Equalização de Potencial Eletrico, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

Baixe Equalização de Potencial Eletrico e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity!

CARLOS EDUARDO SOARES DE LIMA

carloseduardo.lima@ig.com.br

EQUALIZAÇÃO DE POTENCIAL ELÉTRICO

INSTITUTO BRASILEIRO DE PESQUISAS HOSPITALARES

SÃO PAULO, 16 DE SETEMBRO DE 2002

Carlos Eduardo Soares de Lima

Equalização de Potencial Elétrico

Monografia de conclusão do curso de especialização em Engenharia e

Manutenção Hospitalar – Ministrado pelo Instituto Brasileiro de Pesquisas

Hospitalares – IPH

Orientador: Prof. Dr. Alexandre H. Hermini

São Paulo, 16 de Setembro de 2002.

Pagina de Avaliação

Para a compreensão do choque elétrico e seus riscos ao ser humano, cito o

funcionamento do coração e de quais maneiras estamos sujeitos a uma descarga

elétrica.

As descargas atmosféricas e as eletrostáticas são grandes geradoras de

desequilíbrio dos potenciais, sendo estes assuntos também abordados.

Por fim, são apresentadas algumas maneiras para melhorar a equalização

dos potenciais, tais como: um bom aterramento e o uso de pisos semicondutivos.

ÍNDICE

INTRODUÇÃO-----------------------------------------------------------------------------------------

CAPÍTULO I

ELETRICIDADE---------------------------------------------------------------------------------------

1.1 O que é eletricidade------------------------------------------------------------------------- 1.2 O que é corrente elétrica-------------------------------------------------------------------

CAPÍTULO II PRODUÇÃO DA ELETRICIDADE----------------------------------------------------------------

2.1 Como a fricção produz eletricidade------------------------------------------------------ 2.2 Como o magnetismo produz eletricidade------------------------------------------------

CAPÍTULO III

FORÇA ELETROMOTRIZ (F.E.M.) – A CAUSA DA CORRENTE-----------------------

3.1 O que é F.e.m.-------------------------------------------------------------------------------

CAPITULO IV

RESISTÊNCIA – O QUE CONTROLA A CORRENTE--------------------------------------

4.1 O que é Resistência------------------------------------------------------------------------

CAPÍTULO V

O CHOQUE ELÉTRICO-----------------------------------------------------------------------------

5.6 Correção do Potencial de Passo e de Toque Máximo Admissível Devido à

CAPÍTULO IX

 - 5.1 O que é o Choque Elétrico----------------------------------------------------------------- - 5.2 O coração------------------------------------------------------------------------------------ - 5.2.1 Funcionamento Mecânico do Coração------------------------------------------------- - 5.2.2 Funcionamento do Coração------------------------------------------------------------- - 5.2.3 Fibrilação Ventricular do Coração pelo Choque Elétrico--------------------------- - 5.2.4 Desfibrilador Elétrico-------------------------------------------------------------------- - 5.3 Influência do valor da Corrente Elétrica------------------------------------------------- - 5.3.1 Curva Tempo X Corrente---------------------------------------------------------------- - 5.3.2 Limite de Corrente para Não Causar Fibrilação-------------------------------------- - 5.4 Potencial de Toque------------------------------------------------------------------------- - 5.4.1 Potencial de Toque Máximo------------------------------------------------------------ - 5.5 Potencial de Passo-------------------------------------------------------------------------- - Colocação de Brita na Superfície--------------------------------------------------------- - 5.7 Medida de Potencial de Toque------------------------------------------------------------ - 5.8 Medida de Potencial de Passo------------------------------------------------------------- 

• DESCARGAS ATMOSFÉRICAS------------------------------------------------------------------- CAPITULO VI - 6.1 Descargas atmosféricas--------------------------------------------------------------------
  • DESCARGAS ELETROSTÁTICAS--------------------------------------------------------------- CAPÍTULO VII - 7.1 Descargas eletrostáticas--------------------------------------------------------------------
  • ATERRAMENTO-------------------------------------------------------------------------------------- CAPÍTULO VIII - 8.1 Importância do aterramento em instalações elétricas---------------------------------- - 8.2 Proteção contra choques elétricos-------------------------------------------------------- - 8.3 Proteção contra contatos diretos---------------------------------------------------------- - 8.4 Proteção contra contatos indiretos-------------------------------------------------------- - 8.5 Métodos mais comuns de aterramento--------------------------------------------------- - 8.5.1 Aterramento utilizando o sistema TN-------------------------------------------------- - 8.5.2 Aterramento utilizando o sistema TT-------------------------------------------------- - 8.5.3 Aterramento utilizando o sistema IT---------------------------------------------------
    • ELÉTRICAS HOSPITALARES-------------------------------------------------------------------- ATERRAMENTO EM INSTALAÇÕES - 9.1 Principal Motivo---------------------------------------------------------------------------- - 9.2 Generalidades------------------------------------------------------------------------------- - 9.3 Princípios e funcionamento de um sistema de aterramento--------------------------- - 9.4 Elementos de aterramento----------------------------------------------------------------- - 9.5 Elaboração do projeto---------------------------------------------------------------------- - 9.6 Métodos de medição da resistência de aterramento------------------------------------
      • 9.7 Sistemas de distribuição elétrica em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde----
• PISOS SEMICONDUTIVOS PARA SALAS DE CIRURGIA -------------------------------- CAPÍTULO X

falhas, sendo esta uma área de importância vital para qualquer estudo a ser desenvolvido na estrutura elétrica hospitalar.

CAPÍTULO I

ELETRICIDADE

1.1 O que é eletricidade

Todos os efeitos da eletricidade são conseqüência da existência de uma partícula minúscula chamada “elétron”. Como ninguém pode realmente ver um elétron, e sim apenas os efeitos que ele produz, denominamos de “teoria eletrônica” as leis que governam o seu comportamento. A Teoria eletrônica não é somente a base dos projetos de todos os equipamentos elétricos e eletrônicos; ela explica as ações físicas e químicas e está auxiliando os cientistas na pesquisa da verdadeira natureza do universo e da própria vida. Como a simples concepção da existência dos elétrons dá margem a tantas descobertas importantes em eletricidade, eletrônica, química e física atômica, podemos admitir sem dúvida alguma que o elétron realmente existe. Todos os equipamentos elétricos e eletrônicos têm sido projetados utilizando a teoria eletrônica. De acordo com a teoria eletrônica, todos os efeitos elétricos e eletrônicos são causados pelo movimento de elétrons de um local para outro ou pela existência de um excesso ou falta de elétrons em um certo local. Como se sabe, toda matéria é formada por moléculas e todas as moléculas são compostas por átomos. Todas as variedades de matéria são constituídas por átomos de muitos tamanhos diferentes e de complexidades diversas. Entretanto, todos os átomos são formados por um núcleo rodeado de elétrons que se movem em torno do mesmo. O núcleo e o número de elétrons variam de elemento para elemento. O elemento mais simples, o hidrogênio, tem apenas um elétron em órbita em torno do núcleo, enquanto que alguns dos complexos e pesados elementos artificiais, obtidos com os reatores atômicos, podem ter mais de 100 elétrons em órbita ao redor do núcleo. Em um átomo, o número total de elétrons carregados negativamente que circulam ao redor do núcleo é igual exatamente ao número de cargas positivas existentes no núcleo. As cargas positivas são denominadas “prótons”. Além dos prótons, o núcleo contém ainda partículas eletricamente neutras, chamadas “nêutrons”, que equivalem a um próton e um

elétron intimamente ligados. Átomos de elementos diferentes contém quantidade diferente de nêutrons no núcleo, porém o número de elétrons que giram em torno do núcleo é sempre igual ao número de prótons livres (ou cargas positivas) dentro do núcleo. Os elétrons das órbitas mais externas do átomo são atraídos pelo núcleo com menor força que os elétrons das órbitas mais próximas do núcleo. Estes elétrons externos são chamados elétrons “livres” e podem ser retirados das órbitas com facilidade. É o movimento dos elétrons livres que constitui uma corrente elétrica. Para produzir eletricidade, alguma forma de energia deve ser usada para movimentar os elétrons. Algumas fontes básicas de energia que podem ser utilizadas são: FRICÇÃO, PRESSÃO, CALOR, LUZ, MAGNETISMO e AÇÃO QUÍMICA. Para a produção de cargas elétricas, lembramos que os elétrons circulam ao redor do núcleo de um átomo e são mantidos nas suas órbitas pela ação da carga positiva do núcleo. No entanto, se forçarmos um elétron a sair de sua órbita, a ação desse elétron passará a ser conhecida pelo nome de “eletricidade”. Os elétrons que foram retirados de suas órbitas sob uma ação qualquer causarão uma falta de elétrons no lugar de onde saíram e um excesso de elétrons no ponto que atingiram. O excesso de elétrons em uma substância é chamado de “carga negativa”, enquanto que a falta de elétrons é conhecida como “carga positiva”. Quando estas cargas existirem, teremos o que é conhecido como “eletricidade estática”. Para originar uma carga positiva ou negativa, o elétron terá que se movimentar, 2 enquanto as cargas positivas do núcleo permanecem imóveis. Qualquer material que apresente uma carga “positiva” tem o seu número normal de cargas positivas no núcleo e falta de elétrons. Um material carregado negativamente, entretanto, tem excesso de elétrons.

