Mudanças entre as edições de "CEL18702 2016 1 AULA12"
Linha 70: | Linha 70: | ||
Dado que a CA se repete periodicamente (ciclicamente), uma das característica fundamentais é | Dado 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 | o valor do intervalo de tempo entre repetições (ou ciclos), ou seja, o período T, cuja | ||
− | unidade é o segundo [s]. A Figura 3 mostra | + | unidade é o segundo [s]. A Figura 3 mostra as características de uma tensão senoidal. |
+ | |||
+ | [[Imagem:fig68_CEL18702.png|center|500px]] | ||
+ | <center> | ||
+ | Figura 3 - Características de uma onda senoidal. | ||
+ | </center> | ||
+ | |||
+ | É comum utilizar-se uma outra característica da CA, diretamente relacionada com o período | ||
+ | que a frequência (f). Esta grandeza representa o número de ciclos que ocorre num segundo e a | ||
+ | sua unidade é o Hertz [Hz]. | ||
+ | |||
+ | A relação entre a frequência e o período é então: | ||
+ | |||
+ | <math>f\frac{1}{T}</math> | ||
=Referências= | =Referências= |
Edição das 08h07min de 12 de julho de 2016
Análise de Circuito em Corrente Alternada (CA)
Grandezas Senoidais
Até o momento nos vimos somente tensões e correntes contínuas, ou seja, aquelas que possuem módulo e sentido constantes ao longo do tempo. A Figura 1 mostra esse comportamento.
Figura 1 - Comportamento da Corrente (A) e da tensão (V) ao longo do tempo.
Uma tensão ou corrente é dita alternada quando muda periodicamente de módulo e sentido.
Dependendo da forma como varia a grandeza em função do tempo, existem diversos tipos de
tensões e correntes alternadas, ou seja, diversas formas de onda: quadrada, triangular, senoidal, etc.
Entre elas a mais importante é a senoidal porque assim é gerada, transmitida e distribuída a energia
elétrica. A Figura 2 mostra alguns exemplos de formas de onda.
Figura 2 - Tipos de formas de onda.
Matemática
De todas as formas de onda de sinais alternados, a mais importante é a senoidal. A forma de onda de tensão CA pode ser descrita matematicamente pela fórmula:
Para a corrente em CA pode ser descrita como:
O valor de pico-a-pico de uma tensão alternada é definida como a diferença entre o seu pico positivo e o seu pico negativo. Desde o valor máximo de que é +1 e valor mínimo que é -1, uma tensão oscila entre +A e -A. A tensão de pico-a-pico, escrita como , é, portanto (+A) - (-A)= 2A. Geralmente a tesnão CA é dada sempre no seu valor eficaz, que é o valor quadrático médio desse sinal elétrico (rms). sendo escrito como ou . Para uma tensão senoidal temos:
é útil no cálculo da potência consumida por uma carga. Se a tensão CC de valor transfere certa potência P para a carga dada, então uma tensão CA de valor irá entregar a mesma potência média P para a mesma carga se . Por este motivo, rms é o modo normal de medição de tensão em sistemas de potência.
Para ilustrar estes conceitos, considere a tensão de 220V CA, usada em alguns estados brasileiros e em Portugal. Ela é assim chamada porque seu valor eficaz (rms) é, em condições normais, de 220V. Isto quer dizer que ela tem o mesmo efeito joule, para uma carga resistiva, que uma tensão de 220V CC. Para encontrar a tensão de pico (amplitude), podemos modificar a equação acima para:
Para 220V CA, a tensão de pico ou A é, portanto, (aproximado). O valor de pico-a-pico de 220V CA é ainda mais alta: .
Note que para tensões não senoidais, temos diferentes relações entre seu pico de magnitude valor eficaz. Isso é de fundamental importância ao se trabalhar com elementos do circuito não lineares que produzem correntes harmônicas, como retificadores.
Corrente Alternada versus Corrente Contínua
Desde o início da história da eletricidade que se iniciou a questão da opção entre corrente contínua (CC) e corrente alternada (CA). A partir de 1882, a CA foi adotada para o transporte e distribuição de energia eléctrica em larga escala, pelas seguintes razões:
- A elevação e o abaixamento de tensão são mais simples
- Tal como já foi referido no ponto ‘Noções Sobre Sistemas Eléctricos de Energia’, para reduzir as perdas energéticas no transporte de energia eléctrica é necessário elevar o valor da tensão. Posteriormente, a distribuição dessa energia eléctrica aos consumidores, é necessário voltar a baixar essa tensão. Para isso utilizam-se transformadores elevadores e abaixadores de tensão, de construção bastante simples e com um bom rendimento. O processo de reduzir e aumentar a tensão em CC é bastante mais complexo, embora comecem a aparecer, hoje em dia, sistemas de eletrônica de potência capazes de executar essa tarefa (embora com limitações de potência).
- Os alternadores (geradores de CA) são mais simples e têm melhor rendimento que os dínamos (geradores de CC).
- Os motores de CA, particularmente os motores de indução são mais simples e
têm melhor rendimento que os motores de CC.
- A CA pode transformar-se facilmente em CC por intermédio de sistemas
retificadores.
Período (T) e Frequência (f)
Dado 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 Figura 3 mostra as características de uma tensão senoidal.
Figura 3 - Características de uma onda senoidal.
É comum utilizar-se uma outra característica da CA, diretamente relacionada com o período que a frequência (f). Esta grandeza representa o número de ciclos que ocorre num segundo e a sua unidade é o Hertz [Hz].
A relação entre a frequência e o período é então:
Referências
[1]
<< | <> | >> |
---|