Objetivo: Conhecer os fundamentos que caracterizam a corrente elétrica alternada

1. Unidade 6 – Corrente Elétrica Alternada • Objetivo: • Conhecer os fundamentos que caracterizam a corrente elétrica alternada CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA • Introdução • Fontes de Corrente Alternada • Resistores em um Circuito de CA • Indutores em um Circuito de CA • Capacitores em um Circuito de CA Albuquerque, R.O., Análise de circuitos em corrente alternada, Erica Serway, Física Vol. 3 – Eletricidade, magnetismo e óptica, LTC.

2. Introdução No circuito de corrente alternada (CA) tanto a corrente como a fem e tensão variam seu valores no tempo e é possível ser descrita das seguintes formas: seno quadrada triangular dente de serra O modelo matemático utilizado para descrever é o senoidal.

3. Fontes de Corrente Alternada O circuito de corrente alternada é constituído por uma combinação de componentes e um gerador que gera uma corrente alternada. Através da rotação de uma espira num campo magnético de velocidade angular w, induz-se uma ddp (fem) senoidal na espira. Esta variação instantânea da voltagem é dada por: T Vp Onde Vp é a tensão de pico do gerador de CA. A frequência angular é dada por: Sendo f a frequência, ciclos/s = Hertz=Hz e T é o período, tempo de uma única oscilação.

4. Resistores em um Circuito de CA Considerando-se a figura ao lado e aplicando-se uma tensão senoidal: v R A tensão no resistor é dada por: Desta forma a corrente instantânea é dada por: Portanto: Onde iR e vR variam de forma senoidal , senwt, e atingem o valor máximo em um mesmo instante, isto é, ambas as grandezas estão em fase.

5. Potência dissipada em um resistor A potência instantânea no circuito de CA é dada por: P(t)=v(t).i(t)=i(t)2R Sendo i(t) a corrente instantânea no resistor O resultado é apresentado no terceiro gráfico na figura à direita. O efeito térmico provocado pela corrente alternada não é o mesmo provocado pela corrente contínua no mesmo resistor. Isto porque a corrente alternada possui o seu máximo em um curto período de tempo no seu ciclo. Desta forma para este tipo de circuito o importante é o valor médio da corrente conhecido como corrente quadrática média (valor eficaz ou valor quadrático médio.

6. Valor eficaz O valor eficaz da tensão alternada corresponde ao valor da tensão contínua que produz a mesma dissipação de potência que a tensão alternada em questão num resistor. v R i T VEF REF Vp Vpp Para circuitos puramente resistivos

7. Indutores em um Circuito de CA Considerando-se o circuito ao lado constituído de um gerador de CA e um indutor. Se vL é a queda instantânea da tensão no indutor , a regra das malhas aplicadas a este circuito indica: v+vL=0, onde vL L é indutância onde [L] = V.s/A=henry=H solução Há diferença de fase A diferença de fase no indutor é causada pela auto indutância do circuito que provoca um atraso no aumento da intensidade de corrente antes de entrar em regime de variação periódica (ou senoidal).

8. Indutores em um Circuito de CA Reatância Indutiva Utilizado para não ser confundido com resistência. • Se distingue da resistência pela diferença de fase entre v e i. • No circuito puramente resistivo v e i estão sempre em fase , enquanto que no circuito puramente indutivo i defasa 900 de v. • [XL] = ohm no SI. • A reatância de um circuito indutor aumenta com a frequência. Isto porque , nas frequências mais elevadas, a corrente varia mais rapidamente, o que provoca um aumento da fem induzida associada a uma corrente máxima.

9. Capacitores em um Circuito de CA Observando-se o circuito de CA, pelas leis de Kirchhoff tem-se: C v vC A corrente elétrica não atravessa o capacitor, mas oscila em todo o circuito. O atraso de tensão ocorre devido ao carregamento do capacitor . Onde vc é a queda instantânea da tensão no capacitor Sabendo-se que a capacitância é dada por: Como então • [Xc]=ohm – Reatância Capacitiva • Quando a frequência aumenta , a corrente aumenta, mas Xc diminui. • Para uma dada Vp i aumenta à medida que w aumenta. • Quando w0, Xc h ei 0. A corrente máxima é dada por

10. Este é o Final!!

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