1.2 O que é corrente elétrica

Os elétrons das órbitas externas do átomo são atraídos pelo núcleo com menor força que os elétrons das órbitas mais próximas do núcleo, como já foi dito. Estes elétrons externos podem ser facilmente retirados de suas órbitas, enquanto que os elétrons internos, que podem ser chamados de elétrons “presos”, dificilmente podem ser retirados das órbitas. Os átomos e moléculas de uma substância estão animados de um movimento contínuo e errático que depende da natureza da substância, da temperatura e da pressão. Este movimento errático possibilita a saída de elétrons das órbitas externas e eles se tornam “elétrons livres”. Os elétrons livres são atraídos por outros átomos que tenham perdido elétrons, resultando assim um movimento continuo de elétrons, de átomo para átomo, no interior das substancia. Todos os efeitos elétricos dependem de elétrons livres extraídos das órbitas externas dos átomos. O átomo, em si, não é afetado pela perda de elétrons, exceto quanto ao fato de ficar carregado positivamente, pronto a capturar outros elétrons livres para compensar os que perdeu. O movimento errático dos elétrons livres, de átomo para átomo, é normalmente igual em todas as direções, de tal maneira que nenhuma região da substância ganha ou perde elétrons no fim das contas. Quando o movimento é mais intenso em uma determinada direção, de modo que uma parte da substância perde elétrons em favor de outra, o movimento resultante ou fluxo é chamado de corrente.

Suponhamos que observássemos cuidadosamente o que acontece no interior de uma substância, quando uma corrente começa a circular. Já vimos anteriormente que um átomo é composto de um determinado número de nêutrons, prótons e elétrons. Os prótons possuem carga positiva, os elétrons carga negativa e os nêutrons não tem carga. O núcleo do átomo compõe-se de nêutrons e prótons e apresenta uma carga positiva igual ao número de

constante de elétrons da extremidade positiva continua atraindo os elétrons livres para a mesma.

CAPÍTULO II

PRODUÇÃO DA ELETRICIDADE

As Seis Fontes de Eletricidade

Para produzir eletricidade, alguma forma de energia deve ser usada para movimentar os elétrons. As seis fontes básicas de energia que podem ser utilizadas são: FRICÇÃO, PRESSÃO, CALOR, LUZ, MAGNETISMO e AÇÃO QUÍMICA.

Abordaremos aqui duas das fontes que no momento mais nos interessa. A Fricção e o Magnetismo.

2.1 Como a fricção produz eletricidade

A fricção é a principal fonte conhecida de eletricidade estática. Esfregando-se dois corpos diferentes, pode-se retirar alguns elétrons das órbitas dos átomos de um dos corpos, enquanto o outro trata de aprisionar estes elétrons. O material que recebe elétrons adquire carga negativa, e o que perde fica com carga positiva. Devido ao contato por fricção, algumas órbitas de elétrons se cruzam e um dos corpos pode fornecer elétrons ao outro. Quando isto acontece, aparecem cargas elétricas nos dois corpos e assim a fricção funciona como fonte de eletricidade. A carga que você poderá provocar poderá ser positiva ou negativa, dependendo do corpo que apresentar maior facilidade para liberar elétrons. Algumas substâncias que facilmente produzem eletricidade estática são o vidro, o âmbar, a ebonite, as ceras, a flanela, a seda, o rayon e o nylon. Quando se esfrega a ebonite com uma pele, esta última perde elétrons para o bastão de ebonite – o bastão carrega-se negativamente e a pele positivamente. Quando se esfrega o vidro com um pedaço de seda, o bastão de vidro perde elétrons e se carrega positivamente. È possível que uma carga estática transfira-se de um material para outro sem que haja fricção, mas a fonte original destas cargas estáticas é a fricção.

