Question

Por que nas residências é mais comum se utilizarem chuveiros de 220 v que de 110 v. Qual deles apresenta mais riscos à saúde em caso de choques elétricos?

Answer 1

Inicialmente vamos relembrar a Lei de Ohm:

$\begin{array}{ll} \large \sf P = V \cdot I \qquad \textcircled 1 & \large \text {\sf A pot\^encia (P) \'e o produto entre}\\ &\large \text {\sf tens\~ao (V) e corrente el\'etrica (I).}\end{array}$

$\begin{array}{ll} \large \sf V = R \cdot I \qquad \textcircled 2 & \large \text {\sf A tens\~ao (V) \'e o produto entre}\\ &\large \text {\sf resist\^encia el\'etrica (R) e corrente el\'etrica (I).}\end{array}$

$\begin{array}{ll} \large \sf I = \dfrac {V}{R} \qquad \textcircled 3& \large \text {\sf Dividindo ambos os membros por R.}\end{array}$

$\begin{array}{ll} \large \sf P = R \cdot I^2 \qquad \ & \large \text {\sf Substituindo a equa\c{c}\~ao \textcircled 2 na \textcircled 1}\\ &\large \text {\sf tens\~ao (V) e corrente el\'etrica (I).}\end{array}$

$\begin{array}{ll} \large \sf P = \dfrac{V^2}{R} \qquad \ & \large \text {\sf Substituindo a equa\c{c}\~ao \textcircled 3 na \textcircled 1}\\ &\large \text {\sf tens\~ao (V) e corrente el\'etrica (I).}\end{array}$

• Um chuveiro deve aquecer a água e para isso utiliza a potência elétrica para gerar calor. O chuveiro possui uma resistência (R) de valor constante e é alimentado com uma tensão eficaz (V) constante. A potência (P) gerada em função desse parâmetros pode ser obtida por:

$\large \sf P = \dfrac{V^2}{R}$

• Observe que a potência gerada pela resistência do chuveiro é diretamente proporcional ao quadrado da tensão de alimentação, portanto se 220 V é o dobro de 110V então a potência gerada em 220 V será 2² vezes a potência gerada em 110V, ou seja, o quádruplo, o que representa uma vantagem ligando em 220V.

• Deve-se analisar também a corrente elétrica (I) produzida nas duas situações. Usando a equação ①.

P = V ⋅ I ⟹ Divida ambos os membros por V.

$\large \sf I = \dfrac {P}{V}$

• Considere que se deseja uma mesma potência para um chuveiro ligado em 110 V e outro em 220 V. Observe que o valor da resistência (R) deve mudar pois deseja-se potências iguais para tensões de alimentação diferentes.
• No chuveiro ligado em 110 V sua corrente elétrica (I₁) será:

$\large \sf I_1 = \dfrac{P}{110}$

• No chuveiro ligado em 220 V sua corrente elétrica (I₂) será:

$\large \sf I_2 = \dfrac{P}{220} = \dfrac{P}{2 \times 110}$

$\large \sf I_2 = \dfrac{I_1}{2}$ ou

I₁ = 2 ⋅ I₂

• Observe portanto que, para chuveiros de mesma potência, aquele ligado em 110V, consome uma corrente elétrica de intensidade o dobro daquele ligado em 220V o que representa uma desvantagem ligar em 110V.
• Se nessa situação a corrente elétrica é o dobro então deve-se usar um fio de área de secção transversal maior (bitola em mm²) e um disjuntor de proteção do fio de maior capacidade (em amperes) o que encarece o custo da instalação.

• A ligação em 220V apresenta maior risco à saúde pois no caso de ocorrer uma falha no chuveiro e o usuário entrar em contado direto com a tensão de alimentação, ele estará sujeito a uma tensão elétrica maior e, a corrente elétrica através de seu corpo será maior o que aumenta o risco de acidente ou até morte.

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