Para além da existência de fontes de F.E.M. ou corrente contínua CC ou em Ingês DC (como as pilhas e baterias cuja tensão permanece sempre com polaridade fixa) existe outro tipo que se denomina corrente alternada ou alterna CA ou em Inglês
AC, que difere da contínua porque a polaridade varia em cada ciclo de tempo. A principal característica de uma corrente alternada é que, durante um período de tempo um terminal tem uma
polaridade e a outra a polaridade inversa e que, no instante seguinte, as polaridades invertem-se tantas vezes quantos os ciclos por segundo ou hertz. No entanto, embora exista uma mudança de polaridade, a corrente irá fluir sempre de negativo para positivo, como nas fontes de corrente contínua. Se fizermos a bateria no exemplo em cima rodar a uma determinada velocidade, existe uma mudança de polaridade nos terminais que produzirá uma corrente pulsante. Esta ação irá produzir uma corrente alternada, cuja frequência depende do número de vezes que a manivela gire durante um segundo. Neste caso, se fizermos um representação gráfica utilizando um eixo de coordenadas para tensão ou tensão e outro eixo para
o tempo em segundos, um pulso de corrente alternada ou retangular que começa primeiro receberá 0 volt, sobe para 1,5 volt, passa por 0 volt, desce para 1,5 volt e começa a subir novamente para completar o ciclo. A corrente elétrica que chega às nossas casas que faz funcionar os nossos equipamentos elétricos, luzes é alternada, mas em vez de pulsante é do tipo sinusoidal ou senoidal. Na Europa, a corrente alternada para uso doméstico é de 220 volts
e tem uma frequência de 50 Hz, enquanto na maioria dos países da América a tensão atual é de 110 ou 120 volts, com uma frequência de 60 Hz. A energia elétrica que chega às nossas casas é produzida em grandes geradores alternadores localizados em centrais nucleares, centrais termoelétricas e hidroelétricas, geradores eólicos e solares. Vantagens da Corrente AlternadaAlgumas das vantagens de corrente alternada(AC), em comparação com corrente contínua(DC), são os seguintes:
Formas de OndaDe acordo com a sua forma, a corrente alternada pode ser:
De todas estas formas, a onda mais comum é a sinusoidal ou senoidal recebe este nome porque a sua forma se obtém a partir da função matemática seno. Tensão e Corrente Alternadas SinusoidaisUma Corrente Alternada (ICA)é aquela que inverte, periodicamente, o sentido da circulação variando a intensidade continuamente no tempo. Qualquer corrente alternada pode fluir a través de diferentes dispositivos elétricos, resistências, bobinas, condensadores, sem sofrer deformação.
Características da Corrente AlternaValor Instantâneo u(t) O valor instantâneo de uma grandeza alternada sinusoidal u pode representar-se matematicamente em função do tempo t: Podemos confirmar a relação matemática graficamente. Período T e Frequência fUma vez que a CA se repete periodicamente (ciclicamente), uma das característica fundamentais é o valor do intervalo de tempo entre repetições (ou ciclos), ou seja, o período T, cuja unidade é o segundo s. A frequência não é mais que a quantidade de ciclos por segundo ou hertz (Hz), que alcança a corrente alternada. É o inverso do período e, matematicamente, representa-se por: f = 1 / T Amplitude Máxima UmTambém designada por valor máximo ou valor de pico, a amplitude máxima é o valor instantâneo mais elevado atingido pela grandeza (tensão, corrente, f.e.m., etc.). Para as grandeza tensão e corrente, este valor pode ser representado pelos símbolos Um Im. Podem considerar-se amplitudes máximas positivas e negativas. Valor Médio Umed É o cociente entre a área e o tempo, sendo considerada a área contida entre a forma de onda correspondente e o eixo do tempo, num intervalo de tempo igual a um período. Áreas acima do eixo do tempo são (+) e abaixo são (-). As áreas devem ser somadas algebricamente para a obtenção da área total entre a forma de onda e o eixo de tempo para um período. O valor médio é sempre considerado como
calculado num período, salvo dito em contrário. O valor médio de uma sinusoide é zero (num período as áreas (-) e (+) cancelam-se). Para algumas aplicações é utilizado o valor médio num semicírculo positivo Valor Eficaz UO valor eficaz de uma grandeza alternada é o valor da grandeza contínua que, para uma dada resistência, produz, num dado tempo, o mesmo Efeito de Joule (calorífico) que a grandeza
alternada considerada. Procedimento para obter o valor eficaz de qualquer forma de onda alternada periódica:
Por isso, o valor eficaz também pode ser denominado Valor (RMS).
