Segurança do Técnico: Choque na Fonte Desligada, Transformador Isolador e Lâmpada em Série — Eletrônica do Zero #41

“A fonte estava fora da tomada e mesmo assim me deu um choque.” Quem já abriu uma fonte chaveada conhece a cena. Neste capítulo explicamos por que isso acontece, quanta energia fica guardada na placa depois de desligar, o que o transformador isolador faz de verdade, o que a lâmpada em série protege (e o que não protege) e por que o DR de 30 mA é o único dispositivo da oficina feito para proteger você, e não a placa.

Este é o quinto capítulo sobre o ambiente da bancada, depois da eletricidade estática, da umidade, do calor e da rede elétrica. Nos anteriores o risco era da placa; neste, o risco é seu. Os números vêm da IEC 60479-1 (efeitos da corrente no corpo humano), da NR-10 e de uma nota de aplicação da Tektronix. Última verificação das fontes: 25 de outubro de 2026.

O que machuca é a corrente, e a conta começa em miliampères

Choque não é “tomar 220”. Choque é corrente atravessando o corpo; a tensão só importa porque, pela Lei de Ohm, ela define quanta corrente passa pela resistência da sua pele e do seu corpo. É assim que a NR-10 define o fenômeno no glossário: “efeito patofisiológico que resulta da passagem de uma corrente elétrica através de um corpo humano”.

A referência mundial para esses efeitos é a IEC 60479-1, que divide o plano tempo × corrente em quatro zonas para corrente alternada de 15 a 100 Hz, no caminho mão esquerda → pés:

As fronteiras são pequenas: o limiar de percepção fica em torno de 0,5 mA; a curva que separa AC-1 de AC-2 foi rebaixada de 10 mA para 5 mA na edição de 2018 (a própria norma registra a mudança da “curva B” da figura 20); e quando o contato dura mais de cerca de um segundo, a fronteira da fibrilação cai para a casa dos 30 mA. Acima da corrente de “não largar”, a mão se contrai e não solta o condutor: o susto vira contato longo.

Faça a conta com uma resistência de corpo de 1.000 Ω, a ordem de grandeza que a norma tabela para o caminho mão a mão em tensões de rede: 127 V dão 127 mA; 220 V dão 220 mA; os 311 V do capacitor de uma fonte de 220 V dão 311 mA. Tudo muito acima dos 30 mA. Por isso a NR-10 (texto oficial no gov.br) traça a linha da “baixa tensão”, que exige trabalhador autorizado e procedimento, em 50 V em corrente alternada ou 120 V em corrente contínua. Abaixo disso é extrabaixa tensão; acima, é trabalho com risco de choque, e todo o lado primário de uma fonte chaveada está acima.

Por que a fonte dá choque mesmo desligada

Volte ao capítulo da fonte de alimentação por dentro. A primeira coisa que a fonte chaveada faz com a rede é retificar e filtrar: a ponte de diodos carrega o capacitor de entrada com o pico da senoide, cerca de 180 V numa rede de 127 V e 311 V numa rede de 220 V. É o cilindro grande da placa.

Quando você tira o plugue, a ponte deixa de carregar o capacitor, mas também impede que ele se descarregue de volta pela rede. Quem o descarrega é o próprio circuito chaveador, enquanto ainda oscila, e um eventual resistor de sangria. Se a fonte parou de oscilar por defeito, exatamente o caso de uma fonte que chegou à bancada, o capacitor pode ficar carregado por horas ou dias. A placa está desligada e continua com 311 V entre dois pontos a um dedo de distância.

Quanta energia é isso? E = ½ · C · V², a fórmula do capítulo do capacitor. Fizemos a conta para os valores mais comuns de capacitor de entrada:

Um capacitor de 100 µF numa fonte de 220 V guarda 4,8 J, o bastante para erguer 1 kg a meio metro, concentrado num pulso de milissegundos; o de 470 µF, comum em fontes de TV e de computador, guarda 22,7 J. Isso não é formigamento: é queimadura no ponto de contato.

A regra de bancada, então: fonte que entra na oficina é tratada como energizada até você medir o capacitor de entrada. A sequência é a que a NR-10 exige para considerar uma instalação desenergizada (seccionar, impedir a religação, constatar a ausência de tensão), adaptada à placa:

1. Tire da tomada e deixe o cabo à vista, longe de qualquer tomada.
2. Meça a tensão nos terminais do capacitor de entrada, multímetro em tensão contínua, antes de tocar em qualquer coisa do lado primário.
3. Se houver tensão, descarregue com um resistor, nunca com a chave de fenda. Um resistor de 4,7 kΩ de 5 W com pontas isoladas descarrega 100 µF em poucos segundos (constante de tempo de 0,47 s; em 2,4 s a tensão cai a menos de 1%). O curto com a chave produz arco, fura o terminal do capacitor e manda pelas trilhas um pulso de corrente que pode matar o que ainda estava bom.
4. Meça de novo. Só então a placa está desenergizada.

