Tensão e corrente sinusoidais VARIÁVEL

1. TENSÃO E CORRENTE ALTERNADAS SENOIDAIS

Uma forma de onda de um sinal de tensão ou corrente alternada é aquela onde a

intensidade e a polaridade alteram-se ao longo do tempo. Em geral são sinais periódicos

como as formas de onda apresentadas na figura 1.1

+

-

+

- +

-

t t t

Figura 1.1 – formas de onda alternadas e periódicas

Uma Corrente Alternada (ICA) é aquela que inverte, periodicamente, o sentido no

qual está circulando. Ela também varia a intensidade continuamente no tempo. Uma Tensão

Alternada (VCA) é aquela que inverte, periodicamente, a polaridade da tensão. Já Tensão ou

Corrente Alternada Senoidal é aquela cuja forma de onda é representada por uma senóide.

Dizemos que é um sinal senoidal.

A forma de onda periódica mais importante e de maior interesse é a alternada senoidal

de tensão e de corrente, porque a energia gerada nas usinas das concessionárias e a maioria

dos equipamentos usam tensão e corrente alternadas senoidais.

A maior parte da energia elétrica consumida é gerada e distribuída na forma de tensão

e corrente alternadas para os consumidores que são as residências, o comércio e,

principalmente, as indústrias.

A principal razão pela qual a energia elétrica gerada e distribuída em grande escala

ser em tensão e corrente alternadas é que ela apresenta uma facilidade tanto na geração como

na transformação dos níveis de tensão (elevação ou redução). Para transportar a energia a

longas distâncias é necessário elevar a tensão a níveis que chegam a 750kV, para reduzir as

perdas no transporte (principalmente por Efeito Joule). Nos centros de consumo a tensão é

novamente reduzida e distribuída aos consumidores.

Os motores de corrente alternada são construtivamente menos complexos que os

motores de corrente contínua. Isto é uma grande vantagem pois, reduz custos e cuidados com

a manutenção. Por isso são os mais baratos e os mais usados nos equipamentos.

Outra importante razão é a característica típica de comportamento dos circuitos

elétricos e seus elementos passivos (R, L e C) quando submetidos a sinais senoidais. O

tratamento matemático permite que os mesmos teoremas de análise de circuitos de corrente

contínua (CC) possam ser aplicados à análise de circuitos com sinais alternados senoidais.

Além disso, os sinais senoidais de tensão e de corrente são muito estudados porque

são, em muitos casos, a base para vários outros sinais. Isto quer dizer que muitos sinais

podem ser analisados pela combinação de mais de um sinal senoidal.

O objetivo desta apostila é apresentar o processo de geração da corrente alternada

senoidal e especificar as suas características, parâmetros e terminologias, bem como

processos matemáticos para análise do comportamento dos elementos passivos (resistor,

capacitor e indutor) em circuitos de corrente alternada senoidal. SINAIS SENOIDAIS: TENSÃO E CORRENTE ALTERNADAS

Prof. Fernando L. R. Mussoi CEFET/SC - Gerência Educacional de Eletrônica

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2. GERAÇÃO DE CORRENTE ALTERNADA

No estudo do Eletromagnetismo já foram vistos os princípios da Indução

Eletromagnética. Para entender a produção de uma onda (sinal) senoidal devemos conhecer

bem os princípios das tensões e correntes induzidas:

2.1. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Quando a região onde um circuito elétrico se encontra apresenta uma variação de

fluxo magnético, surge nesse circuito, uma corrente elétrica. Este fenômeno é chamado de

indução eletromagnética.

Esta corrente induzida circuila no circuito devido à uma diferença de potencial

(tensão), chamada de força eletromotriz induzida (FEM), ou simplesmente, tensão induzida.

A indução eletromagnética é regida por duas leis: Lei de Lenz e Lei de Faraday, já

estudadas.

A Lei de Faraday diz que a Fem (tensão) induzida média em um circuito é igual ao

resultado da divisão da variação do fluxo magnético numa bobina com N espiras pelo intervalo

de tempo em que ocorre, com sinal trocado. Ou seja, quanto mais o fluxo variar num intervalo

de tempo, tanto maior será a tensão induzida.

t

N

e

Δ

−