender o que ocorre em relação à resistência e à Primeira Lei de Ohm. Ligamos uma resistência R a uma fonte de tensão contínua E. Observe que temos somente a resistência ligada diretamente à fonte, portanto, a tensão que existe entre os dois polos da fonte é a mesma tensão V que aparece nos polos da resistência. Quando fazemos isso, criamos um caminho para que as cargas de um polo da fonte circulem em direção ao outro polo. Portanto surge uma corrente elétrica I. Essa corrente depende do valor da resistência R, já que a corrente elétrica é a razão entre a tensão e a resistência (primeira Lei de Ohm). SEGUNDA LEI DE OHM A Segunda Lei de Ohm é o tratamento vetorial da Primeira Lei de Ohm e permite a determinação da resistência elétrica de um corpo em função de suas características físicas. Uma dessas características, aquela que é intrínseca do material é chamada Resistividade (). Essa resistividade associada a características físicas de um corpo do referido material (comprimento e seção transversal), permitem que seja calculada a resistência desse corpo. Aqui Ohm estuda um condutor sujeito a um campo elétrico (E) que gera uma densidade de corrente elétrica (J). A densidade de corrente elétrica é o vetor que representa a razão da intensidade da corrente elétrica pela área na qual ela circula (nesse caso, seção transversal do condutor). Com isso, é possível determinar o valor da resistividade do material. Teremos então: , Onde: V é a tensão aplicada ao trecho do condutor (em Volts) L é o comprimento do trecho do condutor (em metros) I é a corrente que circula pelo trecho do condutor (em Ampères) A é a seção transversal do trecho do condutor (em metros quadrados) E R I V A partir dessa relação que representa a resistividade do material, podemos descobrir como calcular a resistência elétrica a partir das características físicas do corpo: Onde R é a resistência do corpo composto pelo material é a resistividade do material L é o comprimento do corpo A é a seção transversal do corpo OBS: Na figura acima está indicado o sentido da corrente elétrica no corpo. Isso é fundamental porque o comprimento é medido ao longo do caminho da circulação da corrente e a seção transversal é a área que é atravessada pela corrente. Essa relação apresentada acima é a chamada Segunda Lei de Ohm. UNIDADES DE MEDIDA É muito importante analisarmos as unidades de medida para essa expressão apresentada acima. Normalmente as unidades de medida para comprimento e seção transversal são, respectivamente metro e metro quadrado. Dessa maneira a unidade de medida da resistividade deve ser .m. Isso é correto para corpos de quaisquer formas, mas no nosso curso o tipo de corpo que mais será estudado é o condutor elétrico metálico na forma de fio (cabo). Devemos levar em consideração que esses cabos são comercializados utilizando as seguintes unidades de medidas: comprimento em metros e seção transversal em milímetros quadrados. Dessa maneira a unidade de medida para a resistividade é .mm²/m. Essa unidade é encontrada em diversas tabelas para resistividade e permite que utilizemos comprimentos e seções transversais padronizadas pelo mercado. CUIDADO – quando for utilizar tabelas para cálculo de resistência elétrica a partir da resistividade, preste atenção na unidade de medida utilizada pela tabela de resistividade, porque as unidades de medida do comprimento e da seção transversal devem ser correspondentes. A tabela abaixo apresenta a resistividade () de alguns materiais comumente utilizados4 CATEGORIA DE MATERIAL MATERIAL RESISITIVIDADE A 20°C (.mm²/m) CONDUTORES Prata0,0158 Cobre 0,0173 Ouro 0,022 Alumínio 0,0288 Latão (Cu 60% + Zn 40%) 0,0818 Estanho 0,1195 Constantan (Cu 60% + Ni 40%) 0,5 Níquel-Cromo (Nicromo) (Cu 60% + Cr 12% + Fe 28%) 1,37 SEMICONDUTOR Carbono 3000 Germânio 46 x 104 Silício 64 x 107 DIELÉTRICOS (ISOLANTES) Ebonite 1013 Mica 1015 Porcelana 1015 Vidro 1016 a 1020 Borracha 1017 Teflon 1028 a 1030 SIMBOLOGIA Para representar a resistência podemos utilizar dois símbolos: Figura 2 – Simbologia de resistência elétrica O símbolo inferior, apesar de ser designado para a resistência elétrica, também será utilizado para outros fins, nos circuitos elétricos. 