ELETRICIDADE BASICA III

Prévia do material em texto

ELETRICIDADE BASICA III
CORRENTE ALTERNADA E VOLTAGEM
Rubens Ferreira De Freitas 
MMA 16
CORENTE ALTERNADA E VOLTAGEM
Corrente Alternada
A corrente alternada (CA ou AC, em inglês) é aquela que é gerada nas usinas e percorre grandes distâncias até chegar nas tomadas de nossas casas. A característica dela é que não tem uma polarização, ou seja, não possui um polo positivo e outro negativo definidos como ocorre na corrente contínua. Por isso, seu sentido alterna, e seus polos são chamados de fases, porque cada um deles assume as duas condições (ocorre quando a tensão for 220V, pois há a presença de 2 fases). Ela é usada na transmissão em longa distância porque não ocorrem perdas de energia. No artigo anterior citado, nós vimos que a tensão elétrica é a responsável por "empurrar" a corrente elétrica. Na corrente alternada, podemos usar uma alta tensão para transmitir com velocidade a corrente elétrica sem perder grande energia, por isso ela é usada pra essa finalidade.
Corrente Contínua
O gerador de energia alternada é um equipamento que converte energia mecânica em energia elétrica. Seu funcionamento é baseado na indução de força eletromotriz: o modelo mais simples é composto por uma espira (tipo de circuito elétrico que produz um campo magnético e eletricidade).
Uma turbina é responsável por fazer a espira girar, gerando uma corrente elétrica. Os extremos da espira são conectados a dois anéis que giram junto com o mecanismo e se conectam ao circuito externo, responsável por transmitir a energia gerada.
Em relação ao gerador de corrente contínua, o gerador de corrente alternada difere principalmente na capacidade de transmitir a energia. Em geral, a corrente alternada consegue atingir uma voltagem muito maior que a contínua, conseguindo chegar mais longe sem perder a força
Princípios do Gerador: 
- Após a descoberta de que uma corrente elétrica fluindo cria um campo magnético em torno de um condutor, havia considerável especulação científica sobre a possibilidade de um campo magnético poder criar um fluxo de corrente num condutor.
Ciclo de Frequências:
A frequência são uma grandeza física que indica o número de ocorrências de um evento (ciclos, voltas, oscilações etc.) em um determinado intervalo de tempo. Alternativamente, podemos medir o tempo decorrido para uma oscilação. Esse tempo em particular recebe o nome de período (T). Desse modo, a frequência é o inverso do período. Por exemplo, se o coração de um bebê recém-nascido bate em uma frequência de 120 vezes por minuto, o seu período (intervalo entre os batimentos) é metade de um segundo.
Valores de Corrente Alternadas:
O gerador de energia alternada é um equipamento que converte energia mecânica em energia elétrica. Seu funcionamento é baseado na indução de força eletromotriz: o modelo mais simples é composto por uma espira (tipo de circuito elétrico que produz um campo magnético e eletricidade).
Uma turbina é responsável por fazer a espira girar, gerando uma corrente elétrica. Os extremos da espira são conectados a dois anéis que giram junto com o mecanismo e se conectam ao circuito externo, responsável por transmitir a energia gerada.
Em relação ao gerador de corrente contínua, o gerador de corrente alternada difere principalmente na capacidade de transmitir a energia. Em geral, a corrente alternada consegue atingir uma voltagem muito maior que a contínua, conseguindo chegar mais longe sem perder a força
CAPATACITÂNCIA:
Capacitância ou Capacidade é a grandeza elétrica de um capacitor, que é determinada pela quantidade de energia elétrica que pode ser armazenada em si por uma determinada tensão e pela quantidade de corrente alternada que atravessa o capacitor numa determinada frequência.
Sua unidade é dada em farad (símbolo F), que é o valor que deixará passar uma corrente de 1 ampere quando a tensão estiver variando na razão de 1 volt por segundo.
A capacitância pode ser medida pela seguinte fórmula:
,
onde q é a quantidade de carga, dada em Coulomb e U é o potencial eletroestático, dado em Volts. 
Quanto maior for o material, maior capacitância ele terá. 
REATÂNCIA INDUTVA é oposição à corrente CA devida à indutância de um circuito elétrico, circuito eletrônico ou bobina. É medida em ohms (Ω), designada pelo símbolo {\displaystyle X_{L}}e igual à indutância em henrys {\displaystyle (H)}multiplicada por 2 π vezes a frequência em Hertz. O indutor age de forma inversa ao capacitor, enquanto a corrente alternada CA passa livremente pelo capacitor e a corrente contínua CC é impedida de prosseguir. 
Já no indutor ocorre o inverso, a corrente contínua CC passa normalmente sem encontrar resistência. Em circuitos de corrente contínua CC, o indutor é considerado com resistência infinita ao ligarmos o circuito e com resistência nula depois de certo tempo. Já a corrente alternada CA encontra uma resistência gerada pelo campo magnético criado pelo indutor, entretanto essa resistência pode variar de acordo com a frequência da corrente alternada pois essa resistência (reatância indutiva) é diretamente proporcional à frequência (quanto maior a frequência da corrente, maior a reatância indutiva).
LEI DE OHM PARA CIRCUITOS DE C.A
As regras e equações para circuitos C.C. aplicam-se a circuitos de C.A. somente quando os circuitos contêm resistência, como no caso de lâmpadas ou elementos térmicos.
Impedância: é o efeito combinado de resistência, reatância indutiva e reatância capacitiva formando a oposição total ao fluxo de corrente num circuito C.A. 
 Símbolo: “Z” Unidade: Ohm
Circuitos de C.A. em Série:
- Circuito C.A. com apenas resistência (R), o valor da impedância (Z) é o mesmo da resistência (R): 
 - Fórmula: 
- Quando um circuito de C.A. contém resistência (R) e também indutância (L) ou capacitância (C), a impedância (Z) não é a mesma que a resistência (R). A impedância é a oposição total do circuito para o fluxo de corrente, esta oposição consiste de resistência (R), reatância indutiva () ou reatância capacitiva, ou ambas.
- A resistência (R) e a reatância não podem ser somadas diretamente, mas podem ser consideradas duas forças agindo em ângulos retos entre si. 
- A relação entre resistência (R), reatância impedância (Z) pode ser ilustrada por um triângulo retângulo. A fórmula para achar a impedância (Z) pode ser obtida pelo uso da “lei dos triângulos-retângulos (teorema de Pitágoras): O quadrado da hipotenusa é igual a somas dos quadrados dos catetos.”
Circuitos de C.A. em paralelo: 
- As correntes através das ramificações são somadas desde que as quedas de voltagens através das várias derivações sejam as mesmas e iguais à voltagem aplicada.
 
Ressonância: 
A reatância indutiva e a reatância capacitiva 
Potência: 
- Em C.C., P = E x I (watts = volts x ampères)
- O produto do volts pelo ampères é a potência verdadeira.
- Em C.A. P = Voltagem efetiva x corrente efetiva, potência aparente.
- Somente em circuitos C.A. formado de resistência a PR = PA.
- FP = 100 x PV / PA
TRANSFORMADORES:
Transformadores são equipamentos utilizados na transformação de valores de tensão e corrente, além de serem usados na modificação de impedâncias em circuitos elétricos.
O principio de funcionamento de um transformador é baseado nas leis de Faraday e Lenz, as leis do eletromagnetismo e da indução eletromagnética, respectivamente.
Estes equipamentos possuem mais de um enrolamento, sendo que estas partes são chamadas de primário e secundário em casos de transformadores com dois enrolamentos, e em transformadores que possuem três enrolamentos, além dos dois nomes já citados, o terceiro enrolamento é denominado terciário.
Existem diversos tipos de transformadores: os monofásicos, que operam no máximo em duas fases (127V -220V ); os trifásicos (ou de potência), que funcionam em três fases (220V-380V-440V) e são aplicados na transformação de tensão e corrente, em que eleva-se a tensão e diminui-se a corrente,assim diminuindo a perda por Efeito Joule (perdas por sobreaquecimento nos enrolamentos); os autotransformadores, que tem o seu enrolamento secundário ligado eletricamente ao enrolamento primário e os de baixa potência, que são utilizados unicamente para diminuir impedâncias de circuitos eletrônicos e para casar impedâncias, a utilização deste tipo de transformador se dá a partir da acoplagem deste à entrada do primário de outro transformador.
Transformador de Corrente (abreviadamente TC) é um dispositivo que reproduz, no seu circuito secundário, a corrente que circula em um enrolamento primário, com sua posição vetorial substancialmente mantida, em uma proporção definida, conhecida e adequada. Os transformadores de corrente, também chamados de transformadores de instrumentos, utilizados em aplicações de alta tensão (onde circulam, frequentemente, baixas correntes), fornecem correntes suficientemente reduzidas e isoladas do circuito primário de forma a possibilitar o seu uso por equipamentos de medição, controle e proteção.
Perdas de Transformadores: 
Os transformadores em geral apresentam perdas de potência quando estão em funcionamento, estas perdas são no cobre e no ferro.