Atração e Repulsão de Cargas

Quando os corpos se apresentam carregados de eletricidade estática, eles se comportam de modo diferente do normal. Assim, se você colocar uma esfera carregada positivamente próximo de uma outra carregada negativamente, elas se atrairão mutuamente. Se as cargas forem suficientemente grandes e as esferas forem leves e tiverem liberdade de movimento ou não, uma força de atração existirá sempre entre as cargas de nomes opostos.

Esta atração existe porque o excesso de elétrons da carga negativa procura encontrar um lugar que tenha necessidade de elétrons. Se você juntar dois corpos de cargas opostas, o excesso de elétrons da carga negativa se transferirá para o corpo onde faltam elétrons. Esta transferência ou passagem de elétrons de uma carga negativa para uma positiva é chamada de “descarga”

Usando duas esferas com o mesmo tipo de carga (positiva ou negativa) você verá que elas se repetirão mutuamente.

Transferência de Cargas Estáticas por Contato

Embora a maioria das cargas estáticas seja devida à fricção, elas também podem ser produzidas por outros meios. Se um objeto possuir uma carga estática ele influenciará todos os outros objetos próximos. Esta influência poderá ser exercida por contato ou por indução. Carga positiva significa falta de elétrons e sempre atrai elétrons, enquanto que carga negativa significa excesso de elétrons e sempre repele elétrons. Se você tocar com um bastão carregado positivamente uma barra metálica sem carga, os elétrons da barra serão atraídos para o ponto de contato. Alguns destes elétrons deixarão a barra e entrarão no bastão, carregando a barra positivamente e diminuindo a carga positiva do bastão. 7

Tocando uma barra sem carga com um bastão carregado negativamente você provocará também o aparecimento de uma carga negativa na barra. À medida que o bastão carregado negativamente se aproximar da barra sem carga, os elétrons da parte da barra mais próxima do bastão serão repelidos para o extremo oposto. O extremo da barra próximo do bastão será então carregado positivamente e o lado oposto será carregado negativamente. Quando o bastão tocar a barra, alguns dos seus elétrons excedentes escaparão para a barra, a fim de neutralizar a carga positiva vizinha, ao passo que o extremo oposto da barra continuará retendo sua carga negativa. Quando o bastão se afastar da barra, a carga negativa permanecerá nela, e o bastão apresentar-se-á ainda carregado negativamente, se bem que com muito poucos elétrons em excesso. Quando um objeto carregado toca um objeto sem carga, ele perde um pouco de sua carga em favor do objeto sem carga até que seja atingindo o equilíbrio elétrico.

Descarga das Cargas Estáticas

Sempre que dois corpos carregados com cargas opostas são aproximados, os elétrons em excesso no corpo carregado negativamente serão atraídos na direção do corpo carregado positivamente. Unindo os dois corpos por um fio, você oferecerá um caminho para os elétrons do corpo com carga negativa se deslocarem em direção ao corpo com carga positiva, e então as cargas se neutralizarão. Ao invés de ligar os corpos por um fio, você poderá encosta-los (contato) e outra vez as cargas se neutralizarão.

11 Se você aproximar corpos com cargas elevadas, os elétrons poderão pular do corpo com carga negativa para o corpo com carga positiva, antes mesmo dos dois entrarem em contato. Neste caso você verá de fato a descarga sob a forma de uma centelha. Com cargas muito elevadas, a eletricidade estática poderá ser descarregada entre grandes espaços, causando centelhas de muitos centímetros de comprimento. O raio é um exemplo da descarga de eletricidade estática resultante do acúmulo de cargas estáticas nas nuvens, à medida que elas se deslocam no ar. As cargas estáticas naturais são formadas sempre que ocorre fricção entre as moléculas de ar, tal como acontece com as nuvens que se deslocam ou os ventos fortes, e você poderá verificar que estas cargas serão maiores nos climas muito secos ou sempre que a umidade for reduzida.

