Corrente alternada e sua aplicabilidade

1. INTRODUÇÃO

Corrente alternada varia em função do tempo, e percorre o condutor nos dois sentidos, ao contrário da corrente contínua. Para entendermos melhor o que é corrente alternada e sua aplicabilidade deve-se conceituar alguns conceitos básicos para o respectivo entendimento.

2. CONCEITOS BÁSICOS

Existem três componentes básicos de circuitos analógicos: o resistor (R), o capacitor (C) e o indutor (L). Estes podem ser combinados em quatro importantes circuitos, o circuito RC, o circuito RL, o circuito LC e o circuito RLC, com as abreviações indicando quais componentes são utilizados, para o entendimento de corrente alternada, será conceituados de forma simples e conceitual.

2.2 CIRCUITO RC

É um dos Circuitos mais simples, basicamente formado por um resistor e um capacitor, podendo estar em série ou em paralelo, e sendo alimentado por uma fonte de .

2.2 CIRCUITO RL

Também tão simples quanto o circuito RC, é formado por resistor e um indutor, podendo dar em série ou em paralelo.

2.3 CIRCUITO LC

Os circuitos LC se comportam como ressonadores eletrônicos, sendo um componente chave em muitas aplicações, tais como osciladores, filtros e misturadores de freqüência.

Esse circuito consiste de um indutor e um capacitor. A corrente elétrica irá alternar entre ele a uma freqüência angular de

,

2.4 CIRCUITO RLC

Esse circuito é nada mais que o circuito LC com a adição de uma resistência.Existem dois parâmetros fundamentais que descrevem o comportamento dos circuitos RLC: a freqüência de ressonância e o fator de carga.Lembrando que Ressonânciaé a tendência de um sistema a oscilar em máxima amplitude em certas freqüências, conhecido como ‘freqüências ressonantes’.

A freqüência natural ou de ressonância (sem carga de um circuito RLC )

Unidade: Radiano por segundo

Ou :

Unidade: Heztz (Hz)

Factor de carga

Unidade: Radiano por segundo

Para aplicações em circuitos osciladores, é geralmente desejável que o factor de carga seja o menor possível ou, de igual forma, aumentar o factor de qualidade (Q) o máximo possível. Na prática, isto requer uma redução na resistência R no circuito para uma quantia tão baixa quanto fisicamente possível. Neste caso, o circuito RL torna-se uma boa aproximação do circuito LC ideal, que não é realizável na prática. (mesmo que a resistência seja removida do circuito, ainda existe uma resistência pequena, porém diferente de zero no fio e nas conexões entre os elementos do circuito que não pode ser eliminada totalmente).

3. CORRENTE ALTERNADA

Conceituamos alguns tópicos vitais ao entendimento da corrente alternada e seu funcionamento. Agora uma definição para o tema será conceituada detalhadamente. Corrente alternada (AC) é a corrente elétrica na qual a intensidade e a direção são grandezas que variam ciclicamente, em função do tempo e percorre o condutor nos dois sentidos ao contrário da corrente contínua, que tem direção bem definida e não varia com o tempo. A corrente alternada é a forma mais eficaz de transmissão de energia elétrica por longas distâncias, pois ela apresenta facilidade para ter o valor da sua tensão alterado por aparelhos denominados transformadores.

Corrente alternada (CA) é a corrente elétrica na qual a intensidade e a direção são grandezas que variam ciclicamente, em função do tempo e percorre o condutor nos dois sentidos ao contrário da corrente contínua (cc), que tem direção bem definida e não varia com o tempo. Apresenta uma importante vantagem em relação a cc, pois a medida que a corrente se alterna, o campo magnético que circunda o condutor também se altera. Assim temos os seguintes gráficos (I(A) x t(s)).

Corrente Alternada (CA) Corrente Contínua (CC)

Suponhamos um condutor relitilineo abaixo (fio de cobre por exemplo):

Máx.

fio

Decresce e se anula

Máx

Fig.1 Fig. 2 Fig. 3

N

fio

o diagrama, a corrente cresce em uma direção, depois decresce até torna-se nula, depois cresce novamente no sentido contrário, e isso se repente constantemente. Se a corrente volta a ser máxima novamente 1 vez por segundo a freqüência da Corrente é de 1 Hz, se for 2 vezes por segundo é 2 Hz e assim por diante.

No diagrama acima, a fecha representa a intensidade máxima, fazendo girar em um círculo imaginário, daí a qualquer momento que intensidade real que passa dentro do fio é igual a igual a projeção no círculo. Daí pode-se traçar a curva senoidal.

Observando a gráfico temos que o número de ciclos em 1 segundo é a Freqüência Elétrica, e o Período (T) é o tempo gasto para completar 1 ciclo (T = 1/f).

Os elementos essenciais de circuitos de corrente alternada são os Geradores de c.a. e elementos passivos e lineares que são uma combinação de Resistores, Capacitores ou Indutores em série ou em paralelo. O principio básico de um gerador de c.a consiste na rotação de uma bobina num campo magnético externo, assim girando a bobina no campo magnético externo a fem induzida na bobina é alternada. As fems alternadas e as correntes alternadas são fundamentais para a geração e distribuição de energia.

4. CIRCUITO RCL COM FONTE DE ALIMENTAÇÃO SENOIDAL

Agora que já se tem uma noção de corrente alternada e circuito RLC, estudaremos o comportamento de um circuito RLC alimentado por uma corrente alternada.