Perdas no cobre As perdas no cobre ocorrem devido ao aquecimento das bobinas, onde parte da energia será dissipada na forma de calor. Uma das formas de reduzir as perdas no cobre é usando ventiladores que forçam a circulação de ar.
Perdas no ferro As perdas no ferro ocorrem devido a histerese magnética e correntes parasitas no ferro. Para atenuar o efeito das correntes parasitas os núcleos dos transformadores são formados por lâmina de ferro. As lâminas interrompem as correntes parasitas, pois são isoladas entre si.
A histerese magnética é um fenômeno típico de materiais ferromagnéticos e significa atraso ou retardo. Esse fenômeno ocorre porque materiais ferromagnéticos se magnetizam rapidamente quando sofrem influência do campo magnético, porém, não desmagnetizam tão rapidamente quando o campo é retirado. Assim, existe um atraso entre o magnetizar e o desmagnetizar, este atraso é a histerese que resulta em perdas energia.
TRANSITORES: é um componente eletrônico semicondutor com várias funções, nomeadamente: amplificador de sinal (tensão), comutador de circuitos e amplificador e regulador de corrente. A palavra transístor resultou da justaposição das palavras transfer+ resistor, isto é, resistência de transferência, visto poder ser considerado como uma resistência, fixa ou variável colocada entre o gerador e a carga.
RAMIFICADORES: Os circuitos retificadores são circuitos cuja finalidade é obter corrente contínua, a partir de corrente alternada. O processo de transformação de AC para DC geralmente é composto por transformador, retificador, filtro e carga, onde o transformador tem a função de reduzir ou elevar a tensão disponível, que será enviada ao retificador, onde a corrente, que é bidirecional, é convertida em uma corrente unidirecional. No filtro, a tensão, que ainda apresenta oscilações, é estabilizada. Por fim, a carga recebe essa tensão filtrada.
Dentro desse processo atuam os diodos e os tiristores, compostos por junções PN (positivo - negativo) que são a justaposição de materiais semicondutores. Um diodo conduz corrente em apenas um sentido, impedindo corrente reversa. O tiristor tem a função de abrir e fechar circuitos com grandes cargas, como motores, eletroímãs e aquecedores, e converter AC em DC ou DC em AC. Os tiristores possuem dois estados de funcionamento: o corte e a condução, sendo assim dispositivos de comutação.
FILTRAGEM: Filtragem Na saída de um sistema retificador obtemos corrente contínua pulsante, ou seja, formada pelos semiciclos da corrente alternada que são conduzidos pelos diodos. Esta corrente contínua não é pura, não servindo para alimentar a maioria dos circuitos eletrônicos.
A corrente contínua pulsante da saída de um sistema retificador precisa passar por um processo de filtragem que, dependendo da aplicação, deve ser o mais eficiente quanto seja possível.
A filtragem da corrente contínua pulsante pode ser realizada de diversas formas. A mais simples é a obtida com a utilização de um capacitor ligado 
Normalmente, para termos uma boa filtragem, usamos um capacitor eletrolítico de grande valor que vai funcionar como uma espécie de reservatório de energia
Nos semiciclos em que o diodo conduz, o capacitor se carrega com a tensão máxima retificada, ou seja, a tensão de pico do secundário do transformador. Se ele for especificado para fornecer uma tensão de 12 Volts, este valor corresponde a um valor "rms". O valor de pico é obtido multiplicando-se 12 por 1,41 (raiz quadrada de dois). Isso significa que o valor de pico da tensão deste semiciclo é de 12 x 1,41 = 16,92 Volts. É com esta tensão que o capacitor se carrega em cada semiciclo conduzido.
INSTRUMENTO DE MEDIÇÃO
Os instrumentos de medição são aparelhos de mão, aparelhos de montagem, conversores de medida e outros métodos de ajuda à medição, análise e revisão. A obtenção de dados tem cada vez mais importância no âmbito industrial, profissional e privado. Procuram-se sobretudo instrumentos de medição práticos que funcionem duma forma rápida e precisa e que ofereçam resultados durante a medição. Na Web encontrará mais de 650 aparelhos e disposições sobre medições que cumprem com estes requisitos. 
Se não encontra os instrumentos adequados às suas necessidades, informe-nos e assim poderemos encontrar os instrumentos de medição que melhor se adaptem às suas necessidades.
Os grupos secundários servem para visualizar de forma rápida a relação de grupos secundários (por exemplo, se necessita de instrumentos de medição de temperatura). Para além disso poderá encontrar mais informação sobre o tema de instrumentos de medição na secção. Seguida encontrará um índice por ordem alfabética com todos os nossos instrumentos de medição.