circuitos em C A- ANALISE FASORIAL

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CIRCUITO EM C.A. - ANÁLISE FASORIAL
 Faculdade de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo e Geografia, Engenharia de Produção, UFMS – Campo Grande, MS
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Palavras-Chave:
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Resumo:
INTRODUÇÃO
As correntes elétricas geradas por pilhas e baterias são do tipo contínuo, ou seja, elas percorrem o fio condutor sempre num mesmo sentido. Essas fontes de tensão elétrica possuem sempre dois polos distintos, ou seja, um polo positivo e um polo negativo. O sentido da corrente elétrica, nesse circuito, é sempre aquele indicado (sentido horário).
A corrente elétrica que recebemos em nossas residências é do tipo alternada. Essa espécie de corrente sofre inversão de sentido constantemente. No sistema brasileiro de transmissão de energia elétrica, ocorrem 120 inversões a cada segundo, ou seja, a corrente elétrica, a cada segundo, percorre o condutor 60 vezes num sentido e 60 vezes em sentido contrário.
Por isso, se diz que a corrente elétrica no Brasil tem frequência de 60 Hz ou 60 ciclos por segundo. Alguns países, como o Japão, utilizam a frequência 50 Hz. Em razão dessas diversas inversões de sentido, que ocorrem a cada segundo em correntes alternadas, não é possível identificar, por exemplo, em uma tomada, qual dos polos é positivo ou negativo.
A representação fasorial é de grande importância na análise de circuitos elétricos pois permite realizar facilmente diversas operações matemáticas entre tensões, correntes e potências, sem usar a função do domínio do tempo (expressões trigonométricas) ou a representação gráfica da onda. A representação trigonométrica permite algumas operações matemáticas usando equações chamadas identidades trigonométricas, mas dificultam os cálculos. Considerando que sinais senoidais de tensão e de corrente podem ser representados através de fasores e estes, por sua vez, podem ser representados por números complexos, podemos operá-los através da álgebra aplicável aos números complexos. Feito isso podemos converter novamente o fasor resultante para o domínio do tempo e encontrarmos novamente uma função senoidal.
Nos circuitos de corrente contínua, a resistência elétrica é a única grandeza que expressa o impedimento da passagem da corrente elétrica. Em corrente alternada, existem outros efeitos além do resistivo que influenciam a passagem de corrente no circuito, por exemplo, a indutância quando o circuito contém bobinas, ou a capacitância quando o circuito contém capacitores. Deste modo, a razão tensão e corrente em um circuito de corrente alternada não depende apenas das resistências elétricas do mesmo.
Uma outra grandeza importante na descrição de circuitos de corrente alterna é a freqüência das tensões e correntes do circuito. A freqüência linear é medida em Hertz (Hz) e é igual ao número de ciclos por segundo. A frequência angular é medida em rad/s e é igual a taxa de variação da fase da corrente.
Na prática, é impossível obter circuitos de corrente alternada com características puramente resistivas, indutivas ou capacitivas . Mesmo assim é didático tratar esses casos ideais, para se ter uma ideia de seu comportamento. Neste caso, o tratamento pode ser feito através de equações diferenciais simples.
Serão abordados neste trabalho tópicos referentes a indutor e indutância , fator de potência, capacitância, circuitos RL, RC e RLC, correção de fator de potência e circuitos mistos.
1. INDUTOR E INDUTÂNCIA 
A indução eletromagnética é um fenômeno causado por um campo magnético e gera corrente elétrica. Uma área delimitada por um determinado condutor sofre variação no de fluxo de indução magnética é criado entre seus terminais uma força eletromotriz (fem) ou tensão. Caso seus terminais estiverem ligados a um aparelho elétrico irá gerar corrente, chamada corrente induzida. A indutância é a grandeza física relacionada aos indutores, representada pela letra L e medida em Henry (H). É um parâmetro que relaciona a tensão induzida no campo magnético e a corrente responsável pelo surgimento deste campo. A tensão nos terminais do indutor é proporcional a corrente que nele passa.
O indutor, também chamado de solenoide ou bobina, é um dispositivo elétrico passivo, capaz de armazenar energia criada em um campo magnético formado por uma corrente alternada (CA). Este componente é usado em circuitos elétricos, eletrônicos e digitais, para armazenar energia através de um campo magnético. Indutores são usados para impedir variações de corrente elétrica, para formar um transformador e também em filtros que excluem sinais em alta frequência, os filtros do tipo passa baixa.
Comumente é chamado de indutor ou bobina a um fio enrolado em forma de hélice sobre um núcleo, podendo ser de ar ou não, por meio da figura 1 é possível observar as simbologias adotadas para indutores.
Figura 1- Simbologia para indutores
Fonte: ALBUQUERQUE, R. O.
Segundo a lei de Lenz, o sentido da corrente induzida é tal que o campo magnético por ela criado é oposto à variação do fluxo magnético que lhe deu origem. Havendo diminuição do fluxo magnético, a corrente criada gerará um campo magnético de mesmo sentido do fluxo magnético da fonte. Havendo aumento, a corrente criada gerará um campo magnético oposto ao sentido do fluxo magnético da fonte.
É possível concluir que um indutor se opõe a uma variação de corrente, na figura 2 é possível observar que a tensão induzida se soma com a tensão da fonte, de forma que entre os terminais da chave aberta a tensão será E+e. Caso a força eletromotriz seja muito alta pode surgir um arco entre os contatos da chave, sendo muito perigoso para o operador .
Figura 2- F.E.M Induzida
Fonte: ALBUQUERQUE, R. O.
Toda bobina ou indutor possui uma indutância, a indutância depente apenas do tamanho da bobina, número de espiras, comprimento, diâmetro do núcleo, e do material que o núcleo é feito. A indutância de uma bobina é a capacidade de armazenagem de energia em um campo magnético.
A unidade de indutância utilizada no SI (sistema internacional), símbolo H. Corresponde à indutância de um circuito fechado com uma força eletromotriz de 1 volt, quando a corrente elétrica varia à taxa de um ampere por segundo. 1 henry = 1 volt * 1 segundo/ampere. O nome veio do físico americano Joseph Henry que descobriu o fenómeno de auto-indução eletromagnética. 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALBUQUERQUE, R. O. Análise de circuitos em corrente alternada. São Paulo: Érica, 1989.
CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA. Disponível em: < https://def.fe.up.pt/eletricidade/circuitos_ca.html>. Acesso em 12 de novembro de 2019.
O QUE É UM INDUTOR? Disponível em: < https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-um-indutor/>. Acesso 13 de novembro de 2019.
REPRESENTAÇÃO FASORIAL DE SINAIS SENOIDAIS. Disponível em:< https://adm.online.unip.br/img_ead_dp/20744.PDF>. Acesso 13 de novembro de 2019.