2.2 Como o magnetismo produz eletricidade

Energia Elétrica Produzida pelo Magnetismo

O método mais usual de produção de eletricidade em larga escala deriva da utilização do magnetismo. A fonte de eletricidade deve ser capaz de manter uma carga considerável porque seta carga será usada para fornecer energia elétrica. Embora a fricção, a pressão, o calor e a luz sejam também fontes de eletricidade, o seu uso é limitado a aplicações especiais pois não são capazes de manter uma carga suficiente para fornecer energia em grande escala. Quase toda a energia elétrica que se usa é originada nos geradores das usinas de força. O gerador pode ser acionado por energia hidráulica, por turbinas a vapor ou um motor de combustão interna. Qualquer que seja o método usado para acionar o gerador, a energia elétrica que ele produz é resultante da ação entre condutores e imãs que ele encerra. Quando se desloca um condutor em torno de um imã ou um imã em torno de um condutor, produz-se eletricidade no condutor devido ao magnetismo do imã.

O que é Magnetismo

O magnetismo é uma força invisível que se pode apreciar pelos efeitos que produz. Você sabe que o vento por exemplo, exerce uma força tremenda, porem não se pode ser visto. Da mesma forma, a força magnética pode ser sentida, mas não vista. O campo magnético ao redor de um imã pode ser explicado sob a forma de linhas de força invisíveis, que deixam o imã em um ponto e entram em outro ponto. Estas linhas de força invisíveis constituem o fluxo magnético e a área que ocupam constitui o “espectro magnético” do imã. O número de linhas de força por unidade de área é chamado de “densidade de fluxo”. Os pontos em que as linhas de força deixam e entram no imã são chamadas “pólos”. O circuito magnético é o caminho das linhas de força magnéticas.

Se você aproximar dois imãs, de modo que dois pólos “norte” se defrontem, você sentirá uma força de repulsão entre os mesmos. A aproximação de dois pólos “sul” redundará em idêntica repulsão, mas um pólo norte colocado defronte a um pólo sul produzirá uma força de atração. Sob este aspecto, os pólos magnéticos comportam-se como cargas estáticas. Cargas e pólos de mesmo nome se repelem, e cargas e pólos de nomes contrários se atraem.

A atração ou repulsão entre pólos magnéticos é devida ao campo magnético que envolve o imã. Como já foi explicado, o campo invisível é representado pelas linhas de força que deixam o pólo norte e entram no pólo sul do imã. No interior do imã, as linhas dirigem-se do pólo sul para o pólo norte, de maneira que o circuito não é interrompido. Uma característica das linhas de força magnéticas é que elas se repelem e não se cruzam. Se dois campos magnéticos são colocados lado a lado, pela aproximação de dois imãs, os campos não se misturam, mas se compõem e formam um campo deformado. (Note que as linhas de força não se cruzam)

Não existem isolantes para as linhas magnéticas. Verificou-se que as linhas de força passam através de todas as substâncias. No entanto, estas linhas se estabelecem mais facilmente em determinadas substâncias do que em outras. Este fator possibilita a concentração de linhas de força onde se desejar utiliza-las, ou o seu desvio de uma área ou instrumento.

Movimento de um Imã Próximo a um Condutor

Um dos métodos pelos quais o magnetismo produz eletricidade é pelo movimento de um imã nas proximidades de um condutor fixo. Se você ligar um medidor sensível às extremidades do condutor e movimentar um imã nas proximidades, o ponteiro do medidor sofrerá uma deflexão. A deflexão indicará a produção de eletricidade no condutor. Repetindo este movimento e observando com maior atenção o medidor, você concluirá que só há deflexão no medidor quando o imã é movimentado perto do condutor. Colocando o imã perto do condutor sem movimenta-lo, você observará que não haverá deflexão do ponteiro. Deslocando-se, entretanto, o imã desta posição, o medidor se movimentará e assim estará provado que o imã e o condutor sozinhos não são capazes de produzir eletricidade. A fim de deslocar o ponteiro é necessário o movimento do imã. O movimento é necessário, porque o campo magnético do imã só produz uma corrente elétrica em um condutor quando o campo magnético “corta” o condutor. Quando o imã e o seu campo estiverem fixos, o campo não “cortará” o condutor e não provocará o movimento de elétrons.

Movimento de um Condutor Próximo de um imã

movimento da bobina, ou ainda a intensidade do campo magnético. Os dois primeiros métodos podem ser facilmente realizados nos geradores elétricos usuais, porém torna-se muito difícil aumentar a potência dos imãs permanentes, além de certos limites. No entanto, para que se consiga gerar grandes quantidades de eletricidade, necessita-se de campos magnéticos muito mais fortes. Isto pode ser conseguido, com o uso de um eletroímã. Os eletroímãs funcionam segundo o princípio pelo qual um campo magnético pode ser produzido pela passagem de uma corrente elétrica através de uma bobina.

