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:

$v(t)=V.sin(2\pi ft+\phi )\,$

Para a corrente em CA pode ser descrita como:

$v(t)=I.sin(2\pi ft+\phi )\,$

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 $sinx$ que é +1 e valor mínimo que é -1, uma tensão oscila entre +A e -A. A tensão de pico-a-pico, escrita como $V_{pp}$ , 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 $V_{ef}$ ou $V_{rms}$ . Para uma tensão senoidal temos: