Se a sua lâmpada consegue ficar acesa sem piscar, porque a corrente da sua casa é alternada e não contínua?
Aposto que alguma vez na vida você já se perguntou isso!
A verdade é que a sua lâmpada pisca sim, você só não consegue enxergar isso acontecendo porque ela pisca em uma frequência tão alta que até parece que fica o tempo todo acesa.
Quer ver como isso é verdade?
Então pegue a câmera do seu celular e grave uma lâmpada acesa por alguns segundo e coloque o vídeo em câmera lenta. Viu agora como ela pisca?
O mesmo não ocorre se a lâmpada estiver ligada a uma bateria, por exemplo. Você sabe por quê?
Se não sabe, vem comigo, pois no post de hoje iremos entender o funcionamento da corrente alternada e quais são suas principais vantagens.
Vamos lá?
Corrente Alternada
Conceitos
Existem dois tipos de corrente, como vocês já sabem: a corrente contínua e a alternada.
A corrente contínua, como o próprio nome sugere, é aquela cujo valor e cuja direção não se alteram ao longo do tempo. E a corrente que vem das pilhas, das baterias e dos geradores, por exemplo.
Já a corrente alternada, que é responsável por alimentar nossa residência, é aquela em que a tensão varia ao longo do tempo, ou seja, é uma corrente oscilatória oriunda do fenômeno de indução eletromagnética.
Agora, observe a imagem a seguir e veja a clara diferença entre elas.
Vantagens
O uso da corrente alternada possui várias vantagens sobre o uso da corrente contínua, não é à toa que ela usada para abastecer cidades inteiras.
A primeira vantagem da corrente alternada é que ela pode ter sua tensão modificada com relativa facilidade através de transformadores.
Mas pro que isso é importante?
Bom, para que a energia elétrica produzida seja leva até as unidades de consumos, é necessário que haja uma transmissão eficiente de modo que as perdas de energia ao longo desse percurso sejam minimizadas.
Então, uma forma de tornar essa transmissão viável é elevando a tensão elétrica através uma subestação elevadora até que chegue ao local de distribuição e seja modificada novamente para valores menores padronizados para a distribuição.
Por fim, para que a energia chegue até as unidades de consumo, como a nossa casa, ela precisa ser modificada mais uma vez através transformadores abaixadores para que adquira uma tensão segura para uso comercial e residencial.
Desse modo, além da facilidade, também podemos citar a grande economia e eficiência na transmissão, além de que os alternadores são construtivamente mais simples e mais eficientes que os geradores.
Propriedades
Ondas senoidais
A onda senoidal nada mais é do que uma das representações mais comuns da tensão alternada gerada pela indução eletromagnética.
Esse nome se deve ao fato de que a corrente varia no tempo proporcionalmente ao seno de um ângulo descrito por um segmento que gira no sentido anti-horário em torno de um ponto com uma velocidade uniforme, conforme imagem a seguir.
Desse modo, a tensão em qualquer instante pode ser calculada por:
\mathrm{V(t)=V_p.sen(ω.t)}
Onde:
- V é a tensão no instante t (V);
- Vp é o valor da tensão máxima ou amplitude (V);
- ω é a velocidade angular (rad/s);
- t é o tempo (s).
Amplitude
A amplitude da corrente alternada é o máximo valor (positivo ou negativo) de tensão elétrica atingido pela onda senoidal, que é a diferença entre os potenciais elétricos de dois pontos de uma região de um campo eletrostático.
Ciclo
Na figura anterior, vimos um exemplo de corrente alternada na qual a tensão varia desde zero até 120 V, depois inverte seus sentindo e diminui até o valor zero e torna a aumenta no sentido negativo até 120 V e se anula novamente.
Esse conjunto de valores positivos e negativos resulta no que conhecemos como um ciclo.
E, se você não sabe, na corrente que temos em nossa casa, esse ciclo ocorre 60 vezes em apenas um segundo.
Agora, pensem comigo, se em 1 ciclo a tensão vai de zero até o valor máximo 2 vezes, isso quer dizer que a lâmpada da nossa casa acende e paga 2 vezes em 1 ciclos, ou seja, em 1 segundo ela apaga e acende 120 vezes!
Muita coisa, não é? É por isso que nem conseguimos perceber.
Período
Período é o tempo necessário à realização de um ciclo e pode ser calculador por:
\mathrm{T=\dfrac{2π}{ω}}
Onde:
- T é o período (s);
- ω é a velocidade angular (rad/s).
Frequência
Frequência, por conceito, é o número de ciclos realizados em 1 segundo e pode ser calculada em função do período, conforme abaixo.
\mathrm{f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{ω}{2π}}
Onde:
- f é a frequência (cliclo/s=hertz).
- T é o período (s).
Conforme vimos anteriormente, em alguns lugares como no Brasil, por exemplo, a corrente alternada realiza 60 ciclos em 1 segundo, portanto essa é a frequência da nossa corrente.
Valor eficaz
O valor médio de uma potência variável é o valor médio da potência que, no período T, transfere a mesma energia. Assim, a corrente eficaz é aquela corrente constante que, no momento de tempo, produz uma mesma quantidade de calor que uma corrente variável em uma mesma resistência.
Em outras palavras, o valor eficaz, representado por rms, corresponde ao valor de um sinal contínuo que, se aplicada a uma resistência, faria com que ele dissipasse a mesma potência média.
Logo, o valor eficaz é calculado por:
\mathrm{V_{rms}=\dfrac{V_p}{\sqrt{2}}}
Onde:
- Vrms é o valor eficaz da tensão (V);
- Vp é o valor da tensão máxima ou amplitude (V).
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Pois bem, pessoal, espero muito que esse post tenha te ajudado a aprender sobre corrente alternada.
Agora, se você quiser se aprofundar um pouco mais na área de Instalações Elétricas, não deixa de conferir o e-Book gratuito sobre Instalações Elétricas que preparamos pra você, tá bom?
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Fonte: CREDER, Hélio. Instalações Elétricas. 16. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
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Engenheira Civil pela Universidade Federal do Piauí, engenheira de obra, perita judicial e pós-graduanda em Avaliação, Auditoria e Perícias de Engenharia.