4 EDUFER. Tabela de resistividade dos materiais condutores, semicondutores e isolantes. Disponível em <http://www.edufer.com.br/tabela-de-resistividade-dos-materiais-condutores-semicondutores-e-isolantes/>. Acesso em 22/01/2016. R R EFEITO DA TEMPERATURA NA RESISTÊNCIA ELÉTRICA Você deve ter percebido que na nossa tabela de resistividades dos materiais existe uma indicação que os valores apresentados são para uma temperatura de 20°C. Por que? Porque a resistividade dos materiais se modifica com a variação da temperatura ambiente no qual o material se encontra. A expressão que mostra essa variação é: 𝜌𝑇 = 𝜌20[1 + 𝛼20(𝑇 − 20)] Onde: T é a resistividade do material na temperatura T (temperatura diferente de 20°C) 20 é a resistividade do material na temperatura de 20°C (apresentada na tabela) 20 é o Coeficiente de Variação de Resistividade com a Temperatura (esse coeficiente varia de acordo com o material) T é a temperatura na qual desejamos calcular a nova resistividade A tabela abaixo apresenta o coeficiente de variação da resistividade com a temperatura (20) de alguns materiais comumente utilizados:5 MATERIAL COEFICIENTE DE TEMPERATURA 20 (°C-1) Prata 0,0038 Cobre 0,004 Ouro 0,0039 Alumínio 0,0039 Latão 0,0015 Estanho 0,0042 Constantan 0,00 (em média) Níquel-Cromo (Nicromo) 0,00017 Carbono - 4 x 10-4 Para efeito de cálculos das resistências dos materiais, utilizando a sua resistividade, podemos calcular a resistividade na temperatura ambiente diferente de 20°C e depois calcular a sua resistência nessa temperatura. Calcular a resistividade à temperatura T 𝜌𝑇 = 𝜌20[1 + 𝛼20(𝑇 − 20)] Calcular a resistência baseado nessa nova resistividade 𝑅𝑇 = 𝜌𝑇 × 𝐿 𝐴 5 SANTOS, José Eli Santos dos. Tabela de resistividade dos materiais condutores, semicondutores e isolantes. IFRS - Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul. Apostila – Física 3. Disponível em <http://academico.riogrande.ifrs.edu.br/~jose.eli/apostilas/fisica3/Resistividade.pdf>. Acesso em 31/01/2016. Mas, se observarmos que a segunda expressão serve para qualquer temperatura (desde que utilizemos o valor adequado para a resistividade do material), poderíamos calcular primeiro a resistência do material a 20°C e depois calcular a resistência na temperatura diferente de 20°C. Calcular a resistência à 20°C 𝑅20 = 𝜌20 × 𝐿 𝐴 Calcular a resistência à temperatura T 𝑅𝑇 = 𝑅20[1 + 𝛼20(𝑇 − 20)] CONDUTORES E ISOLANTES (DIELÉTRICOS) Condutores são materiais que apresentam resistividade baixa (entre 10-4 e 102 .mm²/m). Esses materiais permitem que circule uma corrente elétrica relativamente alta, através deles, quando aplicamos uma tensão relativamente baixa. Nas instalações elétricas e nos equipamentos eletro-eletrônicos existem diversas aplicações para materiais condutores. Alguns exemplos de uso de materiais são: MATERIAL APLICAÇÕES Cobre Condutores e contatos elétricos Prata Contatos elétricos e dispositivos de proteção (fusíveis) Ouro Contatos elétricos6 Alumínio Condutores elétricos para linhas aéreas de transmissão de energia Latão Contatos e terminais elétricos Constantan Resistência padrão (como vimos, esse material apresenta variação praticamente nula na resistividade quando ocorre mudança na temperatura ambiente) Níquel-cromo (Nicromo) Resistências para aquecimento (por exemplo, em chuveiros elétricos, porque apresenta uma variação muito pequena na sua resistividade com o aumento da temperatura ambiente) Isolantes (ou Dielétricos) são materiais que apresentam alta resistividade (entre 1014 e 1026 .mm²/m). Esses materiais praticamente impedem a circulação de corrente elétrica por eles, necessitando de tensões altíssimas para que existe corrente elétrica (materiais com pouquíssimos elétrons livres). São utilizados para proteção de pessoas, para evitar contatos entre diferentes partes do circuito (curto- circuito), para evitar fugas de corrente, etc. É importante observar que existem diversos fatores que podem influenciar no “envelhecimento” dos isolantes (envelhecimento que diminui a sua resistividade, piorando a sua característica de proteção). Existem diversos materiais isolantes que apresentam diversas aplicações nas instalações elétricas e equipamentos eletro-eletrônicos. Vejamos alguns exemplos: 6 Uma dúvida que normalmente surge é porque o ouro tendo uma resistividade maior do que o cobre, por exemplo, é considerado sempre como o melhor material para revestir contatos elétricos? A escolha não está relacionada diretamente à resistividade do material, mas sim, a sua oxidação com o tempo. Tanto cobre, quanto ouro, oxidam com o contato com o ar, mas o resultado da oxidação do cobre é uma piora na condução de corrente elétrica, enquanto a oxidação do ouro não influencia a condução de corrente elétrica. MATERIAL RIGIDEZ DIELÉTRICA (Kv/mm) APLICAÇÕES M in e ra is Mica 100 a 200 Suporte para resistências de aquecimento, isolante em circuitos eletrônicos (suporta altas temperaturas) Porcelana 35 Base para terminais, isoladores em linhas de transmissão de energia (recoberto com tinta se torna impermeável) Vidro 10 a 40 Tubos e bulbos de lâmpadas (grande resistência mecânica) Óleos 10 a 25 Refrigeração de transformadores de alta potência (não combustível) O rg ân ic o s Borracha 20 a 30 Isolante em condutores, luvas e botas (elasticidade e resistência, mas é sensível a agentes externos) Algodão 5 a 10 Fitas para cobrir bobinas de máquinas elétricas (flexibilidade, mas muito inflamável) Papel impregnado 7 a 8 Isolante em cabos subterrêneos (barato e higroscópico) P lá st ic o s Polietileno 40 Suporte de enrolamentos, isolação de condutores (resistente ao sol e a agentes químicos) Policloreto de Vinila (PVC) 30 a 50 Isolação em condutores elétricos (não inflamável e resistente a agentes químicos) Resina Epoxi (Araldite) 20 a 45 Caixas (facilmente moldável) Resina Fenólica (Baquelite) 10 a 20 Peças para aparelhos elétricos (resistência mecânica) Gasoso Ar 3 Isolante natural EQUIPAMENTOS E DISPOSITIVOS QUE UTILIZAM A RESISTÊNCIA ELÉTRICA Como vimos, o principal efeito da resistência elétrica ser percorrida por uma corrente elétrica (e apresentar resistência a essa corrente) é o chamado Efeito Joule, ou seja, o seu aquecimento. Sendo assim, qualquer equipamento eletroeletrônico que tenha como finalidade aquecimento, faz uso da resistência elétrica. Exemplos de equipamentos são: Lâmpadas incandescentes (o aquecimento do filamento da lâmpada – uma resistência elétrica – gera luz); Fornos elétricos; Chuveiros elétricos; Ferros de passar roupa; etc. Mas, algunscircuitos eletrônicos necessitam utilizar resistências por outro efeito que ela pode trazer para o circuito: o controle da corrente em determinado local do circuito. Isso pode facilmente ser visto pela primeira Lei de Ohm: se aplicarmos uma tensão constante em uma resistência, a intensidade da corrente será determinada pelo valor da resistência (I = V / R). O principal componente nessa categoria é o Resistor. RESISTOR O Resistor é um componente que possui um valor fixo e determinado de resistência elétrica. É um componente extremamente comum em circuitos eletroeletrônicos para controle da corrente elétrica. Quanto ao valor da resistência, podemos classificar os resistores em dois tipos: Resistores fixos – resistores que possuem somente um valor fixo para a sua resistência elétrica. Podem ser de carbono ou de fio de níquel-cromo enrolado); Resistores variáveis – resistores que possuem uma faixa fixa de valores para a sua resistência elétrica e que permite que as pessoas alterem a resistência (dentro desse limite). Podem ser potenciômetros, trimmers, reostatos, etc. Quanto aos aspectos construtivos, os resistores fixos normalmente são classificados como: Resistores de Carbono Composto – fabricados com pó de carbono ou pasta de grafite, suportam dissipar baixas potências7. Resistores de Filme ou Cermet (cerâmico-metálico) – fabricados com uma pasta de óxido metálico condutivo, suportam dissipar potências muito baixas. Resistores de Fio Enrolado – fabricados com fios enrolados em núcleos isolantes, podem possuir ainda um corpo metálico para facilitar a dissipação de calor. Suportam valores muito altos de potência. Resistores Semicondutores – fabricados com uma tecnologia conhecida como “thin film” são montados diretamente na superfície das placas de circuitos eletrônicos. Os Resistores de Carbono são criados a partir de um filme de carbono que é depositado sobre um substrato isolante, então é feito um corte em espiral no filme, ao longo do substrato. A largura da faixa de filme e a espessura do filme depositado determinam a resistência do resistor de carbono. É o tipo mais barato de resistor e são encontrados em valores que variam de 0,1 a 22 M. A figura abaixo apresenta uma visão esquemática desse tipo de resistor. Figura 3 – Esquema de um resistor de carbono8 Figura 4 –Resistores de carbono (externamente)9 7 Apenas para iniciar o assunto, que veremos mais à frente no curso, potência indica quanto de energia é consumida pelo componente por segundo. A unidade de medida é o Watt (W). 8 Fonte: ELECTRONICS TUTORIALS 9 Fonte: OHMITE. Disponível em: <http://www.ohmite.com/cat/res_minimox_200_300.pdf>. Acesso em 28/07/2016. IMPORTANTE – Não podemos comprar resistores com “qualquer” valor dentro dessa faixa. Na verdade, existem valores padrão. Para obtermos o valor desejado é necessário associar diferentes resistores, que é assunto que veremos no futuro. A tabela abaixo apresenta os valores possíveis de ser encontrado, para resistores de carbono. São os valores comerciais para esse componente10. Outro detalhe importante é a capacidade de dissipar calor que o resistor possui. Isso é medido pela potência que ele suporta. Isso influencia no tamanho do componente, pois quanto mais potência ele suporta, maior é o seu tamanho. Comercialmente encontramos resistores de carbono com 1/8 W, 1/4 W, 1/2 W, 1 W e 2 W. Para identificar os resistores de carbono, ao invés de imprimir valores e potências em números, é utilizado um código de barras que segue a tabela abaixo: 10 Essa tabela é a tabela completa de valores para resistores de carbono. Dependendo da potência do resistor podemos ter mais ou menos valores comerciais disponíveis. Vamos a um exemplo – temos um resistor com as seguintes cores: 1ª faixa 2ª faixa 3ª faixa 4ª faixa Marrom Preto Vermelho Prata Algarismo 1 Algarismo 0 Multiplicador 10² Tolerância 10% Interpretação R = 10 x 10² 10% = 1000 10% = 1 k 10% A tolerância indica que no processo de fabricação desse resistor não existe precisão absoluta (todos resistores precisamente com 1k), então, se comprarmos um lote de resistores desse tipo poderemos encontrar resistores desde 900 (- 10%) até 1100 (+ 10%) Mas, e se for necessário utilizar resistores com capacidades de dissipação de calor maior que aquelas apresentadas pelos resistores de carbono? Temos que partir para o uso de Resistores de Fio Enrolado. Esses resistores têm como elemento de resistência fio de níquel-cromo (nicromo) enrolado sobre uma haste (ou cilindro) isolante, que pode ser cerâmica, plástico, etc. Esses resistores possuem uma faixa de valores comerciais mais restrita, indo de 1 até 100 k. Mas, apresentam potências bem maiores, indo de 3 W até 1000 W e suportam temperaturas de operação muito mais altas que os resistores de carbono. A figura abaixo apresenta uma visão esquemática desse tipo de resistor. Figura 5 – Esquema de um resistor de fio enrolado11 11 Fonte: ELECTRONICS TUTORIALS Cor Faixa 1 (1º algarismo) Faixa 2 (2º algarismo) Faixa 3 (multiplicador) Faixa 4 (tolerância) Nenhuma Nenhuma - - - 20% Prata - - 10-2 10% Ouro - - 10-1 5% Preto - 0 100 - Marrom 1 1 101 1% Vermelho 2 2 102 2% Laranja 3 3 103 - Amarelo 4 4 104 - Verde 5 5 105 0,5% Azul 6 6 106 - Violeta 7 7 107 - Cinza 8 8 108 - Branco 9 9 109 - Figura 6 – Resistor de fio enrolado12 Em algumas situações é necessário utilizar resistores que permitam modificar a sua resistência, dentro dos limites do componente. Para esses casos, utilizamos os Resistores Variáveis. Esses componentes são denominados Potenciômetros13, Trimmers e Reostatos, dependendo do seu tamanho, tipo de construção e potência. Por exemplo, normalmente os potenciômetros são construídos utilizando carbono, enquanto os reostatos utilizam fio enrolado. Eles possuem um eixo, que normalmente gira sobre um