CORRENTES ELÉTRICAS

DC E AC – A Corrente Contínua (DC) flui apenas em uma direção enquanto a Corrente Alternada (AC) está constantemente mudando em amplitude e direção.

VANTAGENS E DESVANTAGENS DE DC E AC – A corrente continua tem várias desvantagens quando comparada com a corrente alternada. A corrente continua, por exemplo, precisa ser gerada no nível de voltagem requerido pelo trabalho (carga). A corrente alternada, por sua vez, pode ser gerada em um nível alto e rebaixada até o consumo final (pelo uso de transformadores), para qualquer que seja o nível de voltagem requerido pela carga. Uma vez que a potência em sistemas alimentados por DC deve ser transmitida em baixa voltagem e níveis altos de corrente, a perda de corrente, I²R , se torna um problema em sistemas alimentados por corrente contínua. Uma vez que a potência em sistemas alimentados por AC pode ser transmitida em um nível mais alto de tensão e mais baixo de corrente, a perda de potência I²R é muito menor do que em sistemas alimentados por corrente contínua.

FORMAS DE ONDAS DE TENSÃO – A forma de onda de tensão ou de corrente é uma imagem gráfica das mudanças nos valores da corrente e voltagem durante um período de tempo.

ELETROMAGNETISMO – Quando uma bússola é colocada nas adjacências de um condutor de corrente, a agulha se alinha em ângulo reto com o condutor. O pólo norte da bússola indica a direção do campo produzido pela corrente. Sabendo a direção da corrente, você pode usar a regra da mão esquerda para condutores para determinar a direção das linhas magnéticas ou de força.

Setas são geralmente utilizadas em diagramas elétricos para indicar a direção da corrente em uma fiação. Uma cruz (+) no final de uma visão seccional do fio, indica que a corrente está fluindo para longe de você, enquanto que um ponto (●) indica que a corrente está fluindo em sua direção.

Quando dois condutores paralelos e adjacentes carregam corrente na mesma direção, os campos magnéticos ao redor desses condutores, auxiliam-se mutuamente. Quando as correntes fluem em direções opostas nos condutores, os campos ao redor dos condutores irão se opor.

CAMPO MAGNÉTICO DE UMA BOBINA – Quando um fio é enrolado ao redor de um núcleo, ele forma uma BOBINA. Os campos magnéticos produzidos quando a corrente flui através da bobina se combinam. A influência combinada de todos os campos ao redor das voltas do fio produz um campo de dois pólos similar ao de um único imã de barra.

Quando a direção da corrente na bobina é invertida, a polaridade do campo de dois pólos na bobina é revertido.

A força do campo magnético na bobina depende de:

· O número de voltas do fio na bobina.

· A quantidade de corrente na bobina,

· A razão entre o comprimento e a largura da bobina

· Do material do núcleo.

GERAÇÃO BÁSICA DE AC – Quando um condutor está em um campo magnético e, ou o condutor ou o campo se move, uma força eletromotriz (voltagem) é induzida no condutor. Esse efeito é chamado de indução eletromagnética.

Uma volta de fio girando em um campo magnético produz uma voltagem que está constantemente mudando de amplitude e direção. A forma de onda produzida é chamada de senóide e é a representação gráfica da corrente alternada (AC). Uma volta completa (360°) do condutor produz um ciclo de AC. O ciclo é composto de duas alternações: uma alternação positiva e uma negativa. Um ciclo de AC em um segundo é igual a 1 hertz (1Hz).

FREQÜÊNCIA – O número de ciclos de AC por segundo é chamado de freqüência. A freqüência de AC é medida em Hertz. A maioria dos equipamentos é classificada pela freqüência, bem como pela voltagem e corrente.

PERÍODO – O tempo necessário para completar um ciclo de uma onda é chamado de PERÍODO DA ONDA.

Cada onda senóide é composta de duas alternações. A alternação que ocorre durante o período em que a onda senóide é positiva é chamado de alternação positiva. A alternação que ocorre durante o período em que a onda senóide é negativa é chamada de alternação negativa. Em cada ciclo da onda senóide, as duas alternações são idênticas em tamanho e forma, mas opostas em polaridade.

