Qual é a diferença entre as correntes CA e CC

No mundo de hoje, a eletricidade é mais importante depois do oxigênio no ser humano. Quando a eletricidade foi inventada, muitas mudanças ocorreram ao longo dos anos. O planeta escuro se transformou em um planeta de luzes. Na verdade, tornou a vida muito simples em todas as circunstâncias. Todos os dispositivos, indústrias, escritórios, casas, tecnologia, computadores funcionam com eletricidade. Aqui a energia estará em duas formas, ou seja, corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC) . Em relação a essas correntes e a diferença entre CA e CC serão discutidos em detalhes, sua função básica e usos dela. Suas propriedades também são discutidas em uma coluna tabular.

Diferença entre AC e DC

O fluxo de eletricidade pode ser feito de duas maneiras como AC (corrente alternada) e DC (corrente contínua). A eletricidade pode ser definida como o fluxo de elétrons ao longo de um condutor, como um fio. A principal disparidade entre CA e CC reside principalmente na direção em que os elétrons são fornecidos. Na corrente contínua, o fluxo de elétrons será em uma única direção e na corrente alternada o fluxo de elétrons mudará suas direções, indo para frente e depois para trás. A diferença entre AC e DC inclui principalmente o seguinte

Diferença entre AC e DC

Corrente Alternada (AC)

A corrente alternada é definida como o fluxo de carga que muda de direção periodicamente. O resultado obtido será que o nível de tensão também se inverte junto com a corrente. Basicamente, o AC é usado para fornecer energia para indústrias, casas, edifícios de escritórios, etc.

Fonte de corrente alternada

Geração de AC

AC é produzido usando um alternador chamado. Ele é projetado para produzir corrente alternada. Dentro de um campo magnético, uma alça de fio é girada, a partir da qual a corrente induzida fluirá ao longo do fio. Aqui, a rotação do fio pode vir de qualquer meio, ou seja, de uma turbina a vapor, água corrente, uma turbina eólica e assim por diante. Isso ocorre porque o fio gira e entra em polaridade magnética diferente periodicamente, a corrente e a tensão alternam no fio.

Geração de Corrente Alternativa

A partir disso, a corrente gerada pode ter várias formas de onda, como seno, quadrado e triângulo. Mas na maioria dos casos, a onda senoidal é preferida porque é fácil de gerar e os cálculos podem ser feitos com facilidade. No entanto, o resto da onda requer um dispositivo adicional para convertê-los nas respectivas formas de onda ou o formato do equipamento terá que ser alterado e os cálculos serão muito difíceis. A descrição da forma de onda senoidal é discutida abaixo.

Descrevendo uma onda senoidal

Geralmente, a forma de onda AC pode ser facilmente compreendida com a ajuda de termos matemáticos. Para esta onda senoidal, as três coisas necessárias são amplitude, fase e frequência.

Olhando apenas para a tensão, uma onda senoidal pode ser descrita como a função matemática abaixo:

V (t) = V_PSin (2πft + Ø)

V (t): É uma função do tempo e da tensão. Isso significa que, conforme o tempo muda, nossa voltagem também muda. Na equação acima, o termo que está à direita do sinal de igual descreve como a tensão muda ao longo do tempo.

VP: É a amplitude. Isso indica o quão máxima a tensão que a onda senoidal pode atingir em qualquer direção, ou seja, -VP volts, + VP volts ou em algum lugar entre os dois.

A função de sin () afirma que a tensão estará na forma de uma onda senoidal periódica e atuará como uma oscilação suave a 0V.

Aqui, 2π é constante. Ele converte a frequência de ciclos em hertz para frequência angular em radianos por segundo.

Aqui f descreve a frequência da onda senoidal. Isso estará na forma de unidades por segundo ou hertz. A frequência informa quantas vezes uma determinada forma de onda ocorre em um segundo.

Aqui t é uma variável dependente. É medido em segundos. Quando o tempo varia, a forma de onda também varia.