O “terra” do lado quente não é terra

No capítulo sobre isolação, lado quente e lado frio vimos que a fonte chaveada tem duas referências de terra separadas pelo transformador e pelo optoacoplador. O terra do lado frio (o do notebook, da placa-mãe, do Arduino) é seguro e, nos aparelhos com cabo de três pinos, costuma estar ligado ao terra da tomada.

O terra do lado quente é o negativo do capacitor de entrada, logo depois da ponte retificadora. Em relação ao chão da sua oficina ele não está em zero volt: conforme o semiciclo da rede e o lado do plugue que caiu na fase, ele oscila com a rede. Como diz a nota de aplicação da Tektronix Fundamentals of Floating Measurements (2011): “ground is not ground”, terra não é terra.

É aqui que mora o acidente mais caro da bancada. O osciloscópio de mesa tem a garra de referência da ponta ligada ao chassi, e o chassi ligado ao terra da tomada pelo terceiro pino. Se você prende essa garra no “terra” do lado quente para olhar o gate do MOSFET, conectou o terra da oficina direto na ponte retificadora. O resultado é um curto pela garra, pelo cabo da ponta e pela trilha de terra do osciloscópio: a garra queima, a trilha da placa some e, com sorte, o DR desarma antes. É o aviso do capítulo sobre osciloscópio no diagnóstico, agora com o motivo físico.

A “solução” popular, ligar o osciloscópio num transformador isolador ou cortar o pino de terra do cabo dele, é exatamente o que a Tektronix classifica como prática insegura. Segundo a nota, flutuar um osciloscópio referenciado ao terra “coloca todo o metal acessível, incluindo chassi, gabinete e conectores, na mesma tensão do ponto de teste ao qual a garra de referência está conectada”, e essa tensão “pode ser de centenas de volts”. O osciloscópio para de dar curto e passa a dar choque: você encosta no BNC e está tocando o lado quente da fonte.

O transformador isolador: o que ele faz e o que não faz

O instrumento certo para esse problema é o transformador isolador, mas na placa, não no osciloscópio. É um transformador comum de relação 1:1 (127 V para 127 V ou 220 V para 220 V) com nenhuma ligação elétrica entre primário e secundário. A energia atravessa por campo magnético, e o secundário não tem nenhum ponto ligado ao neutro nem ao terra da rede.

Por que isso protege? Lembre do capítulo do terra: corrente só circula em caminho fechado. Na rede normal, o neutro está aterrado na entrada da casa; quando você toca a fase, a corrente entra pela mão, atravessa o corpo, sai pelos pés e volta pela terra. O circuito fecha. No secundário do isolador, nenhum dos dois fios tem relação com a terra; se você toca um deles, a corrente não tem por onde voltar. Não há choque.

E as três coisas que o transformador isolador não faz, que é onde ele mata gente confiante:

• Não protege contra o toque em dois pontos. Entre os dois fios do secundário continuam existindo 127 ou 220 V. Duas mãos na placa, uma em cada lado do capacitor, é o choque de sempre.
• Cega o seu DR. O diferencial funciona medindo a corrente que escapa para a terra. No secundário isolado não existe esse caminho; quando você toca dois pontos, toda a corrente do choque volta pelo transformador e o DR do quadro não vê nada. Atrás de um isolador, você está por sua conta.
• Não descarrega o capacitor nem reduz a tensão da placa. Os 311 V continuam lá.

O uso correto: a placa em teste no isolador; o osciloscópio aterrado normalmente, como veio de fábrica; a garra de referência no terra do lado quente, que agora é um ponto flutuante e não dá curto; e uma mão só na placa. Dimensione com folga: 100 VA, como o da foto, serve para carregadores; fonte de TV ou de computador pede 300 a 500 VA. Transformador isolador tem pouca oferta no varejo brasileiro; muitos técnicos mandam enrolar um, e vale conferir com o multímetro que não há continuidade entre secundário e primário antes de usar.

A lâmpada em série: protege a placa, não você

O segundo acessório clássico é a lâmpada incandescente em série com a fonte em teste: um resistor que muda de valor, porque o filamento de tungstênio tem resistência baixa frio e alta quente.

Com uma lâmpada de 100 W para 127 V, a resistência do filamento quente é 127² ÷ 100 ≈ 161 Ω. Se a fonte em teste está em curto (ponte ou MOSFET chaveador em curto, o defeito mais comum depois de um surto), a corrente fica limitada a 127 ÷ 161 ≈ 0,79 A, a lâmpada acende com brilho total e a fonte recebe quase zero volt: nada explode pela segunda vez. Se a fonte está boa e consome pouco, o filamento frio derruba poucos volts e a fonte liga quase normal, com a lâmpada piscando só no instante da partida, enquanto o capacitor de entrada carrega. Lâmpada que acende e fica acesa é curto ou consumo alto.

Agora o limite do método. 0,79 A é 26 vezes o limiar de 30 mA. A lâmpada limita a corrente a um valor que protege o fusível, a ponte e o chaveador; para o seu corpo, 0,79 A é a zona AC-4 da IEC 60479 com sobra. A lâmpada em série é ferramenta de diagnóstico e proteção da placa, não equipamento de segurança pessoal. Quem faz certo usa lâmpada em série e transformador isolador ao mesmo tempo, cada um no seu papel.

Como as incandescentes comuns saíram do comércio brasileiro até 2016 (Portaria Interministerial 1.007/2010), use halógenas de bulbo E27 de 70 a 100 W, que funcionam pelo mesmo princípio. Lâmpada de LED não serve: não é um resistor e não limita corrente.

O DR de 30 mA: o único que protege você

Dos três dispositivos deste capítulo, só um foi projetado para proteger o técnico: o dispositivo diferencial-residual, o DR do quadro. Ele compara a corrente que sai pela fase com a que volta pelo neutro; se a diferença passa de 30 mA, sinal de que ela está voltando por outro caminho, por exemplo pelo seu corpo, ele abre o circuito.

O valor de 30 mA não é arbitrário: é a corrente abaixo da qual, pela figura 20 da IEC 60479-1, o choque não entra na zona de fibrilação qualquer que seja a duração; as normas de produto ainda limitam o tempo de desarme nessa corrente a 300 ms. A NR-10, no item 10.6.4 do texto novo, chama o DR de alta sensibilidade de “proteção coletiva adicional obrigatória contra choque elétrico” nos circuitos de banheiros, áreas externas, cozinhas, lavanderias e áreas molhadas. Bancada de reparo não está na lista, mas é um lugar onde se toca em partes vivas de propósito; se o circuito da sua bancada não tem um DR de 30 mA, essa é a melhoria de segurança mais barata que existe. E lembre: atrás do transformador isolador o DR não enxerga nada. Os dois são complementares, não substitutos.

O multímetro certo para o lado quente

Multímetros e pontas têm uma categoria de medição, de CAT I a CAT IV (IEC 61010). Pelo resumo da Fluke, CAT II é a categoria das cargas ligadas em tomada, onde a fonte chaveada vive; CAT III são os quadros e a distribuição fixa. A nota da Tektronix dá a regra prática: a tensão máxima de uma categoria vale também para as categorias abaixo, nunca o contrário. Para a bancada: multímetro e pontas de pelo menos CAT II 300 V (CAT III 600 V é o comum nos bons), com cabos sem rachadura na isolação.

A rotina de segurança da bancada, em sete linhas

1. Uma mão. Com tensão na placa, a outra mão fica no bolso: o caminho mão → mão passa pelo coração.
2. Meça o capacitor de entrada antes de tocar e descarregue com resistor.
3. Placa no isolador, osciloscópio no terra. Nunca o contrário.
4. Lâmpada em série em toda primeira energização de fonte consertada.
5. DR de 30 mA no circuito da bancada, testado com o botão todo mês.
6. Chão e bancada secos, calçado fechado, nada de pulseira ou anel de metal (a pulseira antiestática tem resistor de 1 MΩ justamente para não virar caminho de choque).
7. Nunca sozinho ao energizar algo de potência pela primeira vez: alguém precisa conseguir desligar a chave.

Perguntas frequentes

Por que o notebook “formiga” quando encosto na carcaça de metal com o carregador de dois pinos? É a corrente de fuga dos capacitores Y, que ligam o lado quente ao lado frio para reduzir interferência. Com o plugue de dois pinos, o lado frio fica flutuando a uma fração da tensão da rede, e a corrente que passa por você é pequena, na zona de percepção. Só é segura porque o capacitor Y é certificado para falhar aberto; por isso ele nunca pode ser trocado por um cerâmico comum.

Posso cortar o pino de terra do osciloscópio só durante a medição? Não. É exatamente a prática que a nota da Tektronix classifica como insegura: o chassi inteiro fica na tensão do ponto onde a garra está presa. Isole a placa, não o instrumento.

O DR desarma quando ligo a fonte na bancada. É a fonte? Pode ser. Capacitor Y em fuga, filtro de entrada com isolação comprometida ou placa molhada mandam corrente para o terra, e o DR enxerga isso como choque. É sinal de defeito que vale investigar, e um bom argumento para não “resolver” tirando o DR.

Conclusão

Três ideias para levar deste capítulo. A fonte desligada continua carregada: meça o capacitor de entrada e descarregue com resistor antes de tocar, porque 311 V e alguns joules estão muito acima dos 30 mA que a IEC 60479-1 define como fronteira. Cada proteção tem um papel: o transformador isolador evita o curto do osciloscópio e o choque de um ponto, mas cega o DR; a lâmpada em série protege a placa e não protege você; o DR de 30 mA protege você e não enxerga atrás do isolador. E a mais importante: uma mão só, sempre que houver tensão na placa.

Com este capítulo fecha a fase do ambiente da bancada. No próximo, voltamos aos componentes por outro ângulo: como ler um datasheet, a folha de dados do fabricante, onde ficam os valores máximos absolutos, as curvas que explicam os defeitos e os números que já usamos nesta série sem dizer de onde saíram.