O que é corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC) e suas aplicações

O que é corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC) e suas aplicações

Tanto a corrente alternada quanto a corrente contínua descrevem os dois tipos de fluxo de corrente em um circuito. Na corrente contínua, a carga elétrica ou corrente flui em uma direção. Na corrente alternada, a carga elétrica muda de direção periodicamente. A tensão nos circuitos CA também às vezes se inverte porque a corrente muda de direção. A maior parte da eletrônica digital que você constrói usando DC. No entanto, é fácil entender alguns conceitos de AC. A maioria das casas são conectadas para AC, então se sua ideia de conectar seu projeto de caixa de melodia Tardis a uma tomada, você precisará converter AC para DC . AC também tem algumas propriedades úteis, como ser capaz de converter os níveis de tensão com um único componente como um transformador, razão pela qual inicialmente devemos escolher AC meios para transmitir eletricidade a longas distâncias.



O que é corrente alternada (AC)

A corrente alternada significa o fluxo de carga que muda de direção periodicamente. Como resultado, o nível de tensão também se inverte junto com a corrente. AC é usado para fornecer energia para casas, edifícios, escritórios, etc.


Gerando AC

A CA pode ser produzida usando um dispositivo denominado alternador. Este dispositivo é um tipo especial de gerador elétrico projetado para produzir corrente alternada.





Gerando Corrente Alternada

Gerando AC

Uma alça de fio é girada dentro de um campo magnético, o que induz uma corrente ao longo do fio. A rotação do fio vem de diferentes recursos, como uma turbina a vapor, uma turbina eólica, água corrente e assim por diante. Como o fio gira e entra em uma polaridade magnética diferente periodicamente, a voltagem e a corrente alternam no fio. Aqui está uma pequena animação mostrando este princípio:



Para gerar CA em um conjunto de tubos de água, conectamos as características mecânicas de um pistão que move a água nos tubos para a frente e para trás (nossa corrente “alternada”).

Formas de onda

A CA pode vir em várias formas de onda, desde que a corrente e a tensão estejam alternando. Se conectarmos um osciloscópio a um circuito com CA e traçarmos sua voltagem, durante muito tempo poderemos ver várias formas de onda diferentes. A onda senoidal é o tipo mais comum de CA. O AC na maioria das casas e escritórios tem uma voltagem oscilante que produz uma onda senoidal.


Onda Senoidal

Onda Senoidal

Outras formas de CA incluem a onda quadrada e a onda triangular. Ondas quadradas são freqüentemente usadas em eletrônica digital e de comutação e também testam sua operação.

Onda quadrada

Onda quadrada

As ondas triangulares são úteis para testar eletrônicos lineares como amplificadores.

Onda Triângulo

Onda Triângulo

Descrevendo uma onda senoidal

Freqüentemente, precisamos descrever uma forma de onda AC em termos matemáticos. Para este exemplo, usaremos a onda senoidal comum. Existem três partes de uma onda senoidal: frequência, amplitude e fase.

Olhando apenas para a tensão, podemos descrever uma equação matemática da onda senoidal:

V (t) = Vp sen (2πft + Ø)

V (t) é nossa voltagem em função do tempo, o que significa que nossa voltagem muda conforme o tempo muda.

VP é a amplitude. Isso descreve a tensão máxima que nossa onda senoidal pode alcançar em qualquer direção, significa que nossa tensão pode ser + VP volts, -VP volts.

A função sin () indica que nossa tensão estará na forma de uma onda senoidal periódica, que é uma oscilação suave em torno de 0V.

2π é uma constante que converte a frequência de ciclos ou em hertz para a frequência angular (radianos por segundo).

f indica a frequência da onda senoidal. Isso é dado na forma de hertz ou unidades por segundo.

t é nossa variável dependente: tempo (medido em segundos). Conforme o tempo varia, nossa forma de onda varia.

φ descreve a fase da onda senoidal. Fase é uma medida de quão deslocada está a forma de onda em relação ao tempo. Geralmente é dado como um número entre 0 e 360 ​​e medido em graus. Devido à natureza periódica da onda senoidal, se a forma de onda for deslocada em 360 °, ela se tornará a mesma forma de onda novamente, como se fosse deslocada em 0 °. Para simplificar, ainda assumiremos que a fase é 0 ° para o restante deste tutorial.