O φ descreve a fase da onda senoidal. A fase é definida como a forma como a forma de onda é alterada em relação ao tempo. É medido em graus. A natureza periódica da onda senoidal muda em 360 °, ela se torna a mesma forma de onda quando deslocada em 0 °.

Para a fórmula acima, os valores do aplicativo em tempo real são adicionados tomando os Estados Unidos como referência

Root mean square (RMS) é outro pequeno conceito que ajuda no cálculo da energia elétrica.

V (t) = 170 Sin (2π60t)

Aplicações de AC

• Tomadas em casa e no escritório são usadas AC.
• É fácil gerar e transmitir energia CA para longas distâncias.
• Menos energia é perdida em transmissão de energia elétrica para altas tensões (> 110kV).
• Tensões mais altas implicam correntes mais baixas e, para correntes mais baixas, menos calor é gerado na linha de alimentação, o que é obviamente devido à baixa resistência.
• AC pode ser facilmente convertido de alta tensão para baixa tensão e vice-versa com a ajuda de transformadores.
• Alimentação AC motores elétricos .
• Também é útil para muitos aparelhos grandes, como geladeiras, máquinas de lavar louça, etc.
• Corrente direta

A corrente contínua (DC) é o movimento de portadores de carga elétrica, ou seja, elétrons em um fluxo unidirecional. Em DC, a intensidade da corrente varia com o tempo, mas a direção do movimento permanece a mesma o tempo todo. Aqui, DC é referida como uma tensão cuja polaridade nunca é invertida.

Fonte DC

Em um circuito DC, os elétrons emergem do pólo negativo ou negativo e se movem em direção ao pólo positivo ou positivo. Alguns dos físicos definem a DC à medida que ela passa do positivo para o negativo.

Fonte DC

Geralmente, a fonte básica de corrente contínua é produzida por baterias, células eletroquímicas e fotovoltaicas. Mas o AC é o preferido em todo o mundo. Nesse cenário, AC pode ser convertido em DC. Isso acontecerá em várias etapas. Inicialmente, o fonte de alimentação consiste em um transformador, que posteriormente se converteu em DC com a ajuda de um retificador. Ele evita que o fluxo de corrente seja revertido e um filtro é usado para eliminar as pulsações de corrente na saída do retificador. Este é o fenômeno de como AC é convertido em DC

Exemplo de bateria recarregável

No entanto, para que todos os hardwares eletrônicos e de computador funcionem, eles precisam de CC. A maioria dos equipamentos de estado sólido requer uma faixa de tensão entre 1,5 e 13,5 volts. As demandas atuais variam de acordo com os dispositivos que são usados. Por exemplo, a faixa de praticamente zero para um relógio de pulso eletrônico, a mais de 100 amperes para um amplificador de potência de comunicação de rádio. O equipamento que usa um rádio de alta potência ou transmissor de transmissão ou televisão ou um display CRT (tubo de raios catódicos) ou tubos a vácuo requer de cerca de 150 volts a vários milhares de volts DC.

Exemplo de bateria recarregável

A principal diferença entre AC e DC é discutida no gráfico de comparação a seguir

Principais diferenças de corrente alternada (AC) x corrente contínua (DC)

As principais diferenças entre AC e DC incluem o seguinte.