Um campo eletromagnético é um campo magnético produzido pela passagem da corrente elétrica em um condutor. Toda vez que há uma corrente elétrica num condutor cria-se um campo magnético ao redor do condutor, dependendo o sentido do campo do sentido da corrente. As figuras a seguir mostram correntes percorrendo condutores em sentidos diferentes. O campo magnético terá o sentido contrário ao do movimento dos ponteiros dos relógios, quando a corrente se deslocar da esquerda para a direita; se o sentido da corrente se inverter, o sentido do campo magnético também se inverterá. Na figura que mostra a vista em corte do condutor, com o campo magnético em volta, o ponto no centro do círculo representa uma corrente para fora do papel, na sua direção, e a cruz representa uma corrente cujo sentido é o de se afastar de você, entrando no papel.

CAPÍTULO III

FORÇA ELETROMOTRIZ (F.E.M.) – A CAUSA DA CORRENTE

3.1 O que é F.e.m.

Todas as vezes que o movimento de elétrons em uma substância é orientado no mesmo sentido, há corrente. Você já sabe que este movimento tem o sentido da carga (-) para a carga

(+), e que sempre ocorre quando se estabelece uma ligação condutora entre pontos de cargas diferentes. Para produzir uma carga, elétrons devem ser deslocados para provocar um excesso ou uma falta de elétrons no ponto em que se deseja que apareça a carga. Uma carga pode ser produzida por qualquer das fontes de eletricidade que já conhecemos. Estas fontes fornecem a energia necessária para efetuar o trabalho de deslocar os elétrons e que provocará uma carga. Qualquer que seja o tipo de energia usado para produzir uma carga, ela será transformada em energia elétrica logo que se der o aparecimento da carga; em outras palavras, a quantidade de energia que existirá na carga será exatamente igual à quantidade de energia fornecida pela fonte para gerar esta carga. Quando há corrente, a energia elétrica das cargas é utilizada para movimentar os elétrons, da carga menos positiva para a carga mais positiva. Chama-se força eletromotriz (f.e.m.) a força responsável pela corrente. Os elétrons podem ser deslocados, para a produção de uma carga, por qualquer das seis fontes de eletricidade; porém, quando os elétrons se movem de uma carga para outra, sob a forma de corrente, a força que os impulsiona é a f.e.m. Uma carga elétrica, positiva ou negativa, representa uma reserva de energia. Esta reserva de energia é uma energia potencial, desde que não esteja sendo utilizada. A energia potencial de uma carga é igual à quantidade de trabalho realizado para produzir esta carga, e é medida em “volts”. A força eletromotriz que existe entre duas cargas desiguais é a diferença de potencial entre as duas cargas. Como o potencial de cada carga se exprime em volts, a diferença de potencial também se exprimirá em volts. A diferença de potencial entre duas cargas é a força eletromotriz que atuará entre as duas e que comumente se denomina “tensão ou voltagem”. Existirá sempre uma tensão ou diferença de potencial entre as duas cargas que não forem exatamente iguais. Mesmo um corpo descarregado terá uma diferença de potencial em relação a um outro corpo carregado; ele será positivo em relação a uma carga negativa e negativo em relação a uma carga positiva. Da mesma forma, haverá sempre uma tensão entre duas cargas positivas desiguais ou entre duas cargas negativas desiguais. Assim, a tensão é essencialmente relativa e não é usada para exprimir quantidade de carga e sim para comparar uma carga com outra.

Um átomo não possui realmente uma cola em sua periferia, mas os campos elétricos das cargas positivas do núcleo atuam sobre os campos elétricos dos elétrons externos de modo análogo. Esta força de atração poderá ser maior ou menor, dependendo da estrutura do átomo (tipo de substância).

