Noções de corrente alternada

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1 Noções de corrente alternada Corrente alternada, ou CA (em inglês AC) é uma corrente elétrica cuja intensidade e sentido variam periodicamente, ao contrário da corrente contínua cuja direção permanece constante. Ilustração: Sinal DC Direct Current Sinal AC - Alternating Current Corrente continua DC Uma bateria ou o gerador da DC fornecem geralmente uma tensão constante e portanto uma corrente constante entre os terminais positivos (+) e negativos (-). Corrente alternada AC Em um gerador AC o fluxo de elétrons varia em função do tempo. É a corrente utilizadas nas residências tomadas, que são fornecidas pelas usinas hidrelétricas. Conceitos básicos Tensão e corrente instantânea A tensão alternada varia em função do tempo de um valor mínimo zero a um valor máximo chamado de tensão de pico VP. As tensões entre esse intervalos é o que chamamos de tensão instantânea. V instantâneo = VP. sen θ I instantâneo = VP. sen θ Onde: θ = ângulo percorrido pode ser em graus ou radianos Notem que a tensão alternada foi associada a uma senoide, que é a única forma de onda que não se altera ao ser aplicado a um circuito contendo resistores, capacitores e indutores. Ilustrando:

2 Vamos a um exemplo com valores numéricos.

3 Como medir um sinal desse tipo? Um osciloscópio é o instrumento ideal para analisar um sinal alternado, portanto em nossos próximos exemplos iremos incluir conceitos desse fantástico instrumento. Os valores lidos por um multímetro são eficazes ou RMS, visto ao longo desse material. Vamos analisar o sinal do osciloscópio Tempo / divisão ( eixo X ) = 0,25 segundos Volts / divisão ( eixo Y ) = 1 Volt Tempo de 1 ciclo ( s ) É o tempo que o sinal demora para completar 1 ciclo, verifique a escala no osciloscópio ( TIME/DIV ). Em nosso exemplo 0,125s. Notem que o ciclo é completado com 8 divisões e cada divisão possui 0,125s. Portanto: Tempo= 0,125. 8= 1s Freqüência ( Hz ) É a quantidade de ciclos a cada 1 segundo. Em nosso exemplo temos 1 ciclo em 1 segundo, portanto 1 Hertz. A unidade é uma homenagem ao físico inglês Heinrich Rudolph Hertz. Também pode ser obtido pela seguinte equação:

4 Período ( s ) É o tempo que o sinal demora para completar 1 ciclo. Como a freqüência é o inverso do período, então o período também é o inverso da freqüência. Vamos a um novo exemplo: Note na figura ao lado que o sinal demora 2 divisões para completar 1 ciclo, Sendo cada divisão 0,125 s então nosso período será 0,25s Ou ainda, podemos encontra-lo através da freqüência Notem que há 4 ciclos em 1 segundo, portanto 4 Hz. Então: t = 1 f t = 1 4Hz t = 0,25Hz Amplitude É o valor máximo de uma forma de onda em relação ao seu valor médio, nosso caso zero. A unidade dependo do sinal analisado. Como nosso ajuste é 1 Volt por divisão, temos: 2 volts de pico e 4 volts de pico a pico.

5 Tensão eficaz ou tensão RMS ( Root Mean Square ) O Valor eficaz ou RMS de um sinal AC é a amplitude da tensão ou corrente necessária para fornecer à carga uma mesma potência que uma corrente continua. Matematicamente, o valor RMS de uma tensão ou corrente é dado por : Dedução matemática Onde: I rms é a corrente eficaz T é o período. t é o tempo. R é a resistência. Io é a amplitude AC. w é uma constante. Análogo é a dedução da tensão eficaz. Exemplo : A tensão de uma tomada lida por um multímetro é 127 Vrms. Esse valor é o rms, já o valor de pico será: VP = Vrms. 2 VP = 127 Vrms. 2 VP = 179,6 V Comprimento de onda (m) É a distância entre duas cristas ou dos vales consecutivos. Esse valor é muito usado em telecomunicações e em transmissões de energia elétrica em longa distância. O seu valor esta sempre relacionado com a velocidade de propagação que no caso da corrente elétrica esta próximo da velocidade da luz m/s.

6 As transmissões no Brasil são em 60 Hz e a velocidade de propagação é aproximadamente m/s, portanto o comprimento de onda será: V = λ. f m/s = λ. 60Hz λ = m ou 5000 km Se não levarmos a poesia e a beleza connosco, é inútil percorrermos o mundo. Em nenhum lugar as encontraremos. (Emerson) Referências Bibliográficas: Boylestad, R. L. Introdução a analise de circuitos. São Paulo: Pearson Prentice Hall, Marlley, J.O Analise de circuitos. São Paulo: Makron books, Bonjorno, J. R. e Ramos, M. C. Física Fundamenta - Volume único. São Paulo. Ed. FTD, Site: