Geracao corrente alternada

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina
Gerência Educacional de Eletrônica
Fundamentos de Eletricidade
GeraGeraçção de ão de 
Corrente AlternadaCorrente Alternada
FlorianFlorianóópolis, novembro de 2006.polis, novembro de 2006.
Clóvis Antônio Petry, professor.
BibliografiaBibliografia
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
http://www.cefetsc.edu.br/~mussoi/sistemas_digitais/Apostila_Eletromagnetismo_v32.pdf
Agradecemos ao Prof. Fernando
L. R. Mussoi pela permissão de
usar sua apostila para as aulas
de Fundamentos de Eletricidade.
Nesta aulaNesta aula
SeqSeqüüência de conteência de conteúúdos:dos:
1. Revisão dos pontos principais da aula de eletromagnetismo;
2. Geração de corrente alternada:
• Indução eletromagnética;
• Princípio de funcionamento do gerador de CA;
• Tensão e freqüência do gerador;
• Geradores de corrente alternada.
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Parte 1Parte 1
Revisão Revisão 
EletromagnetismoEletromagnetismo
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Campo magnCampo magnééticotico
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DefiniDefiniçção:ão:
Define-se como campo magnético como toda região do espaço
em torno de um condutor percorrido por corrente ou de um imã.
Linhas de indução (ou de força)
Campo magnético uniforme:
• Vetor B tem mesmas direção, sentido e intensidade.
Campo magnCampo magnééticotico
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Vetor induVetor induçção magnão magnéética:tica:
Caracteriza cada ponto do campo magnético. Também chamado
de vetor campo magnético.
B
ur
Unidade de medida: Tesla [T]
B Hμ= ⋅
B – intensidade do vetor indução magnética, em
H – intensidade de campo magnético, em
μ – permeabilidade magnética do meio em
ampères espira/metro [Ae/m]⋅
tesla mestro/ampères espira [Tm/Ae]⋅ ⋅
tesla [T]
Campo magnCampo magnéético de uma espira circulartico de uma espira circular
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Lei de Lei de BiotBiot--SavartSavart
- A direção do vetor indução é perpendicular à corrente i;
- Intensidade determinada por:
( )
24
o i L senB
r
μ α
π
⋅ ⋅Δ ⋅Δ = ⋅
7 24 10 /o N Aμ π −= ⋅
Campo magnCampo magnéético de uma bobinatico de uma bobina
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oN iB
L
μ⋅ ⋅=
Campo magnCampo magnéético de um condutor retotico de um condutor reto
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Caracterização do campo
magnético 
Campo gerado Vista superior Vista lateral
ForForçça magna magnéética sobre uma carga mtica sobre uma carga móóvelvel
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( )F B q v sen θ= ⋅ ⋅ ⋅
F – força magnética agente na carga, em newtons [N]
B – indução magnética, [T]
q – valor da carga elétrica, em coulombs [C]
v – velocidade da carga elétrica em [m/s]
ForForçça magna magnéética sobre uma carga mtica sobre uma carga móóvelvel
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Regra da mão direita
ForForçça magna magnéética sobre uma carga mtica sobre uma carga móóvelvel
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Corrente induzidaCorrente induzida
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Para se obter corrente induzida num 
condutor, é importante o movimento relativo 
entre o circuito e o campo magnético.
Necessidade do movimento relativo
Fluxo magnFluxo magnééticotico
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DefiniDefiniçção:ão:
Quantidade de linhas de indução que atravessam a área A de
uma espira imersa num campo magnético de indução B.
( )cosB Aφ θ= ⋅ ⋅
Ф – fluxo magnético, em weber [Wb]
B – indução magnética, em tesla [T]
A – área da superfície atravessada pelas linhas
de indução, em [m2]
InduInduçção eletromagnão eletromagnééticatica
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Toda vez que o fluxo magnético através de um circuito varia, surge,
neste circuito, uma fem induzida.
Fem – força eletromotriz.
