Corrente Alternada e Voltagem Corrente alternada 1 2

Corrente Alternada e Voltagem

Corrente alternada • 1) 2) 3) 4) A corrente alternada tem uma série de vantagens em relação a CC: Pode ser transmitida a longas distâncias. Podem ser aumentadas e diminuídas por transformadores. Dispositivos que utilizam CA são menores e mais simples. Muitos instrumentos utilizam CA com ciclos de 400 Hz.

Corrente alternada • Diferenças com a CC: • A CC tem direção única e polaridade constante. • Muda sua intensidade somente quando o circuito é aberto ou fechado

Corrente alternada • A CA muda de direção em intervalos regulares, de 0 a 360 graus.

Corrente alternada • O funcionamento do gerador pode explicar o comportamento da CA. • Uma bobina ligada a um medidor fechando o circuito. Se um imã em formato de barra se move entrando na bobina produz-se uma corrente indicada pelo medidor. • Lei de Lenz: a corrente induzida causada pelo movimento relativo de um condutor em um campo magnético sempre flui de acordo com a direção em que seu campo magnético se opõe ao movimento.

Corrente alternada • A direção da fem induzida é determinada pelas linhas de força magnética e a direção na qual o condutor é movimentado dentro do campo magnético. • Se o imã for fixo e o condutor se movimentar são válidas as mesmas regras.

Corrente alternada

Corrente alternada • A intensidade da fem depende: 1) A quantidade de fios, movendo-se num campo magnético 2) A intensidade do campo magnético 3) A velocidade de rotação

Corrente alternada • Geradores: usados para produzir CA. • Podem ser chamados também de alternadores. • Um gerador simples constitui-se de uma espira simples, que é imerso num imã permanente, movimentando-se. • Nas extremidades da espira são colocados anéis coletores, para receber a energia gerada.

Corrente Alternada • Depois de passar nos anéis coletores, a corrente passa por escovas de carvão. • A energia é formada tanto em uma extremidade, quanto na outra.

Corrente alternada • Para definir o sentido da fem utilizamos a regra da mão esquerda. • Quando o condutor está em paralelo com as linhas de força, a voltagem é máxima. • O número de vezes, em que cada ciclo ocorre num período de tempo, é chamado de frequência. • É o número de vezes que um ciclo se repete um segundo.

Corrente alternada • A fase é a característica que é identificada quando comparamos duas ondas, e elas passam pelos mesmos pontos numa reta. • Valores de corrente alternada: 1) Valor instantâneo: é a voltagem induzida em qualquer tempo. 2) Valor máximo: é o instantâneo mais alto.

Corrente alternada 3) Valor efetivo: é o mesmo valor da corrente contínua, que possa produzir igual efeito térmico. Obs: O valor afetivo é 0, 707 vezes o valor máximo. Exemplo: São oferecidos 155 V, então o valor efetivo á 110 V.

Indutância • Quando uma corrente alternada flui numa bobina, gera-se uma campo magnético na bobina que tende a opor-se ao efeito da corrente que a originou. Lei de Lenz. • A voltagem induzida é chamada de forçacontra-eletromotriz, que se opõe a voltagem aplicada. Como uma resistência. • A indutância é medida em henrys. (L)

Indutância • A indutância depende: 1) Número de espiras. 2) Área da secção transversal da bobina. 3) E seu núcleo. Um núcleo de material magnético aumenta sua indutância. Um circuito de 1 V, 1 A/min tem 1 Henry.

Indutância • Indutores podem ser conectados num circuito da mesma maneira que resistores. • Se conectados em série, a indutância total será a SOMA das indutâncias. • Se conectados em paralelo, a indutância total será a soma do inverso das indutâncias. • Se tivermos circuitos mistos, a resolução será a mesma que em circuitos CC.

Indutância • Reatância indutiva: que é a oposição ao fluxo de corrente, se representa por XL, e é medida em Ohms. • Para calcular-se XL, , usamos a lei de Ohm, normalmente. • Devemos no entanto considerar que a CA possui frequência, que influencia no campo do indutor, então se aumentarmos a frequência, aumenta-se a reatância indutiva.

Indutância • XL = 2 Л f L • Exemplo: Temos um circuito com 110 V e uma frequência de 60 ciclos/s. E uma indutância de 0, 146 henry. • Qual a Reatância indutiva? XL = 2 x 3, 14 x 60 x 0, 146 XL = 55 Ω

Capacitância • A capacitância é representada por um capacitor. • O capacitor tem a função de armazenar cargas elétricas. • Quando um capacitor é conectado através de uma fonte CC, uma placa torna-se carregada positivamente e a outra negativamente.

Capacitância • A quantidade de carga que o capacitor pode acumular depende dos fatores: 1) Tipo de material do dielétrico 2) Diretamente proporcional a área da placa 3) Inversamente proporcional a distância da placa.

