Princípios de Corrente Alternada. Geração, Valores Médios e Eficazes

Objetivo do desafio

O objetivo desta atps é fazer com que você e sua equipe possam avaliar os sistemas de transmissão elétrica em nosso país, por meio de relatórios reflexivos, que deverão ser entregues no final desta atividade.

ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas)

Aula-tema: Princípios de Corrente Alternada. Geração, Valores Médios e Eficazes.

Esta atividade é importante para que você conheça as principais diferenças entre as correntes alternada e contínua, mostrando as aplicações, vantagens e desvantagens quanto à adoção de cada modalidade.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Pesquisar, em sites e livros, sobre as diferenças entre corrente alternada e corrente contínua, e quais são os geradores que podem dar esta funcionalidade à corrente elétrica.

Qual a diferença entre corrente alternada e corrente contínua?

A diferença é o sentido da tal corrente. Uma corrente elétrica nada mais é que um fluxo de elétrons (partículas que carregam energia) passando por um fio, algo como a água que circula dentro de uma mangueira. Se os elétrons se movimentam num único sentido, essa corrente é chamada de contínua. Se eles mudam de direção constantemente, estamos falando de uma corrente alternada. Na prática, a diferença entre elas está na capacidade de transmitir energia para locais distantes. A energia que usamos em casa é produzida por alguma usina e precisa percorrer centenas de quilômetros até chegar à tomada. Quando essa energia é transmitida por uma corrente alternada, ela não perde muita força no meio caminho. Já na contínua o desperdício é muito grande. Isso porque a corrente alternada pode, facilmente, ficar com uma voltagem muito mais alta que a contínua, e quanto maior é essa voltagem, mais longe a energia chega sem perder força no trajeto.

Se todos os sistemas de transmissão fossem em corrente contínua, seria preciso uma usina em cada bairro para abastecer as casas com eletricidade. O único problema da alta voltagem transportada pela corrente alternada é que ela poderia provocar choques fatais dentro das residências. "Por isso, a alta voltagem é transformada no final em tensões baixas. As mais comuns são as de 127 ou 220 volts", diz o físico Cláudio Furukawa, da USP. Portanto, a corrente que chega à tomada de sua casa continua sendo alternada, mas com uma voltagem bem mais baixa. Já a corrente contínua sai, por exemplo, de pilhas e baterias, pois a energia gerada por elas, usada nos próprios aparelhos que as carregam, não precisa ir longe. Também há muitos equipamentos eletrônicos que só funcionam com corrente contínua, possuindo transformadores internos, que adaptam a corrente alternada que chega pela tomada.

Alternada

Nesse tipo de corrente, o fluxo de elétrons que carrega a energia elétrica dentro de um fio não segue um sentido único. Ora os elétrons vão para a frente, ora para trás, mudando de rota 120 vezes por segundo. Essa variação é fundamental, pois os transformadores que existem numa linha de transmissão só funcionam recebendo esse fluxo de elétrons alternado. Dentro do transformador, a voltagem da energia transmitida é aumentada, permitindo que ela viaje longe, desde uma usina até a sua casa.

Contínua

Aqui o fluxo de elétrons passa pelo fio sempre no mesmo sentido. Como não há alternância, essa corrente não é aceita pelos transformadores e não ganha voltagem maior. Resultado: a energia elétrica não pode seguir muito longe. Por isso, a corrente contínua é usada em pilhas e baterias ou para percorrer circuitos internos de aparelhos elétricos, como um chuveiro. Mas ela não serve para transportar energia entre uma usina e uma cidade

DIFERENÇAS ENTRE CORRENTE ALTERNADA E CORRENTE CONTÍNUA

Quando se fala em eletricidade, logo vem a questão da corrente alternada e corrente contínua. Como princípio básico, é fundamental saber a diferença entre elas. Por isso, vamos abordar isso, e você verá como é simples esse conceito.

Como já foi abordado no artigo "O que é eletricidade?", a corrente elétrica é o fluxo de elétrons em um determinado condutor. O que diferencia a corrente alternada da contínua é justamente o sentido que esse fluxo de elétrons percorre nesse determinado condutor. Vamos ver detalhadamente como cada uma delas se comporta.

Corrente Alternada

A corrente alternada (CA ou AC, em inglês) é aquela que é gerada nas usinas e percorre grandes distâncias até chegar nas tomadas de nossas casas. A característica dela é que não tem uma polarização, ou seja, não possui um pólo positivo e outro negativo definidos como ocorre na corrente contínua. Por isso, seu sentido alterna, e seus pólos são chamados de fases, porque cada um deles assume as duas condições (ocorre quando a tensão for 220V, pois há a presença de 2 fases). Ela é usada na transmissão em longa distância porque não ocorrem perdas de energia. No artigo anterior citado, nós vimos que a tensão elétrica é a responsável por "empurrar" a corrente elétrica. Na corrente alternada, podemos usar uma alta tensão para transmitir com velocidade a corrente elétrica sem perder grande energia, por isso ela é usada pra essa finalidade.

Observe no desenho abaixo como se comporta uma fase em corrente alternada. Note a alternância da característica positiva e negativa.

Representação gráfica da corrente alternada

Cada alternância equivale a um ciclo. Cada ciclo ocorre, dependendo da região do país e do mundo, 50 ou 60 vezes por segundo. Isso é o que chamamos frequência, e é dada em Hertz. Veremos mais sobre frequência em outro artigo.

• Corrente Contínua

A corrente contínua (CC ou DC, em inglês) é aquela que possui os dois pólos, um positivo e outro negativo. Como possui pólos definidos, o sentido dos elétrons se torna definido também, ou seja, partindo do pólo positivo para o negativo por convenção, já que na realidade ocorre o contrário. Podemos encontrá-la principalmente em pilhas e baterias, geralmente em tensões baixas. Ela não é usada em transmissões de alta tensão e de grande distância porque como possui um sentido único, exigiria muita força pra "empurrar" os elétrons.