• I – variação de B;
• II – variação de Ф;
• III – variação de B;
• IV – variação de A.
Lei de Lei de LenzLenz
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O sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à
causa que lhe deu origem.
Sentido da corrente induzida
Lei de Lei de FaradayFaraday--NeumannNeumann
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me t
φΔ= − Δ
em – é a fem induzida, [V]
∆Ф – variação no fluxo magnético, [Wb]
∆t – intervalo de tempo em que ocorre a variação, [s]
A fem induzida média em um circuito é igual ao quociente da 
variação do fluxo magnético pelo intervalo de tempo em que ocorre, 
com sinal trocado.
AutoAuto--InduInduççãoão
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a L iφ = ⋅
Фa – é o fluxo auto-induzido através da espira, [Wb]
i – corrente elétrica que percorre a espira, [A]
L – coeficiente que depende da configuração do circuito e do meio, 
chamado de indutância e medido em Henrys [H].
AutoAuto--InduInduççãoão
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a L iφΔ = ⋅Δaae t
φΔ= − Δ (L é uma constante)
a
ie L
t
Δ= − Δ
ea – fem auto-induzida, [V]
L – indutância do circuito, [H]
∆i – variação da corrente elétrica, [A]
∆t – intervalo de tempo em que ocorre a variação, [s]
Circuito e corrente resultante
Parte 2Parte 2
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
GeraGeraçção de ão de 
Corrente AlternadaCorrente Alternada
Tensão e corrente alternadas senoidaisTensão e corrente alternadas senoidais
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InduInduçção eletromagnão eletromagnééticatica
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Lei de Faraday-Neumann:
Lei de Lenz:
InduInduçção eletromagnão eletromagnééticatica
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
InduInduçção eletromagnão eletromagnééticatica
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Movimento de um condutor dentro
de um campo magnético
Influência do ângulo do condutor
em relação às linhas de força
Influência da direção do movimento
do condutor ou a polaridade do campo
PrincPrincíípio de Funcionamento do Gerador de CApio de Funcionamento do Gerador de CA
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Gerador de corrente alternada elementar:
PrincPrincíípio de Funcionamento do Gerador de CApio de Funcionamento do Gerador de CA
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
PrincPrincíípio de Funcionamento do Gerador de CApio de Funcionamento do Gerador de CA
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
PrincPrincíípio de Funcionamento do Gerador de CApio de Funcionamento do Gerador de CA
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Síntese da geração de uma onda senoidal:
PrincPrincíípio de Funcionamento do Gerador de CApio de Funcionamento do Gerador de CA
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Gráfico da corrente produzida pelo gerador:
Tensão e FreqTensão e Freqüüência do Geradorência do Gerador
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Para um gerador de dois pólos: Para um gerador de p pólos:
Tensão e FreqTensão e Freqüüência do Geradorência do Gerador
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Freqüência da corrente gerada:
Tensão e FreqTensão e Freqüüência do Geradorência do Gerador
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Influência do número
de pólos do gerador
na freqüênciada tensão
gerada.
Tensão e FreqTensão e Freqüüência do Geradorência do Gerador
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Símbolos de fontes de tensão e corrente alternadas senoidais:
Geradores de Corrente AlternadaGeradores de Corrente Alternada
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Geradores de Corrente AlternadaGeradores de Corrente Alternada
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Gerador de corrente alternada de pólos girantes e armadura estacionária:
Geradores de Corrente AlternadaGeradores de Corrente Alternada
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Armadura do estator de um gerador de CA:
Geradores de Corrente AlternadaGeradores de Corrente Alternada
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Turbina hidráulica acionando o gerador:
Geradores de Corrente AlternadaGeradores de Corrente Alternada
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
PrPróóximo assuntoximo assunto
GeraGeraçção de Corrente Alternadaão de Corrente Alternada
Parâmetros da Forma de Onda daParâmetros da Forma de Onda da
Tensão e da Corrente Alternada SenoidalTensão e da Corrente Alternada Senoidal