A ELETRICIDADE E SUAS APLICAÇÕES - FÍSICA - 2008
Prof. Cleovam Pôrto (organizador)
OPINIÃO / ENTREVISTA*
1) Pergunta – A eletricidade é perigosa ?
Resposta – É muito perigosa. Nossas casas recebem tensões de 110 V, 127 V ou 220 V, dependendo da sua localização. Qualquer dessas tensões é capaz de matar uma pessoa.
2) P – Mas não é a corrente elétrica que mata ?
R – Sim, mas não existe corrente elétrica sem tensão. Na verdade, uma corrente elétrica de 30 miliampères, passando pelo coração, já é perigosa. Se atingir os 50 miliampères, pode ser fatal. O corpo de uma pessoa adulta tem uma resistência elétrica que varia de 2000 Ω** a 5000 Ω ( para crianças, esses valores são ainda menores). Se a gente multiplicar o menor valor de corrente que oferece perigo – 30 miliampères ou 0,03 ampères – pela menor resistência elétrica do corpo de uma pessoa adulta – 2000 Ω - vamos obter a menor tensão que já oferece perigo, ou seja: 0,03 A x 2000 Ω = 60 V. Essa é quase a tensão máxima a que um adulto pode ser submetido sem muito perigo. Como se vê, ela é bem menor do que a fornecida pelas companhias de eletricidade. Imagine agora uma situação mais perigosa: uma pessoa com baixa resistência elétrica – 2000 Ω - submetida à maior tensão doméstica, 220 V. Seu corpo será percorrido por uma corrente elétrica de 110 mA, mais do que o dobro dos 50 mA fatais! E 220 V é provavelmente, a tensão doméstica mais comum em nosso país.
3) P – E no caso de uma criança ?
R – Aí a situação fica mais grave porque a sua resistência elétrica – e física também – é ainda menor. Para crianças, o valor máximo de tensão a que ele pode ser submetida, sem perigo, em qualquer situação, é 24 V.
4) P – Existem padrões internacionais de segurança ?
R – Claro. Existem normas estabelecendo o valor de 65 V com tensão máxima de contato para um adulto. No entanto, uma pessoa pode estar em condições adversas: descalça, molhada ou com as mãos suadas, por exemplo. Nesses casos, as tensões limites são de 42 V para adultos.
5) P – Por que os passarinhos que pousam nos fios elétricos não são eletrocutados ?
R – Porque as duas patas do passarinho estão ligadas ao mesmo potencial e, para que haja corrente elétrica, é preciso que haja uma diferença de potencial. É o que estamos chamando de tensão. Por isso, as tomadas tem pelo menos, dois pinos, o que equivale a uma entrada e uma saída. Sem isso, não pode haver um circuito, e, sem circuito, não há corrente elétrica.
6) P – Então uma criança pode enfiar o dedo no buraco da tomada ?
R – NÃO! Isso é ainda mais perigoso do que colocar dois dedos da mesma mão em cada buraco!
7) P – Mas não existe um só pólo ? Como há corrente ?
R – Aí é que está o problema. Não existe só um pólo. Toda instalação elétrica tem sempre, pelo menos, um terminal da rede elétrica ligado à terra. Isso é necessário para que, caso haja algum defeito de isolação numa ligação qualquer, a corrente elétrica possa ter por onde escoar. Senão, ela pode atingir a primeira pessoa que encoste em algum lugar que tenha contato com essa ligação. Por isso, a terra funciona também como um terminal de tensão. Se uma criança descalça ou, pior ainda, de joelhos, enfiar o dedo na tomada, o perigo é enorme. Se ela estiver sobre um piso cerâmico ou encostar a outra mãozinha na parede, pode levar um choque muito forte, chegando até a ser fatal!
8) P – E por que colocar um só dedo é mais perigoso que colocar dois dedos da mesma mão ?
R – Porque colocando dois dedos, embora o choque seja inevitável, a corrente elétrica deve passar apenas pelos dedos. Certamente, vai queimar e doer muito, mas não será fatal. Agora, imagine a criança com o dedo num pólo da tomada e a outra mãozinha encostada na parede. É fácil perceber que, nesse caso, a corrente elétrica vai passar pelo corpo da criança e, nesse percurso, estará o seu coração. Por isso, o perigo é maior.
9) P – Por isso é que é perigoso soltar pipas perto da rede elétrica ?
R – Exatamente. Os fios da rede elétrica, principalmente os de alta tensão, são fios nus, desencapados. As linhas que se usam para soltar pipas são isolantes, para as tensões domésticas. Mas, para as altas tensões da rede, elas se tornam condutoras. Se a linha da pipa encostar ou enroscar-se num desses fios e a criança estiver descalça, ou encostar em algum muro ou parede, estabelecendo um contato com a terra, fecha-se o circuito e ela pode se ferir gravemente. Isso porque nesse caso, também, a corrente elétrica vai atravessar todo o seu corpo, podendo passar pelo coração.
10) P – Se a linha da pipa às vezes é condutora e às vezes não é, como a gente sabe quando um corpo é condutor ?
R – Em geral, quando se fala em condutores e isolantes, fica subtendido que estamos pensando em tensões domésticas, que não ultrapassam os 220 V. Nesse caso, quase tudo que não é metal pode ser considerado isolante. Plástico, vidro, borracha, madeira, papel e até linhas de pipa. Mas para tensões muito altas, como a da rede elétrica, talvez só o plástico, o vidro e a borracha sejam confiáveis.
11) P – Quer dizer que a água não é muito isolante ? Então é perigoso tomar banho de chuveiro elétrico ?
R – Se a resistência elétrica não for blindada e tiver contato direto com a água, existe algum perigo. Pode acontecer de a resistência queimar, interrompendo o circuito do chuveiro, e a corrente passar para o corpo da pessoa através da água. Mas os riscos dessa corrente não são muito grandes, ela tende a percorrer apenas a superfície do corpo.
12) P – Tudo isso significa que a gente corre muito perigo em casa ?
R – Não. Uma instalação elétrica bem feita é absolutamente segura. O perigo ocorre quando ela não é feita por profissionais ou quando se fazem as famosas gambiarras.
13) P – Como socorrer uma pessoa que está sofrendo uma descarga elétrica ?
R – Em primeiro lugar, nunca se deve tocar na pessoa atingida porque a corrente elétrica passa de uma pessoa para outra. Deve-se desligar as chaves, desarmar os disjuntores ou tirar os fusíveis, interrompendo a corrente elétrica. Se isso não for possível, deve-se isolar a pessoa atingida com material isolante, como caibros de madeira, por exemplo.
Em seguida iniciar, imediatamente, uma respiração artificial. E uma outra pessoa deve chamar um médico. Não se deve interromper a respiração artificial, nem mesmo para pedir socorro.
*Ω = ohms; grandeza física que mede a resistência elétrica.
** Gaspar, Alberto, A eletricidade e suas aplicações. Editora Ática. São Paulo, 1996.
OS ELÉTRONS SÃO RÁPIDOS, MAS A CORRENTE É LENTA***
Quando acendemos uma lâmpada, não notamos nenhuma demora entre o instante de acionamento do interruptor e o instante de acendimento da lâmpada.
À primeira vista, poderíamos imaginar que os elétrons se deslocam rapidamente pelo fio, já que a corrente parece atingir a lâmpada instantaneamente.
No entanto, essa conclusão apressada é falsa: a velocidade média dos elétrons é da ordem de milímetros por segundo. A corrente elétrica se estabelece rapidamente no fio inteiro por que as forças elétricas atingem os elétrons com a velocidade da luz.
Assim, quando acionamos o interruptor, os elétrons livres do fio inteiro começam a se mover praticamente ao mesmo tempo. Os elétrons do filamento da lâmpada, do interruptor e dos fios entram em movimento quase simultaneamente. Tudo se passa como se os elétrons fossem bolinhas amarradas num barbante; puxando o barbante, todas as bolinhas entram em movimento juntas.
Na verdade, essa idéia das bolinhas funciona como uma descrição do movimento médio dos elétrons. Se pensarmos em cada elétron livre isoladamente, o movimento é mais complexo: devido à agitação térmica eles já têm movimento mesmo antes de a lâmpada ser acesa.
Em qualquer metal, os elétrons livres se movem com velocidades muito altas, da ordem de milhares de quilômetros por segundo. Chocam-se continuamente com os átomos, percorrendo trajetórias caóticas em ziguezague, mas seu deslocamento médio é nulo.
Quando é aplicada no fio uma diferença de potencial, os elétrons passam a avançar entre um choque e o próximo. Esse avanço é que é lento, da ordem de milímetros por segundo.
