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Circuitos de Corrente Alternada, Notas de estudo de Cultura
- - -
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
1 / 47
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Introdução a Corrente Alternada
Tensão
Continua
^ Uma tensão é chamada de continua ouconstante quando o seu valor não se alteracom o tempo. ^ Exemplo de geradores que geram tensãocontinua são as pilhas e as baterias. ^ A Figura a seguir mostra o aspecto físico,símbolo e curva da tensão em função dotempo deste tipo de gerador.
Tensão Alternada
^ É uma tensão cujo valor e polaridade
se
modificam ao longo do tempo. Conforme ocomportamento da
tensão, temos os
diferentes tipos de tensão: Senoidal
,^ quadrada
,^ triangular
,^ pulsante
etc. De todas essas,
analisaremos a partir de
agora a senoidal, porque é a tensão fornecidanas fontes geradoras
e que alimenta as
industrias e residências.
Tensão Alternada
^ Seja o circuito da
próxima Figura, no qual
temos duas baterias e uma chave
que ora
conecta a bateria B1 ao resistor, ora conectaa bateria B2 ao resistor.
Vamos supor que
cada
bateria fica conectada aoresistor durante 1s. Como seria o gráfico datensão em função do tempo nosterminais da bateria?
Tensão Senoidal
^ É uma tensão que varia com o tempo deacordo com uma função senoidal ^ A expressão matemática é dada pela função:^ ( )
(^.
M
v t^
V^ sen
t^ ω^ θ
=^
Onde V^ é o valor de pico (valor máximo que a tensãoM^ pode ter) ,^
^ em (rad/s) é a freqüência angular e
^ (rd ou
graus) é o angulo de fase inicial
Representação Gráfica VPP (em V) é chamado de tensão de pico apico, T^ (em s) é o
período da função.
Corrente Alternada
^ Quando uma tensão senoidal é ligada aos terminaisde uma resistência de carga, a corrente também éuma onda senoidal.
Exemplo
^ Exemplo 1: ^ Uma^ tensão
senoidal^ ca^
é aplicada^ a^ uma
resistência de carga de 10
. Mostre^ a
onda^ senoidal
resultante para a corrente alternada.
^ O valor máximo da corrente é
(^10) V M^1 I A = = = M (^10) R
^ O^ Valor^
instantâneo^
da corrente^ é^
i=v/R.^ Num circuito^ apenas
com resistência, a forma de ondada^ corrente^
segue^ a polaridade da forma de ondada tensão.
^ Graficamente, é representado por: ^ Como a corrente é definidapela expressão:
. i I sen^ θ= M
Relação entre grauselétricos e tempo
^ O ângulo de 360º representa o tempo para um ciclo,ou período T. ^ Portanto, temos a seguinte representação gráfica.
Exemplo
^ Exemplo 2 ^ Uma corrente ca varia ao longo de um ciclo completo em 1/100s. Qualo período e a freqüência? Se a corrente tiver um valor máximo de 5A,mostre a forma de onda para a corrente em graus e em segundos.^1
T^ s^ ou^^100
ms^ ou^ ms
=^
1 1 100 f 1/
Hz
=^ =^ = T
^ Graficamente
Fasores
^ Forma alternativa para representação de correntes e tensõesalternadas (senoidais). ^ Um fasor é uma entidade com módulo e sentido. ^ O comprimento do fasor representa o módulo datensão/corrente alternada. ^ O ângulo em relação ao eixo horizontal indica ao ângulo de fase.
Representação Fasorial Tomando com exemplo a figura abaixo, o fasor
V^ representa aA^
onda de tensão A com ângulo de fase de 0º. O fasor V^ é vertical para mostrar o ângulo de fase de 90º comB^ relação ao fasor V
, que serve de referência.A
Exemplo
^ Exemplo 3 ^ Qual o ângulo de fase entre as ondas A e B? Faça o diagrama de fasores primeirocom a onda A como referência e depois como a onda B como referência.
^ Ângulo de fase é a distância angular entre pontoscorrespondentes nas ondas A e B. ^ Os pontos correspondentes mais convenientes sâo os pontosde máximo, dos mínimos e dos zeros de cada onda.^ A como referência
B como referência ^ No cruzamento dos zeros no eixo horizontal,
=30º.
Valores Características deTensão e de Corrente Valor de pico é o valor máximo V
ou I^ .Max Max^ ^ Valor de pico a pico é igual ao dobro do valor de pico, quando os picos positivo enegativo são simétricos. ^ Valor médio, corresponde à média aritmética de todos os valores numa ondasenoidal, considerando um meio ciclo.
Valor Medio^ 0,6370,6237.^ M^ 0,637.
x valor de pico = V V = MaxI I = M Max ^ O valor rms de uma onda senoidal corresponde à mesma quantidade de tensãoou corrente contínua capaz de produzir a mesma potência dissipada. ^ O valor eficaz ou rms ou valor médio quadrático corresponde a 0,707 vezes ovalor de pico.
Valor rms^ 0,7070,707.^ M^ 0,707.
x valor de pico = V V = MaxI I = M Max