Podemos recorrer à nossa confiável tomada para obter um bom exemplo de como funciona uma forma de onda CA. Nos Estados Unidos, a energia fornecida para nossas casas é CA com cerca de 170 V de zero a pico (amplitude) e 60 Hz (frequência). Podemos inserir esses números em nossa fórmula para obter a equação

V (t) = 170 sen (2π60t)

Podemos usar nossa calculadora gráfica prática para representar graficamente esta equação. Se nenhuma calculadora gráfica estiver disponível, podemos usar um programa gráfico online gratuito como o Desmos.

calculadora gráfica

Formulários

As tomadas de casa e do escritório quase sempre são usadas no AC. Isso ocorre porque gerar e transportar CA por longas distâncias e relativamente fácil. Em altas tensões, como acima de 110kV, menos energia é perdida na transmissão de energia elétrica. Tensões mais altas significam correntes mais baixas e correntes mais baixas significam menos calor gerado na linha de alimentação devido à resistência. AC pode ser facilmente convertido de altas tensões usando transformadores.

AC também é capaz de alimentando motores elétricos . Motores e geradores são exatamente o mesmo dispositivo, mas motores convertem energia elétrica em energia mecânica. Isso é útil para muitos aparelhos grandes, como geladeiras, máquinas de lavar louça e assim por diante, que funcionam com AC.

O que é corrente contínua (DC)

Corrente contínua significa fluxo unidirecional de carga elétrica. É produzido a partir de fontes como baterias, fontes de alimentação, células solares, termopares ou dínamos. A corrente contínua pode fluir em um condutor, como um fio, mas também pode fluir através de isoladores, semicondutores ou vácuo, como em feixes de elétrons ou íons.

Gerando DC

O DC pode ser gerado de várias maneiras

  • Um gerador AC preparado com um dispositivo denominado 'comutador' pode produzir corrente contínua
  • Uma conversão AC para DC de um dispositivo chamado “retificador”
  • As baterias fornecem DC, que é gerada a partir de uma reação química dentro da bateria

Usando novamente nossa analogia com a água, o DC é semelhante a um tanque de água com uma mangueira na extremidade.

Gerando Corrente Contínua (DC)

Gerando DC

O tanque só pode empurrar a água em uma direção: para fora da mangueira. Semelhante à nossa bateria de produção de CC, uma vez que o tanque está vazio, a água não flui mais pelos canos.

Descrevendo DC

DC é definido como o fluxo “unidirecional” de corrente e a corrente flui apenas em uma direção. A tensão e a corrente podem variar ao longo do tempo, portanto, a direção do fluxo não muda. Para simplificar as coisas, assumiremos que a voltagem é uma constante. Por exemplo, uma bateria fornece 1,5 V, que pode ser descrito na equação matemática como:

V (t) = 1,5V

Se representarmos graficamente ao longo do tempo, vemos uma tensão constante

Trama de DC

Trama de DC

O gráfico acima significa que podemos contar com a maioria das fontes CC para fornecer uma tensão constante ao longo do tempo. Na verdade, uma bateria irá descarregar lentamente, o que significa que a tensão cairá conforme a bateria é usada. Para a maioria dos propósitos, podemos assumir que a tensão é constante.

Formulários

Todos projetos eletrônicos e peças à venda no SparkFun executado em DC. Tudo o que funciona com bateria, se conecta à parede com um adaptador AC ou usa um cabo USB para alimentação depende de DC. Exemplos de eletrônicos DC incluem:

  • Celulares
  • Lanternas
  • O D&D Dice Gauntlet baseado em LilyPad
  • TVs de tela plana (o AC entra na TV, que é convertido em DC)
  • Veículos híbridos e elétricos

Portanto, trata-se de uma corrente alternada, corrente contínua e suas aplicações. Esperamos que você tenha entendido melhor este conceito. Além disso, quaisquer dúvidas sobre este conceito ou qualquer projetos elétricos e eletrônicos , dê suas sugestões valiosas comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a diferença entre corrente alternada e corrente contínua ?

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