alexandre de alencar moreira pierre (113209533)

UFRJ – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
ALEXANDRE DE ALENCAR MOREIRA PIERRE (113209533),
FELIPE RICARDO GÜNTENSPERGER SOUSA (111306795),
VICTOR LAMOSA BAUER (111275164),
VICTOR PEDRO RODRIGUES LISBOA (113102692)
CORRENTE CONTÍNUA, ALTERNADA E TENSÕES CORRESPONDENTES
RIO DE JANEIRO
2014
ALEXANDRE DE ALENCAR MOREIRA PIERRE (113209533)
FELIPE RICARDO GÜNTENSPERGER SOUSA (111306795)
VICTOR LAMOSA BAUER (111275164)
VICTOR PEDRO RODRIGUES LISBOA (113102692)
CORRENTE CONTÍNUA, ALTERNADA E TENSÕES CORRESPONDENTES
Trabalho apresentado ao Departamento
de
Ciência
da
Computação
da
Universidade Federal do Rio de Janeiro
como primeiro teste do período na
disciplina de Circuitos Lógicos
Orientador: Adriano Joaquim de Oliveira Cruz
RIO DE JANEIRO
2014
Introdução
Há dois tipos de correntes elétricas e tensões: alternada e contínua. Ambas
são utilizadas e cada uma conserva vantagens e desvantagens no que diz respeito
às mais diversas aplicações.
Corrente elétrica
Uma corrente elétrica consiste no movimento ordenado de partículas
eletrizadas (elétrons ou íons) através de um condutor elétrico, que só ocorre quando
há uma diferença de potencial elétrico (capacidade que um corpo energizado tem de
atrair ou repelir outras cargas elétricas) entre as extremidades da corrente. Uma boa
maneira de se pensar é como se fosse água passando por uma mangueira. O
condutor, por sua vez, é o meio que facilita a passagem da corrente elétrica (como,
por exemplo, o cobre). Devemos ressaltar algumas propriedades de uma corrente
elétrica: tensão é a diferença de potencial elétrico entre as extremidades da corrente
e resistência é a dificuldade que a corrente enfrenta para atravessar um condutor.
Corrente Alternada (CA) e Corrente Contínua (CC)
A partir do conceito apresentado acima, vamos nos aprofundar mais. A
corrente elétrica pode ser de dois tipos: alternada e contínua. Corrente contínua é
aquela que segue apenas uma direção (positiva ou negativa) e pode ser constante,
mesma intensidade sempre, ou pulsante, que oscila periodicamente, ou seja, ela
não é necessariamente constante em um determinado intervalo de tempo. Já a
corrente alternada é caracterizada pelo seu movimento de “vai-e-vem” de elétrons,
ou seja, em um mesmo intervalo de tempo ela pode ser tanto negativa quanto
positiva. Vale notar que a corrente pulsante não é igual a corrente alternada. A
primeira pode alterar seu valor periodicamente, mas o sentido da corrente não
muda. Já a segunda, sim.
4-1
Abaixo, mostramos uma tabela comparando os dois tipos de correntes:
Corrente alternada
Corrente contínua
Quantidade de
Segura para transferir por
Sua voltagem não consegue
energia que pode ser maiores distâncias da cidade e viajar muito longe sem perder
transmitida
pode fornecer mais energia.
energia.
Causa da direção do Ímãs de rotação ao longo do fio. Magnetismo constante ao
fluxo dos elétrons
longo do fio.
Frequência
Sua frequência pode ser de
Frequência nula.
50Hz ou 60Hz dependendo do
país.
Direção
Inverte sua direção enquanto
Percorre apenas em uma
percorre o circuito.
direção no circuito.
Corrente
É a corrente de intensidade
É a corrente de intensidade
variável.
constante.
Fluxo de elétrons
Elétrons trocam de direção: ida
Elétrons se movem
e volta.
continuamente em uma
direção ou “em frente”.
Obtidas de
Geradores de correntes
Pilhas e baterias.
alternadas e alimentação.
Parâmetros passivos
Impedância.*
Fator de poder
Alterna entre 0 e 1.
Tipos
Senoidal, trapezoidal, triangular
e quadrada.
Somente resistência.
É sempre 1.
Pulsante e contínua pura.
*Impedância é uma resistência que não dissipa calor, mas sim possui uma
natureza de fluxo magnético.
