Corrente Continua e Corrente Alternada

Corrente Contínua e Corrente Alternada

Corrente Contínua (CC)

É caracterizada pelo fluxo contínuo de elétrons em um condutor, sempre na mesma direção.

A corrente contínua é gerada por fontes de tensão contínua, como pilhas ou baterias. Por exemplo, uma pilha AA fornece tensão contínua de 1,5 V entre seus terminais positivo e negativo. Um Arduíno é alimentado por uma fonte de tensão contínua de 5 V. Um ESP32 é alimentado por uma fonte de tensão contínua de 3,3 V. Um carregador USB fornece tensão contínua de 5 V. A bateria de um carro fornece tensão contínua de 12 V entre seus terminais positivo e negativo.

Corrente Alternada (CA)

É uma corrente elétrica cujo sentido oscila no tempo.

A corrente alternada é gerada por fontes de tensão alternada, como geradores eletromecânicos. A forma de onda usual da tensão e da corrente alternada é senoidal.

A tensão secundária fornecida pelas concessionárias de energia elétrica é tensão alternada, de 127V/220V (fase-neutro/fase-fase) ou 220V/380V (fase-neutro/fase-fase), dependendo da região.

Frequência e período da corrente alternada

A relação entre frequência (f) em Hertz e o período (T) em segundos é:

$f={\frac {1}{T}}$

A corrente alternada na rede de distribuição de energia elétrica no Brasil utiliza uma frequência de 60 Hz. Logo, o período de um ciclo completo da corrente alternada é de 16,67 ms.

Para visualizar a forma de onda senoidal é necessário um equipamento chamado osciloscópio.

Corrente eficaz e corrente de pico

A corrente eficaz é a corrente que equivaleria a uma corrente contínua sobre uma carga. Esta corrente pode ser calculada de maneira simplificada para uma onda senoidal pela expressão:

$I_{eficaz}=I_{pico}/{\sqrt {2}}$ 

Para a tensão uma tensão de 127 V da rede de distribuição, o valor de pico é 127 √2 V:

Corrente RMS

Um cálculo mais preciso do valor eficaz de uma corrente alternada pode ser obtido pelo cálculo do valor chamado RMS (root mean square).

O valor RMS é uma medida estatística calculada a partir da raiz do valor quadrático médio da forma de onda, dada pela expressão:

$x_{\mathrm {rms} }={\sqrt {{1 \over N}\sum _{i=1}^{N}x_{i}^{2}}}={\sqrt {{x_{1}^{2}+x_{2}^{2}+\cdots +x_{N}^{2}} \over N}}$

Conversão de corrente alternada em corrente contínua

A tensão e corrente alternada é o tipo de energia elétrica fornecido pela rede de distribuição das concessionárias de energia, nas tensões de 127 V ou 220 V, dependendo da região. Este nível de tensão é utilizado diretamente pelos eletrodomésticos residenciais, como refrigeradores, aparelhos de ar condicionado, fornos elétricos, chuveiros elétricos, etc.

Equipamentos eletrônicos, utilizam tensão e corrente contínua para alimentar seus circuitos integrados, em níveis mais baixos, como 12 V, 9 V, 5 V, 3,3 V ou outros valores.

A conversão da tensão alternada da rede de distribuição para tensão contínua, envolve dois tipos de equipamentos:

• Transformadores: Permitem abaixar as tensões da rede de energia para valores menores;
• Retificadores: São circuitos eletroeletrônicos, construídos com diodos, capazes de retificar o sinal de tensão alternada, convertendo o mesmo em tensão continua.

Em equipamentos, como por exemplo um computador pessoal, a fonte de alimentação implementa estas funções. A mesma função é realizada pelos carregadores de celulares e outros aparelhos eletrônicos.

Gerador de sinais

Na eletrônica, muitos circuitos são utilizados para amplificar ou processar sinais periódicos analógicos. Para testar estes circuitos, um equipamento muito comum é o gerador de sinais, ou gerador de ondas, o qual pode gerar diferentes tipos de ondas alternadas com diferentes valores frequências. As formas de onda mais comum geradas por um gerador de sinais são as ondas senoidais, quadradas, triangulares e dente de serra.

Prefixos do Sistema Internacional de Unidades

Muitas unidades utilizadas em eletricidade ou eletrônica são precedidas de Prefixos do Sistema Internacional de Unidades, seja para para indicar um múltiplo ou submúltiplo da unidade.

Exemplos

Eletrotécnica residencial

Geralmente as tensões são da ordem de uma ou duas centenas de Volts (127 V ou 220 V), as correntes na ordem de dezenas de Amperes (Disjuntores entre 5 A e 40 A) e potências até poucos milhares de Watts (lâmpada 15 W, Televisor 100 W, Chuveiro 5000 W).

Eletrônica

Geralmente encontramos tensões na ordem de poucos Volts (3,3 V, 5V ou 12 V), correntes na ordem de mili Amperes (1 mA a 100 mA) e potências até poucos Watts (1 mW a 5 W).

Na eletrônica algumas unidades muito grandes, como a Faraday, assim, usa-se submúltiplos para especificar a maioria dos capacitores utilizados em circuitos eletrônicos, como μF, nF e pF.

Distribuição de Energia Elétrica

Distribuição em baixa tensão (monofásico 127 V ou 220 V ou trifásico 220 V ou 380 V) e média tensão 13,8 KV.

Geração e transmissão de Energia

Alta tensão (trifásica 138 KV, 230 KV, 440 KV, 500 KV, 750 KV) e alta potência (uma turbina de Itaipu 700 MW; a usina toda 14 GW).

Curiosidade:

Itaipu distribui a energia gerada para o Brasil através das linhas de transmissão de Furnas. São três linhas de transmissão de corrente alternada trifásicas de 750 KV (60 Hz) e duas linhas de corrente contínua ±600 KV.

As linhas de corrente contínua transmitem a energia que foi gerada pelas turbinas paraguaias, que geram energia trifásica na frequência de 50 Hz e são retificadas na subestação de Furnas para serem transmitidas ao Brasil. Em São Paulo a corrente contínua é transformada novamente em alternada, agora em 60 Hz, para ser incorporada ao sistema elétrico brasileiro.

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Evandro.cantu (discussão) 18h50min de 14 de setembro de 2021 (-03)

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