Exemplo: Em determinadas situações, será de considerar o valor máximo e não o valor eficaz. No isolamento elétrico, por exemplo, deve considerar-se o valor máximo de tensão. Resistências(Resistores) em Circuitos ACAo usar resistências puramente ohmicas em circuitos AC em que os valores de indutância ou capacitância são insignificantes, aplicam-se os mesmos princípios da Lei de Ohm, em relação à tensão, corrente e potência (e até mesmo as leis de Kirchoff) como de um circuito resistivo em corrente contínua. A corrente é, em qualquer instante, proporcional à tensão. Se a tensão aplicada a uma resistência é sinusoidal, a corrente terá também uma formato sinusoidal passando pelo valor 0(zero) simultaneamente. Pode-se afirmar
que, a tensão e a corrente estão em fase, isto é, estão sincronizadas uma com a outra Relações de FaseO ângulo de fase entre 2 formas de onda da mesma frequência é a diferença angular num dado instante. Por exemplo, o ângulo de fase entre as ondas B e A é de 90° Circuitos com Indutâncias (Bobinas)Nas noções de eletromagnetismo, numa bobina, quando a corrente varia, é auto-induzida uma f.e.m. (pela Lei de Lenz, contrária à causa que lhe deu origem). Esta força (contra) electromotriz expressa-se pela seguinte forma: Verificamos então que existe um desfasamento de 90° entre a corrente que percorre uma bobina e a tensão aos terminais dessa bobina: UL(t)=Umsin(ωt + 90º) IL(t)=Imsin(ωt) Equações Corrente AlternadaReatância IndutivaÀ razão entre o valor máximo da tensão (Um) e o valor máximo da corrente (Im) numa bobina, igual a ωL, dá-se o nome de reactância indutiva (XL):
A reatância indutiva mede-se em ohms(Ω) e representa a maior ou menor oposição (resistência) de uma bobina à passagem da corrente alternada. Ao contrário do que acontece numa resistência, esta oposição varia com a frequência do sinal. Quanto maior a frequência, maior será a reatância indutiva, implicando uma maior oposição à passagem da corrente. Para a frequência nula, a reatância indutiva será também nula, correspondendo a bobina a um curto- circuito. Para frequência infinita, a reatância indutiva será também infinita, correspondendo a bobina a um circuito aberto. Reatância CapacitivaÉ a oposição ao fluxo da corrente mede-se em Ohm (Ω). A oposição à passagem da corrente alternada no circuito, depende da capacitância e frequência da corrente alternada que o percorre.
Fontes/Referências: Sinais Senoidais Tensão e Corrente Alternada, FLR Mussoi, 2006 Qual é a principal característica de uma tensão alternada?A corrente alternada apresenta como principal característica não possuir uma polaridade bem definida. Isso acontece porque os elétrons ficam mudando de direção várias vezes no intervalo de um segundo.
Qual a diferença entre corrente alternada é tensão?Em resumo, a diferença entre as duas tensões está na capacidade de transmitir energia para locais distantes, já que a corrente alternada possui uma voltagem muito mais alta e consequentemente um maior alcance do que a contínua.
O que é uma corrente alternada é quais suas características principais?Corrente alternada é uma das formas da corrente elétrica. Nesse tipo de corrente, o sentido de condução das cargas muda rapidamente, fazendo com que os elétrons oscilem em sentidos opostos periodicamente. Ela é largamente empregada na transmissão de energia elétrica e também em motores elétricos.
Qual a tensão da corrente alternada?tensão num valor padrão de 380V / 220 V/ 110 V e em 50/60 Hz. – O sistema eletrônico do equipamento é responsável por deixar a tensão contínua. O sinal senoidal possui um valor médio quadrático, ou valor rms, ou valor eficaz , que pode ser calculado pela fórmula abaixo, para a tensão e corrente.
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