Capacitância • Exemplo: Num circuito, quando fechamos a chave, a capacitor se carrega, movimentando a corrente em direção ao capacitor. Até que a ddp fique 0 V. • Se a fonte de força for retirada, a corrente correrá no sentido contrário, no sentido de descarregar o capacitor.

Capacitância • O material dielétrico pode ser ar, vidro, mica ou eletrólito, e o tipo é determindo pela quantidade de carga qe será armazenada. • Todos os materiais são comparados ao vácuo, recebendo uma classificação numérica.

Capacitância • Num circuito de corrente alternada, a polaridade e o sentido da corrente mudam constantemente. • A unidade de medida é o farad. Que é muito grande, o comum é utilizar o microfarad.

Tipos de Capacitores • Podem ser fixos ou variáveis. • Capacitores fixos: tem capacitância constante. 1) Capacitores de papel: são constituídos de folhas de metal, separados por papel encerado. Atual na faixa de 200 micro-microfarad a microfarad. Duas pontas de metal são soldadas as placas. O conjunto pode ter cobertura de papelão ou blindagem.

Tipos de Capacitores • • Capacitores a óleo: Utilizam como material dielétrico o óleo. Servem para circuitos que possuem alta voltagem. Restrito a equipamentos de transmissão de rádio e radar.

Tipos de Capacitores 2) Capacitores de Mica: • Possuem como dielétrico a mica. • É coberto com plástico moldado, para evitar a umidade. • A mica é melhor que o papel. Evita o centelhamento entre as placas. • Atuam entre 50 micro-microfarad e 0, 02 micro farad.

Tipos de Capacitores 3)Capacitores Eletrolíticos. • Para capacitâncias maiores que alguns microfarads, é necessário áreas maiores de placas, nos capacitores de papel. • Por isso para permitir grandes capacitâncias e pequenos tamanhos, é utilizado o capacitor eletrolítico. • Atuam entre 1 e 1500 microfarad. • Devem ser usados com polaridade constante.

Tipos de Capacitores • Os capacitores eletrolíticos tem placas de metal, separadas por eletrólito, que incluem o terminal negativo. O dielétrico é um película de óxido fina, depositada sobre o terminal positivo. (eletrodeposição). • Devem ser a prova de vazamento • O seco possui uma pasta como eletrólito, que evita o vazamneto.

Tipos de Capacitores • Capacitores eletrolíticos:

Associação de Capacitores • Podem ser associados em série ou em paralelo. • Quando o capacitor é associado em série, a capacitância equivalente (total) é a soma dos inversos dos capacitores.

Associação de Capacitores • Capacitores em Paralelo: • Quando os capacitores são associados em paralelo, a capacitância equivalente (total) é a soma simples dos valores das capacitâncias.

Associação de Capacitores • As unidades usadas para a determinação do farad são o colomb e o volt. • Relembrando que: um farad é o resultado de um colomb armazenado quando 1 volt é aplicado. • C (farad) = Q (colomb)/ E (volt) • Então se os capacitores estão em paralelo, o denominador volt é igual, por isso á a soma das cargas. • Se estão em série, a corrente é igual, a carga Q é igual, mas a voltagem é a soma. (colocar Volt em evidência)

Classificação de Voltagem nos Capacitores. • Se a voltagem do circuito for maior que a especificada pelo capacitor, o dielétrico pode romper-se e colocá-lo em curto. • C = Ɛo x A / d. • Ɛo = constante dielétrica no vácuo (F/m) • A = área das placa. • D = distâncias entre as placas.

Reatância Capacitiva • A capacitância, como a indutância também pode oferecer oposição ao fluxo de corrente, e é chamada de reatância capacitiva. • I = E / Xc. • A frequência também influencia a reatância capacitiva, e segue a fórmula: • Xc = 1 / 2 Л x f x C • Onde f é frequência e • C = capacidade em farad.

Reatância Capacitiva • A reatância capacitiva só existe em circuitos de tensão alternada. Em circuitos de tensão contínua um capacitor apresenta resistência considerada infinita. • Todo capacitor em circuito de tensão alternada atua como um resistor (não que esta seja sua função no circuito, porém seu comportamento apresenta resistência). Sua resistência será dada em função da frequência do circuito e o valor do capacitor dado em farads

Reatância Capacitiva. • Exemplo: • Um circuito em série, tem voltagem de 110 volts, 60 c. p. s e capacitância do cpacitor de 80 picofarad (10 -6). Qual a reatância capacitiva em Ohms? • XC=33, 1

Reatância Capacitiva • Quando associamos capacitores em série, a reatância capacitiva total, é a soma simples das reatâncias. • Quando associamos capacitores em paralelo, a reatância capacitiva total é a soma dos inversos das reatâncias.