elemento resistivo. A resistência é obtida entre o braço e um ponto do elemento resistivo, dessa maneira, conforme o braço desliza, a resistência obtida varia. A simbologia mais comum desse componente é a seguinte: Figura 7 – Simbologia de resistor variável Figura 8 –Resistores variáveis14 Além dos resistores, que são elementos resistivos, existem outros componentes que utilizam a variação da resistência, em determinadas condições, para realizar certas operações. Vejamos os componentes mais comuns: 12 Fonte: WALTRONICA. Disponível em: <http://www.waltronica.com.br/produto/142736-resistor-de-fio-fixo-fx5w-3k9- 67x16x9mm>. Acesso em 28/07/2016. 13 Os potenciômetros são bastante comuns em controles de volume de equipamentos de áudio. Para regular o volume ele controla a potência entregue aos alto-falantes, daí o seu nome. 14 Fontes: WALTRONICA e WIKIPEDIA. Disponível em: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f4/12_board_mounted_potentiometers.jpg>. Acesso em 28/07/2016. R Termistores – como o próprio nome indica, são dispositivos semicondutores que variam muito a sua resistência de acordo com a temperatura ambiente (resistência diminui com aumento da temperatura). Esses componentes são utilizados em circuitos que necessitam monitorar a temperatura do ambiente, como em termostatos. Figura 9 –Termistor: simbologia e imagem15 Fotoresistor (Células Fotocondutoras ou LDR (Light Detecting Resistance) – também são dispositivossemicondutores, mas estes variam a sua resistência de acordo com a intensidade luminosa que incide sobre eles. Quanto maior a intensidade luminosa, menor a resistência). São utilizados em circuitos que necessitam detectar a intensidade luminosa, como aqueles circuitos que controlam o acendimento e apagamento automático das lâmpadas de iluminação pública das cidades e estradas. Figura 10 – Fotoresistor: simbologia e imagem16 Varistores – componente que diminui a sua resistência rapidamente com o aumento repentino da tensão. Esses componentes são utilizados para supressão de transientes de alta tensão (proteção contra surtos de corrente). Resumidamente, quando ocorre uma descarga elétrica muito rápida e com tensão muito alta, que poderia danificar equipamentos, a resistência do varistor diminui muito rapidamente também, fazendo com que toda a corrente gerada pela descarga seja “desviada” do equipamento17. Figura 11 – Varistor: simbologia e imagem18 15 Fontes: WALTRONICA. 16 Fontes: WALTRONICA. 17 Ele gera um curto-circuito. Esse conceito será melhor analisado futuramente, quando estivermos abordando os circuitos elétricos. 18 Fontes: WALTRONICA. t CHOQUE ELÉTRICO Como já vimos, o choque elétrico é a passagem de corrente elétrica pelo corpo humano. O mais importante é compreendermos que mesmo intensidades pequenas de corrente elétrica passando pelo corpo humano podem causar efeitos colaterais muito sérios (nosso corpo reage a alguns miliampères de corrente). É indicado que qualquer corrente acima de 10 mA deve ser considerada como perigosa (veremos isso logo a seguir). Para quaisquer valores de tensão elétrica encontrada em residências, a nossa pele seca possui uma resistência elétrica tão elevada, que mantém as correntes elétricas que circulam pelo corpo dentro de níveis aceitáveis. Normalmente a pele seca possui uma resistência de 500.000 . Se considerarmos uma tensão de 220 V (utilizada na maioria dos chuveiros elétricos) e considerarmos que a pele da pessoa submetida a essa tensão está seca, teremos uma corrente de: 𝐼 = 𝑉 𝑅 = 220 𝑉 500000 Ω = 0,00044 𝐴 𝑜𝑢 0,44 𝑚𝐴 Como é possível perceber, essa corrente é muito menor que o limite de segurança da corrente elétrica. O problema é quando a pele estiver molhada (transpiração, banho, etc.) ou quando estiver rompida (ferimentos). Nesses casos a resistência elétrica é bem menor, levando a intensidades de corrente elétricas que podem ser perigosas para o ser humano. Normalmente a pele molhada apresenta uma resistência de apenas 1.000 . Se considerarmos agora a mesma tensão, mas com a pele molhada, teremos uma corrente de: 𝐼 = 𝑉 𝑅 = 220 𝑉 1000 Ω = 0,22 𝐴 𝑜𝑢 220 𝑚𝐴 Agora, temos uma corrente, não só muito maior do que a anterior, como praticamente mortal. Para entendermos melhor esse efeito da corrente elétrica sobre o corpo humano, vamos observar a tabela abaixo: INTENSIDADE DA CORRENTE PERTURBAÇÕES DURANTE O CHOQUE SITUAÇÃO APÓS O CHOQUE MÉTODO DE SALVAMENTO RESULTADO PROVÁVEL < 1mA Nenhuma Normal - Normal 1 a 9 mA Choque fraco – sensação desagradável à medida que a corrente aumenta e contrações musculares Normal Desnecessário Normal 9 a 20 mA Choque doloroso – sensação dolorosa, contrações violentas, perturbações circulatórias Morte aparente Respiração artificial Restabelecimento ou morte 20 a 100 mA Choque forte – sensação insuportável, contrações violentas, perturbações circulatórias, graves fibrilações/asfixia Paralisia muscular Dificuldades respiratórias Morte aparente Muito difícil Restabelecimento difícil ou morte > 100 mA Choque fortíssimo – asfixia imediata, fibrilação ventricular Morte aparente ou imediata Muito difícil Morte Vários ampères Asfixia imediata, queimaduras Morte aparente ou imediata Praticamente impossível Morte Veja, a corrente obtida com a pele molhada no chuveiro tem resultado mortal bem provável. Por esse motivo temos que tomar cuidado ao manusear qualquer tipo de dispositivo elétrico quando estivermos em locais úmidos ou quando estivermos molhados. Seguem algumas dicas sobre o manuseio de dispositivos e instalações elétricas, e os choques elétricos: Sempre considere cuidadosamente o resultado de cada ação a ser executada em relação à instalações e dispositivos elétricos; Se possível, afaste-se de circuitos com corrente elétrica; Nunca faça reparos em instalações elétricas sozinho, para que exista socorro em caso de acidente; Nunca confie em interloques (chaves e interruptores), sempre desligue o equipamento antes de manuseá-lo; Não deixe seu corpo em potencial de terra (neutro), porque qualquer potência vai gerar uma corrente elétrica pelo seu corpo (para evitar, por exemplo, utilize calçados com sola de borracha); Não alimente com eletricidade qualquer equipamento que tenha sido molhado. CORRENTE ELÉTRICA EM DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Agora que vimos os efeitos de apenas algumas centenas de miliampères, vamos voltar às descargas atmosféricas. Os valores de corrente elétrica encontrado nas descargas atmosféricas varia entre 2.000 A e 200.000 A ! Sendo que 70% das descargas apresentam valores de corrente maiores do que 10.000 A ! Esse é o motivo pelo qual devemos ter muito cuidado com as descargas atmosféricas, inclusive realizando procedimentos para proteger as edificações com um Sistema de Proteção contra Descarga Atmosférica (SPDA), como para-raios ou abordagem de gaiola de Faraday. BIBLIOGRAFIA ALEXANDER, Charles K; SADIKU, Matthew, N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. Porto Alegre: AMGH, 2013. BOYLESTAD, Robert L. Introdução à Análise de Circuitos. 10 ed. Pearson/Prentice-Hall, 2004. DE STÉFANI, Rodrigo Verardino. Metodologia de Projeto de Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas para Edifício Residencial. São Carlos: Universidade de São Paulo – Escola de Engenharia de São Carlos – Departamento de Engenharia Elétrica, 2011. EDUFER. Tabela de resistividade dos materiais condutores, semicondutores e isolantes. Disponível em <http://www.edufer.com.br/tabela-de-resistividade-dos-materiais-condutores-semicondutores-e- isolantes/>. Acesso em 22/01/2016 ELECTRONICS TUTORIALS. Types of Resistor. Disponível em: <http://www.electronics- tutorials.ws/resistor/res_1.html>. Acessi em 28/07/2016. GUSSOW, Milton. Eletricidade Básica: 247 Problemas resolvidos / 379 Problemas propostos. Makron, 2008. MARKUS, Otávio. Circuitos Elétricos – Corrente Contínua e Corrente Alternada. São Paulo: Érica, 2004. SANTOS, José Eli Santos dos. Tabela de resistividade dos materiais condutores, semicondutores e isolantes. IFRS - Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul. Apostila – Física 3. Disponível em <http://academico.riogrande.ifrs.edu.br/~jose.eli/apostilas/fisica3/Resistividade.pdf>. Acesso em 31/01/2016
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