Como vimos a corrente elétrica é o movimento de elétrons livres em uma substância e que a corrente não se inicia espontaneamente, necessitando de uma fonte de força elétrica para impelir os elétrons “livres” através da substância. Vimos também que, removendo-se a fonte de energia, a corrente elétrica deixa de existir. Analisando os fatos acima, você pode deduzir que existe alguma coisa na substância que resiste à corrente elétrica e que segura os elétrons livres até que uma força suficiente é aplicada. Esta oposição à corrente elétrica é chamada resistência. A resistência corresponde ao poder da “cola” citada anteriormente. Com uma força elétrica (tensão) constante, quanto maior a oposição à corrente (resistência), menor será o número de elétrons que circularão através da substância (corrente). Usando-se a mesma fonte de tensão, quanto menor a resistência, maior será a corrente. Assim, possuindo uma fonte de tensão constante, você poderá aumentar a corrente diminuindo a resistência, ou diminuir a corrente aumentando a resistência. Pelo aumento ou diminuição da resistência de um circuito, ou seja, da oposição ao movimento de elétrons, pode-se ajustar a intensidade da corrente, de modo que ela satisfaça às necessidades de um determinado equipamento elétrico.

CAPÍTULO V

O CHOQUE ELÉTRICO

5.1 O que é o Choque Elétrico

É a perturbação de natureza e efeitos diversos que se manifesta no organismo humano quando este é percorrido por uma corrente elétrica.

Os efeitos das perturbações variam e dependem de:

• Percurso da corrente elétrica pelo corpo humano;
• Intensidade da corrente elétrica;
• Tempo de duração do choque elétrico;
• Espécie da corrente elétrica;
• Freqüência da corrente elétrica;
• Tensão elétrica;
• Estado de umidade da pele;
• Condições orgânicas do indivíduo.

As perturbações no indivíduo manifestam-se por:

• Inibição dos centros nervosos, inclusive dos que comandam a respiração produzindo PARADA RESPIRATÓRIA;
• Alteração no ritmo cardíaco, podendo produzir FIBRILAÇÃO VENTRICULAR e uma conseqüente PARADA CARDÍACA;
• Queimaduras profundas, produzindo NECROSE do tecido;
• Alterações no sangue provocadas por efeitos térmicos e eletrolíticos da corrente elétrica.

Se o choque elétrico for devido ao contato direto com a tensão da rede, todas as manifestações podem ocorrer. Para os choques elétricos devido à tensão de toque e passo impostas pelo sistema de aterramento durante o defeito na rede elétrica, a manifestação mais importante a ser considerada é a FIBRILAÇÃO VENTRICULAR DO CORAÇÃO.

5.2 O coração

5.2.1 Funcionamento Mecânico do Coração

Para compreender como ocorre a fibrilação ventricular no coração pelo choque elétrico, há necessidade de conhecer o funcionamento normal do coração. Do ponto de vista mecânico, o coração é uma bomba hemo-hidráulica que faz o sangue circular continuamente pelo corpo humano. O sangue venoso, isto é, pobre em O2 e rico em CO2, entra no coração pela veia cava inferior e superior, ocupando o átrio direito. Do átrio é bombeada para o ventrículo direito e deste para os pulmões, onde é feita a troca do CO2 pelo O2, formando o sangue arterial. Este sangue retorna ao átrio esquerdo onde é bombeado ao ventrículo esquerdo. Este último ao se contrair, impulsiona o sangue arterial para todo o corpo. A contração dos dois átrios dá-se no mesmo instante, o mesmo ocorrendo com os dois ventrículos. As paredes do coração são formadas por fibras musculares especializadas em efetuar as contrações cardíacas de maneira permanente e ritmada. 22 As paredes musculares do ventrículo são as mais solicitadas, porque a sua contração deve ser forte e eficiente para prover o bombeamento do sangue com pressão adequada a todo o corpo. Portanto, é nesta região que ocorrem os problemas cardíacos de enfarte e fibrilação ventricular.

FIGURA 5.2.1.1: Coração humano

5.2.2 Funcionamento do Coração

O funcionamento mecânico do coração é controlado e comandado eletricamente por dois módulos existentes no átrio direito do coração, pontos (1) e (2) da figura 5.2.1.1 e da 5.2.1.2.

Os dois pontos são chamados de Nódulo Sino Atrial (NSA) e Nódulo Átrio Ventricular (NAV).

O NSA é um gerador elétrico que, quimicamente, processa a alteração dos íons Na+ e K+, emitindo o sinal (pulso) elétrico. Este sinal, passando pela parede muscular do átrio, promove a sua contração e o sangue passa para o ventrículo. O sinal elétrico é então captado pelo feixe de His (3) e distribuído pela rede de Purkinje (4) a todas as fibras musculares (5) do ventrículo, provocando a contração deste. Nesta contração, o sangue contido na cavidade direita é impulsionado para os pulmões e o do lado esquerdo para todo o corpo.