O período de uma onda senoidal é inversamente proporcional à freqüência, isto é, quanto maior a freqüência menor o período. As relações matemáticas entre tempo e frequencia são:

COMPRIMENTO DE ONDA – O período de uma onda é definido pelo tempo que ela leva para completar um ciclo. A distância que a onda cobre durante esse período é chamado de comprimento de onda. O comprimento de onda é indicado ela letra grega Lambda (l) e é medido de um ponto em uma determinada onda senóide até o ponto correspondente na onda senóide seguinte.

VALORES DE PICO E DE PICO-A-PICO – O valor máximo atingido durante uma alternação de uma onda senoidal é o valor de pico. O valor máximo atingido durante a alternação positiva até o máximo valor atingido durante a alternação negativa é o valor pico-a-pico. O valor pico-a-pico é o dobro do valor de pico.

VALOR INSTANTÂNEO – O valor instantâneo de uma onda senoidal de uma voltagem ou corrente alternada é o valor da voltagem, ou da corrente em um instante em particular. Há um número infinito de valores instantâneos entre zero e o valor de pico.

VALOR MÉDIO – O valor médio de uma onda senóide de voltagem ou corrente é a média de todos os valores instantâneos durante uma alternação. O valor médio é igual a 0,0636 do valor de pico. As fórmulas para voltagem média e corrente média são:

Lembre-se: O valor médio (E_média ou I_média) é para uma alternação apenas. O valor médio de uma onda completa é zero.

VALOR EFETIVO – O valor efetivo de uma corrente ou voltagem, alternadas, é o valor daquela corrente ou voltagem que produz a mesma quantidade de calor em um componente resistivo que seria produzida pelo mesmo componente por uma corrente continua ou voltagem contínua de mesmo valor. O valor efetivo de uma onda senóide é igual a 0,707 vezes o valor de pico. O valor efetivo também é chamado de valor RMS (root means square) ou valor médio quadrático, ou ainda de valor médio eficaz.

O termo valor RMS é usado para descrever o processo de determinação do valor efetivo de uma onda senóide, usando-se os valores instantâneos de voltagem ou corrente. Você pode encontrar o valor rms de uma corrente ou voltagem tomando valores instantâneos igualmente espaçados na onda senóide e extraindo a raiz quadrada da média da soma desses valores. Daí vem o termo valor quadrático médio.

As fórmulas para os valores efetivo e médio de voltagem e corrente são:

ONDAS SENÓIDES EM FASE – Quando duas ondas senóides estão exatamente no mesmo passo, uma com a outra, dizemos que estão em fase. Para estarem em fase, ambas devem passar por seus pontos mínimo e máximo ao mesmo tempo e na mesma direção.

ONDAS SENÓIDES FORA DE FASE – Quando duas ondas senoidais passam por seus pontos máximo e mínimo em momentos diferentes, uma diferença de fase existe entre elas. Dizemos que as duas ondas estão fora de fase, uma em relação à outra. Para descrever essa diferença os termos ‘liderar’ e ‘atrasar’ são empregados. Dizemos que a onda que atinge o seu ponto mínimo (ou máximo) primeiro lidera a outra onda. O termo atraso é usado para descrever a onda que atinge seu ponto mínimo (ou máximo) após a primeira onda. Quando demonstramos uma onda que está liderando ou em atraso, a diferença normalmente é mencionada em graus. Por exemplo, a onda E₁ lidera a onda E ₂ por 90°, ou, a onda E₂ está atrasada 90° em relação à onda E ₁. Lembre-se: duas ondas senóides podem diferir por qualquer número de graus, exceto 0° e 360°. Duas ondas que diferem por 0° ou 360° são consideradas em fase. Duas ondas senoidais que têm polaridade oposta e que diferem por 180° são consideradas fora de fase, mesmo que passem por seus pontos mínimo e máximo ao mesmo tempo.

LEI DE OHM EM UM CIRCUITO AC – Todas as regras e leis DC aplicam-se a um circuito AC que contém apenas resistência. O ponto importante a lembrar é: Não misturar valores ac. As formulas da lei de Ohm para circuitos AC são: