Para
dar início ao assunto tratado pelos autores Antonio
Carlos Fon e Maria Inês Zanchetta, começaremos explicando alguns conceitos
básicos sobre correntes elétricas e para raios.
Ao se estudarem situações onde as partículas
eletricamente carregadas deixam de estar em equilíbrio eletrostático, passamos
à situação onde há deslocamento destas cargas para uma determinada direção e em
um sentido, este deslocamento é o que chamamos corrente elétrica.
Ilustração dos elétrons dentro de um fio
A corrente elétrica é causada por uma diferença
de potencial elétrico (d.d.p./ tensão). E ela é explicada pelo conceito de
campo elétrico. Por exemplo, ao considerar uma carga A positiva e outra B
negativa, haverá um campo orientado da carga A para B. Ao ligar-se um fio
condutor entre as duas os elétrons livres tendem a se deslocar no sentido da
carga positiva, devido ao fato de terem cargas negativas. Desta forma
cria-se uma corrente elétrica no fio.
Para calcular a intensidade da corrente elétrica (i) na secção transversal de um condutor se considera o módulo
da carga que passa por ele em um intervalo de tempo, ou seja:
A unidade adotada para a
intensidade da corrente no SI é o ampère (A), em homenagem ao físico francês Andre
Marie Ampère, e designa coulomb por segundo (C/s).
Sendo alguns de seus múltiplos:
Sobre o pára-raio, é necessário saber que ele é uma haste de metal, comumente de cobre ou alumínio, destinado a dar proteção aos edifícios atraindo as descargas elétricas atmosféricas, para as suas pontas e desviando-as para o solo através de cabos de pequena resistência elétrica. Ele é colocado num ponto da instalação em que se forme um máximo da onda de tensão elétrica. Na instalação, intercala-se um
dispositivo que obrigue a onda de corrente elétrica, em
quadratura com a onda de tensão elétrica, a ter uma inversão nesse ponto.
Prédio com antena pára-raios sendo atingido por um raio
Finalmente chegando a matéria publicada pela Super Interessante, de
número 83, em agosto de 1994, fazendo parte do tópico “Cotidiano”, podemos
falar sobre a relação do Brasil com as descargas elétricas, a função da
corrente elétrica e a utilização dos para raios.
Brasil: o país dos 100 milhões de raios
por Antonio Carlos Fon e Maria Inês Zanchetta
Dos 3,15 bilhões de raios que golpeiam a Terra e
seus habitantes durante um ano, 100 milhões deles vêm desabar em terras
brasileiras. O número, divulgado no ano passado por uma equipe de cientistas do
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), em São José dos Campos, São
Paulo, não é superado por nenhum outro país.
Segundo os autores,a pesquisa do INPE vai muito
além de contar faíscas no céu. Desde 1989, num trabalho que usa enormes balões,
o Instituto vem medindo a carga elétrica
das nuvens e dos relâmpagos que atingem a Região Sudeste. Para isso, os balões
levam sensores elétricos, sensores de raios X e até máquina fotográfica e
câmera de vídeo.
Os autores além de comprovarem com pesquisas
seriamente realizadas que o Brasil é o maior receptor de raios do planeta, eles
afirmam que é possível a utilização de balões para medir a carga elétrica das
nuvens e conseguir maiores informações sobre o assunto.
Com
o decorrer da matéria, Antonio Carlos Fon e Maria Inês Zanchetta deixam claro vários aspectos
sobre o país e apontam algumas regiões nas quais essas descargas elétricas são mais
frequentes. Eles dizem também que existem dois tipos de raios: os positivos e os
negativos.
Inúmeras descargas elétricas simultaneamente
Uma diferença importante entre eles é que nos raios
positivos, a corrente elétrica é contínua — até o relâmpago acabar —
dura cerca de 200 milésimos de segundo, enquanto
nos negativos a corrente dura, em geral, menos da metade. Isso ocorre justamente
porque nos raios positivos a corrente contínua dura mais é que eles são mais
perigosos e destrutivos, capazes de iniciar um incêndio florestal (os negativos
raramente causam incêndio).
Outra
diferença é que o raio negativo carrega uma corrente contínua de 100 ampères (o
ampère é a unidade de intensidade da corrente elétrica), enquanto o positivo
carrega o dobro: 200 ampères, energia suficiente para alimentar vinte fornos
elétricos domésticos.
Em conclusão os autores explicitam que a melhor
forma de proteção contra os relâmpagos, a despeito de toda a tecnologia
moderna, continua sendo o primitivo pára-raios,
uma invenção do século XVIII. Não pode haver aparelho mais simples. Colocada
sobre uma casa, uma haste metálica ligada a um fio condutor de eletricidade
enterrado no chão será sempre a primeira parte da construção a receber o
relâmpago. Primeiro, por ser de metal; segundo, por ter um fio condutor que
leva a eletricidade para a terra e, terceiro, por ser o ponto mais alto da casa.
Exemplo funcional de uma antena pára-raios
Bibliografia:
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/corrente.php
http://super.abril.com.br/cotidiano/brasil-pais-100-milhoes-raios-441018.shtml
http://pt.wikipedia.org/wiki/Para-raios