Noções básicas de corrente alternada

CLUBE
ELETRICIDADE
DA ELETRÔNICA
Noções básicas 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:
Noções básicas de corrente alternada – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 01Jul2005
CLUBE
DA ELETRÔNICA
Vamos a um exemplo com valores numéricos.
Noções básicas de corrente alternada – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 01Jul2005
ELETRICIDADE
CLUBE
DA ELETRÔNICA
ELETRICIDADE
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:
Noções básicas de corrente alternada – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 01Jul2005
CLUBE
ELETRICIDADE
DA ELETRÔNICA
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.
Noções básicas de corrente alternada – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 01Jul2005
CLUBE
ELETRICIDADE
DA ELETRÔNICA
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 300000000
m/s.
Noções básicas de corrente alternada – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 01Jul2005
CLUBE
DA ELETRÔNICA
ELETRICIDADE
As transmissões no Brasil são em 60 Hz e
a
velocidade
de
propagação
é
aproximadamente 300000000 m/s, portanto
o comprimento de onda será:
V=λ.f
300000000 m/s = λ . 60Hz
λ = 5000000 m ou 5000 km
www.clubedaeletronica.com.br
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, 2003.
Marlley, J.O Analise de circuitos. São Paulo: Makron books, 1994.
Bonjorno, J. R. e Ramos, M. C. Física Fundamenta - Volume único. São Paulo. Ed. FTD, 1999.
Site: http://www.jcphysics.com/
Noções básicas de corrente alternada – Autor: Clodoaldo Silva - Versão : 01Jul2005