Eletricidade Aplicada

Etapa 1 - Princípios de Corrente Alternada - Geração, Valores Médios e Eficazes

Corrente Contínua (C.C. ou D.C., do inglês direct current) - Uma corrente é considerada contínua quando o fluxo dos elétrons passa pelo fio do circuito sempre em um mesmo sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa, circulando no sentido do pólo positivo para o pólo negativo, se considerarmos o sentido convencional da corrente, ou circula do pólo negativo para o pólo positivo, se considerarmos o sentido da corrente dos elétrons.

A maior parte dos circuitos eletrônicos trabalha com corrente contínua, embora nem todas tenham o mesmo "rendimento", quanto à sua curva no gráfico i x t, a corrente contínua pode ser classificada por:

Corrente contínua constante

Diz-se que uma corrente contínua é constante, se seu gráfico for dado por um segmento de reta constante, ou seja, não variável. Este tipo de corrente é comumente encontrado em pilhas e baterias.

Corrente contínua pulsante

Embora não altere seu sentido as correntes contínuas pulsantes passam periodicamente por variações, não sendo necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes intervalos de tempo.

Esta forma de corrente é geralmente encontrada em circuitos retificadores de corrente alternada.

O problema com o sistema de corrente contínua é que nele não há alternância, não sendo aceito pelos transformadores e assim não consegue ganhar maior voltagem. Desse modo, a energia elétrica não pode seguir muito longe. Por essa razão, a corrente contínua é usada em pilhas e baterias ou para percorrer circuitos internos de aparelhos elétricos, como o de um computador. Tal corrente não serve, porém, para transportar energia entre uma usina e uma cidade. Caso o ser humano tivesse insistido em transmitir energia a longas distâncias por meio da corrente contínua, seria necessário a construção de usinas produtoras de energia elétrica a cada dois quilômetros ou três.

Corrente Alternada (C.A. ou A.C., do inglês alternating current) - A corrente alternada é caracterizada por um fluxo alternado no sentido dos elétrons. É uma corrente elétrica cujo sentido varia no tempo, ao contrário da corrente contínua cujo sentido permanece constante ao longo do tempo. A forma de onda usual em um circuito de potência CA é senoidal por ser a forma de transmissão de energia mais eficiente. Entretanto, em certas aplicações, diferentes formas de ondas são utilizadas, tais como triangular ou ondas quadradas. Enquanto a fonte de corrente contínua é constituída pelos pólos positivo e negativo, a de corrente alternada é composta por fases (e, muitas vezes, pelo fio neutro).

Essa variação é fundamental, pois os transformadores que existem numa linha de transmissão só funcionam recebendo esse fluxo de elétrons alternado. Tal variação permite aos transformadores de uma linha de transmissão receberem a energia elétrica produzida, permitindo que esta percorra uma maior distância.

Se considerarmos um gráfico i x t (intensidade de corrente elétrica por tempo), podemos classificar a corrente conforme a curva encontrada, ou seja:

Corrente alternada

Dependendo da forma como é gerada a corrente, esta é invertida periodicamente, ou seja, ora é positiva e ora é negativa, fazendo com que os elétrons executem um movimento de vai-e-vem.

Este tipo de corrente é o que encontramos quando medimos a corrente encontrada na rede elétrica residencial, ou seja, a corrente medida nas tomada de nossa casa.

Geradores

A corrente sempre existe enquanto há diferença de potencial entre dois corpos ligados, por um condutor, por exemplo, mas esta tem pequena duração quando estes corpos são eletrizados pelos métodos vistos em eletrostática, pois entram rapidamente em equilíbrio.

A forma encontrada para que haja uma diferença de potencial mais duradoura é a criação de geradores elétricos, que são construídos de modo que haja tensão por um intervalo maior de tempo.

Existem diversos tipos de geradores elétricos, que são caracterizados por seu princípio de funcionamento, alguns deles são:

Geradores luminosos: São sistemas de geração de energia construídos de modo a transformar energia luminosa em energia elétrica, como por exemplo, as placas solares feitas de um composto de silício que converte a energia luminosa do sol em energia elétrica.

Geradores mecânicos: São os geradores mais comuns e com maior capacidade de criação de energia. Transformam energia mecânica em energia elétrica, principalmente através de magnetismo. É o caso dos geradores encontrados em usinas hidrelétricas, termoelétricas e termonucleares.

Geradores químicos: São construídos de forma capaz de converter energia potencial química em energia elétrica (contínua apenas). Este tipo de gerador é muito encontrado como baterias e pilhas.

Geradores térmicos: São aqueles capazes de converter energia térmica em energia elétrica, diretamente.

Os três principais sistemas de geração de energia no Brasil são: Usinas Termoelétricas, Nucleares e Hidrelétricas.

Frequência elétrica

A frequência elétrica é uma grandeza física que indica quantos ciclos a corrente elétrica completa em um segundo. Se ela não for a correta, os equipamentos elétricos não funcionam ou funcionam de modo inadequado.

A corrente alternada permite a transmissão a longas distâncias por possibilitar o uso do transformador, que eleva a tensão, reduz a corrente e por sua vez as perdas na transmissão. A frequência deve ser baixa o suficiente para aumentar o desempenho das maquinas elétricas (por isso que alguns sistemas dedicados de tração elétrica são em 16,67 Hz)

a frequência deve ser alta o suficiente para a iluminação seja aparentemente continua. O olho humano percebe a luz como sendo persistente para acima de 100 Hz (em uma dada frequência de corrente, temos dois picos de potencia,