(*** Adaptado: Aprendendo física vol. 3, Marcos Chiquetto e outros, Editora Scipione )
Prof. Cleovam Pôrto (organizador)
OPINIÃO / ENTREVISTA*
1) Pergunta – A eletricidade é perigosa ?
Resposta – É muito perigosa. Nossas casas recebem tensões de 110 V, 127 V ou 220 V, dependendo da sua localização. Qualquer dessas tensões é capaz de matar uma pessoa.
2) P – Mas não é a corrente elétrica que mata ?
R – Sim, mas não existe corrente elétrica sem tensão. Na verdade, uma corrente elétrica de 30 miliampères, passando pelo coração, já é perigosa. Se atingir os 50 miliampères, pode ser fatal. O corpo de uma pessoa adulta tem uma resistência elétrica que varia de 2000 Ω** a 5000 Ω ( para crianças, esses valores são ainda menores). Se a gente multiplicar o menor valor de corrente que oferece perigo – 30 miliampères ou 0,03 ampères – pela menor resistência elétrica do corpo de uma pessoa adulta – 2000 Ω - vamos obter a menor tensão que já oferece perigo, ou seja: 0,03 A x 2000 Ω = 60 V. Essa é quase a tensão máxima a que um adulto pode ser submetido sem muito perigo. Como se vê, ela é bem menor do que a fornecida pelas companhias de eletricidade. Imagine agora uma situação mais perigosa: uma pessoa com baixa resistência elétrica – 2000 Ω - submetida à maior tensão doméstica, 220 V. Seu corpo será percorrido por uma corrente elétrica de 110 mA, mais do que o dobro dos 50 mA fatais! E 220 V é provavelmente, a tensão doméstica mais comum em nosso país.
3) P – E no caso de uma criança ?
R – Aí a situação fica mais grave porque a sua resistência elétrica – e física também – é ainda menor. Para crianças, o valor máximo de tensão a que ele pode ser submetida, sem perigo, em qualquer situação, é 24 V.
4) P – Existem padrões internacionais de segurança ?
R – Claro. Existem normas estabelecendo o valor de 65 V com tensão máxima de contato para um adulto. No entanto, uma pessoa pode estar em condições adversas: descalça, molhada ou com as mãos suadas, por exemplo. Nesses casos, as tensões limites são de 42 V para adultos.
5) P – Por que os passarinhos que pousam nos fios elétricos não são eletrocutados ?
R – Porque as duas patas do passarinho estão ligadas ao mesmo potencial e, para que haja corrente elétrica, é preciso que haja uma diferença de potencial. É o que estamos chamando de tensão. Por isso, as tomadas tem pelo menos, dois pinos, o que equivale a uma entrada e uma saída. Sem isso, não pode haver um circuito, e, sem circuito, não há corrente elétrica.
6) P – Então uma criança pode enfiar o dedo no buraco da tomada ?
R – NÃO! Isso é ainda mais perigoso do que colocar dois dedos da mesma mão em cada buraco!
7) P – Mas não existe um só pólo ? Como há corrente ?
R – Aí é que está o problema. Não existe só um pólo. Toda instalação elétrica tem sempre, pelo menos, um terminal da rede elétrica ligado à terra. Isso é necessário para que, caso haja algum defeito de isolação numa ligação qualquer, a corrente elétrica possa ter por onde escoar. Senão, ela pode atingir a primeira pessoa que encoste em algum lugar que tenha contato com essa ligação. Por isso, a terra funciona também como um terminal de tensão. Se uma criança descalça ou, pior ainda, de joelhos, enfiar o dedo na tomada, o perigo é enorme. Se ela estiver sobre um piso cerâmico ou encostar a outra mãozinha na parede, pode levar um choque muito forte, chegando até a ser fatal!
8) P – E por que colocar um só dedo é mais perigoso que colocar dois dedos da mesma mão ?
R – Porque colocando dois dedos, embora o choque seja inevitável, a corrente elétrica deve passar apenas pelos dedos. Certamente, vai queimar e doer muito, mas não será fatal. Agora, imagine a criança com o dedo num pólo da tomada e a outra mãozinha encostada na parede. É fácil perceber que, nesse caso, a corrente elétrica vai passar pelo corpo da criança e, nesse percurso, estará o seu coração. Por isso, o perigo é maior.
9) P – Por isso é que é perigoso soltar pipas perto da rede elétrica ?
R – Exatamente. Os fios da rede elétrica, principalmente os de alta tensão, são fios nus, desencapados. As linhas que se usam para soltar pipas são isolantes, para as tensões domésticas. Mas, para as altas tensões da rede, elas se tornam condutoras. Se a linha da pipa encostar ou enroscar-se num desses fios e a criança estiver descalça, ou encostar em algum muro ou parede, estabelecendo um contato com a terra, fecha-se o circuito e ela pode se ferir gravemente. Isso porque nesse caso, também, a corrente elétrica vai atravessar todo o seu corpo, podendo passar pelo coração.
10) P – Se a linha da pipa às vezes é condutora e às vezes não é, como a gente sabe quando um corpo é condutor ?
R – Em geral, quando se fala em condutores e isolantes, fica subtendido que estamos pensando em tensões domésticas, que não ultrapassam os 220 V. Nesse caso, quase tudo que não é metal pode ser considerado isolante. Plástico, vidro, borracha, madeira, papel e até linhas de pipa. Mas para tensões muito altas, como a da rede elétrica, talvez só o plástico, o vidro e a borracha sejam confiáveis.
11) P – Quer dizer que a água não é muito isolante ? Então é perigoso tomar banho de chuveiro elétrico ?
R – Se a resistência elétrica não for blindada e tiver contato direto com a água, existe algum perigo. Pode acontecer de a resistência queimar, interrompendo o circuito do chuveiro, e a corrente passar para o corpo da pessoa através da água. Mas os riscos dessa corrente não são muito grandes, ela tende a percorrer apenas a superfície do corpo.
12) P – Tudo isso significa que a gente corre muito perigo em casa ?
R – Não. Uma instalação elétrica bem feita é absolutamente segura. O perigo ocorre quando ela não é feita por profissionais ou quando se fazem as famosas gambiarras.
13) P – Como socorrer uma pessoa que está sofrendo uma descarga elétrica ?
R – Em primeiro lugar, nunca se deve tocar na pessoa atingida porque a corrente elétrica passa de uma pessoa para outra. Deve-se desligar as chaves, desarmar os disjuntores ou tirar os fusíveis, interrompendo a corrente elétrica. Se isso não for possível, deve-se isolar a pessoa atingida com material isolante, como caibros de madeira, por exemplo.
Em seguida iniciar, imediatamente, uma respiração artificial. E uma outra pessoa deve chamar um médico. Não se deve interromper a respiração artificial, nem mesmo para pedir socorro.
*Ω = ohms; grandeza física que mede a resistência elétrica.
** Gaspar, Alberto, A eletricidade e suas aplicações. Editora Ática. São Paulo, 1996.
OS ELÉTRONS SÃO RÁPIDOS, MAS A CORRENTE É LENTA***
Quando acendemos uma lâmpada, não notamos nenhuma demora entre o instante de acionamento do interruptor e o instante de acendimento da lâmpada.
À primeira vista, poderíamos imaginar que os elétrons se deslocam rapidamente pelo fio, já que a corrente parece atingir a lâmpada instantaneamente.
No entanto, essa conclusão apressada é falsa: a velocidade média dos elétrons é da ordem de milímetros por segundo. A corrente elétrica se estabelece rapidamente no fio inteiro por que as forças elétricas atingem os elétrons com a velocidade da luz.
Assim, quando acionamos o interruptor, os elétrons livres do fio inteiro começam a se mover praticamente ao mesmo tempo. Os elétrons do filamento da lâmpada, do interruptor e dos fios entram em movimento quase simultaneamente. Tudo se passa como se os elétrons fossem bolinhas amarradas num barbante; puxando o barbante, todas as bolinhas entram em movimento juntas.
Na verdade, essa idéia das bolinhas funciona como uma descrição do movimento médio dos elétrons. Se pensarmos em cada elétron livre isoladamente, o movimento é mais complexo: devido à agitação térmica eles já têm movimento mesmo antes de a lâmpada ser acesa.
Em qualquer metal, os elétrons livres se movem com velocidades muito altas, da ordem de milhares de quilômetros por segundo. Chocam-se continuamente com os átomos, percorrendo trajetórias caóticas em ziguezague, mas seu deslocamento médio é nulo.
Quando é aplicada no fio uma diferença de potencial, os elétrons passam a avançar entre um choque e o próximo. Esse avanço é que é lento, da ordem de milímetros por segundo.
(*** Adaptado: Aprendendo física vol. 3, Marcos Chiquetto e outros, Editora Scipione )
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