Conversão de CA em CC
Sabendo que, em geral, a CA é usada para o transporte da energia elétrica do
local de produção para os locais onde será usada e CC para o uso final dessa
energia, por exemplo, em aparelhos eletrônicos, percebe-se que é necessário que
haja uma forma de converter CA em CC. Para isso existem os Circuitos
Retificadores.
Os Circuitos Retificadores são circuitos que permitem a passagem da
corrente elétrica numa única direção, transformando a CA em CC não constante.
Através da análise do Retificador de meia onda é possível perceber como funciona
esse tipo de circuito.
4-5
4-6
Circuito Retificador de Meia Onda
Na imagem há uma fonte de tensão alternada senoidal, um diodo e um
resistor. A retificação é feita utilizando a propriedade dos diodos de serem
condutores para corrente num sentido e isolantes no sentido oposto, permitindo que
haja variação no módulo da corrente, mas nunca em seu sinal.
Nos gráficos abaixo é possível perceber o efeito do diodo sobre o sinal da
carga. Enquanto a tensão na fonte gera uma corrente cujo sinal varia
periodicamente, o diodo impede o movimento das cargas num dos sentidos, fazendo
com que a tensão e corrente no resistor tenham sinais constantes, mesmo com a
variação do módulo.
Gráfico de Tensão na Fonte
Gráfico de Tensão no resistor
Outros tipos de retificadores podem diminuir consideravelmente as variações
de módulo, permitindo o funcionamento de aparelhos que, na teoria, necessitam de
uma corrente de módulo constante.
Guerra das Correntes e a utilização da corrente alternada
Nos primórdios dos primeiros métodos de fornecimento de eletricidade, o
padrão dos EUA era a da utilização de corrente contínua. Tal utilização era
defendida por Thomas Edison, que não estava disposto a perder sua patente. Seus
adversários publicitários eram George Westinghouse e Nikola Tesla que defendiam
o uso da corrente alternada, que era algo novo para a época.
Edison argumentava das vantagens da corrente continua como: a corrente
contínua funciona bem com lâmpadas incandescestes, responsáveis pela maior
parte do consumo diário de energia, e com motores. Tal corrente podia ser
diretamente utilizada em baterias de armazenamento, promovendo valiosos níveis
de carregamento e reservas energéticas durante possíveis interrupções do
funcionamento dos geradores. Os geradores de corrente contínua podiam ser
facilmente associados em paralelo, permitindo a economia de energia através do
uso de dispositivos menores durante períodos de alto consumo elétrico, além de
melhorar a confiabilidade.
6-2
7-1
Contudo, a voltagem da corrente continua não consegue percorrer longas
distancias, sendo inviável seu fornecimento para outras cidades, caso sua fonte
geradora estivesse longe. A saída para tal problema foi desenvolvida por Tesla, que
desenvolveu um sistema de geração, transmissão e uso da energia elétrica
proveniente de corrente alternada. O novo sistema permitia a transmissão e
distribuição da energia a longa distancia, sem grandes desperdícios.
Conclusão
Apesar de suas diferenças, não há como dizer qual corrente é melhor,
depende de onde e como são utilizadas. Uma utilização comum atualmente, é de
usarmos correntes alternadas para a transmissão de energia de usinas para
abastecer diversos lugares.
Todas as moradias são abastecidas por essa corrente, mas não significa que
todos os aparelhos eletrônicos a utilizam. Maquinas mais robustas, como
refrigeradores, chuveiros, ventiladores sim, mas em aparelhos menores e que exijam
uma voltagem baixa, normalmente que utilizam baterias, pilhas ou até mesmo um
adaptador para corrente alternada, a corrente contínua é usada.
Referências
http://pt.wikipedia.org/wiki/Potencial_elétrico
http://www.mundovestibular.com.br/articles/757/1/CORRENTEELETRICA/Paacutegina1.html
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/caecc.php
http://www.diffen.com/difference/Alternating_Current_vs_Direct_Current
http://www.dicionarioinformal.com.br/impedância/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_alternada
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/caecc.php
http://mundoestranho.abril.com.br/materia/qual-a-diferenca-entre-corrente-alternada-ecorrente-continua
http://pt.wikipedia.org/wiki/Guerra_das_Correntes
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_alternada
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_cont%C3%ADnua
Notes
4-1
Sua voltagem não pode ser transmitida a longas distâncias sem perda de energia.
Isto é discutível.
4-5
Fontes de alimentação.
4-6
Impedância: definição errada.
6-2
Já vi este texto antes?!?!?
7-1
não conseguia!
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