• A direção do fluxo da corrente mudará no intervalo de tempo normal, então esse tipo de corrente é conhecido como CA ou corrente alternada, enquanto a CC é unidirecional, porque flui em uma única direção apenas.
• O fluxo de portadores de carga em um AC fluirá girando uma bobina dentro do campo magnético, caso contrário, girando um campo magnético dentro de uma bobina imóvel. Em DC, os portadores de carga fluirão mantendo o magnetismo estável junto com o fio.
• A frequência de CA varia de 50 hertz a 60 hertz com base no padrão do país, enquanto a frequência de CC sempre permanece zero.
• O PF (fator de potência) da CA está entre 0 e 1, enquanto o fator de potência CC permanece sempre um.
• A geração de AC pode ser feita usando um alternador enquanto a DC pode ser gerada através da bateria, células e gerador.
• A carga CA é resistiva indutiva, caso contrário, capacitiva, enquanto a carga CC é sempre resistiva por natureza.
• A representação gráfica de uma CA pode ser feita em diferentes formas de onda desiguais, como periódica, triangular, senoidal, quadrada, dente de serra, etc., enquanto a CC é representada por uma linha reta.
• A transmissão de corrente alternada pode ser feita a longa distância por meio de algumas perdas, enquanto a CC transmite com pequenas perdas em distâncias extremamente longas.
• A conversão de AC para DC pode ser feita usando um retificador, enquanto o inversor é usado para converter de DC para AC.
• A geração e transmissão de CA podem ser feitas usando algumas subestações, enquanto a CC usa mais subestações.
• As aplicações de CA incluem fábricas, residências, indústrias, etc, enquanto que CC é usado em iluminação com flash, equipamentos eletrônicos, galvanoplastia, eletrólise, veículos híbridos e comutação do enrolamento de campo no rotor.
• DC é muito perigoso em comparação com AC. Em AC, o fluxo da magnitude da corrente é alto e baixo no intervalo de tempo normal, enquanto que, em DC, a magnitude também será a mesma. Uma vez que o corpo humano recebe o choque, o AC entrará e sairá do corpo humano em um intervalo de tempo normal, enquanto o DC continuamente perturbará o corpo humano.

Quais são as vantagens do AC em relação ao DC?

Os principais benefícios do AC em comparação com o DC incluem o seguinte.

• A corrente alternada não é cara e gera a corrente facilmente em comparação com a corrente contínua.
• O espaço fechado pela corrente alternada é mais do que DC.
• Em AC, a perda de potência é menor durante a transmissão em comparação com DC.

Por que a tensão CA é escolhida em relação à tensão CC?

As principais razões para selecionar a tensão CA sobre a tensão CC incluem principalmente o seguinte.
A perda de energia durante a transmissão da tensão CA é baixa em comparação com a tensão CC. Sempre que o transformador estiver a alguma distância, a instalação é muito simples. O benefício da tensão CA é aumentar e diminuir a tensão de acordo com a necessidade.

Origens AC e DC

Um campo magnético próximo a um fio pode causar o fluxo de elétrons de uma única maneira através do fio, pois eles são repelidos pela parte negativa de um ímã e atraídos na direção da parte positiva. Desta forma, a energia de uma bateria foi estabelecida, o que foi reconhecido pelo trabalho de Thomas Edison. Os geradores AC mudaram lentamente o sistema de bateria DC de Edison, já que o AC é muito seguro para transmitir energia por longas distâncias para gerar mais energia.

O cientista Nikola Tesla usou um ímã rotativo no lugar de aplicar o magnetismo através do fio gradualmente. Uma vez que o ímã foi inclinado em uma única direção, os elétrons fluirão na direção do positivo; no entanto, sempre que a direção do ímã foi girada, os elétrons também o serão.

Aplicações de AC e DC

AC é usado na distribuição de energia e inclui muitas vantagens. Isso pode ser facilmente convertido em outras tensões com a ajuda de um transformador porque os transformadores não usam DC.

Em alta tensão, sempre que a energia for transmitida, haverá menos perda. Por exemplo, uma fonte de 250 V carrega 1 Ω de resistência e 4 amperes de potência. Como a potência, watts é igual a volts x amperes, então a potência transportada pode ser de 1000 watts, enquanto a perda de potência é I2 x R = 16 watts.

AC é usado pela transmissão de energia HV.

Se uma linha de tensão transporta potência de 4 amperes, no entanto, possui 250 kV, então ela carrega potência de 4 amperes, mas a perda de energia é a mesma, entretanto todo o sistema de transmissão carrega 1 MW e 16 watts é uma perda aproximadamente insignificante.

A corrente contínua é usada em baterias, alguns dispositivos eletrônicos e elétricos e painéis solares.
Fórmulas para corrente CA, tensão, resistência e potência

As fórmulas para corrente CA, tensão, resistência e potência são discutidas abaixo.

Corrente AC

A fórmula para circuitos CA monofásicos é

I = P / (V * Cosθ) => I = (V / Z)

A fórmula para circuitos CA trifásicos é

I = P / √3 * V * Cosθ

Tensão AC

Para circuitos CA monofásicos, a tensão CA é

V = P / (I x Cosθ) = I / Z

Para circuitos CA trifásicos, a tensão CA é

Para conexão estrela, VL = √3 EPH, caso contrário VL = √3 VPH

Para conexão delta, VL = VPH

Resistência AC

No caso de carga indutiva, Z = √ (R2 + XL2)

Em caso de carga capacitiva, Z = √ (R2 + XC2)

Em ambos os casos, como capacitivo e indutivo Z = √ (R2 + (XL– XC) 2

Alimentação AC

Para circuitos CA monofásicos, P = V * I * Cosθ

Energia ativa para circuitos CA trifásicos

P = √3 * VL * IL * Cosθ

P = 3 * VPh * IPh * Cosθ

P = √ (S2 - Q2) = √ (VA2 - VAR2)

Potência Reativa

Q = V I * Sinθ

VAR = √ (VA2 - P2) & kVAR = √ (kVA2 - kW2)

Poder aparente

S = √ (P + Q2)

kVA = √kW2 + kVAR2

Poder Complexo

S = V I

Para carga indutiva, S = P + jQ

Para carga capacitiva, S = P - jQ

Fórmulas para corrente DC, tensão, resistência e potência

As fórmulas para corrente CC, tensão, resistência e potência são discutidas abaixo.

Corrente contínua

A equação da corrente DC é I = V / R = P / V = ​​√P / R

Voltagem de corrente contínua

A equação da tensão DC é

V = I * R = P / I = √ (P x R)

Resistência DC

A equação da resistência DC é R = V / I = P / I2 = V2 / P

DC Power

A equação de potência DC é P = IV = I2R = V2 / R

A partir das equações AC e DC acima, onde

Das equações acima, onde

‘I’ é a medida atual em A (amperes)

‘V’ é a tensão medida em V (Volts)

‘P’ são medidas de potência em Watts (W)

‘R’ são as medidas de resistência em Ohm (Ω)

R / Z = Cosθ = PF (Fator de Potência)

‘Z’ é impedância

‘IPh’ é a corrente de fase

‘IL’ é a corrente de linha

‘VPh’ é a tensão de fase

‘VL’ é a tensão da linha

‘XL’ = 2πfL, é uma reatância indutiva, onde ‘L’ é uma indutância dentro de Henry.

‘XC’ = 1 / 2πfC, é a reatância capacitiva, onde ‘C’ é a capacitância dentro de Farads.

Por que usamos o AC em nossas casas?

A fonte de corrente usada em nossas casas é AC porque, como podemos alterar a corrente alternada de forma muito simples, usando o transformador. A alta tensão experimenta uma perda de energia extremamente baixa na linha ou nos canais de transmissão longa e a tensão é reduzida para ser usada com segurança em casa com a ajuda do transformador abaixador.

A perda de energia dentro do fio pode ser dada como L = I2R

Onde

‘L’ é a perda de potência

'Eu' é o atual

‘R’ é a resistência.

A transmissão de poder pode ser dada através da relação como P = V * I

Onde

‘P’ é o poder

‘V’ é a tensão

Uma vez que a tensão aumenta, a corrente será menor. Assim, podemos transmitir potência igual diminuindo a perda de potência porque a alta tensão fornece o desempenho mais excelente. Portanto, por esse motivo, o AC é usado em residências no lugar do DC.

A transmissão de alta tensão também pode ser feita através de CC, porém não é fácil diminuir a tensão para uma utilização segura em residências. Atualmente, conversores DC avançados são utilizados para diminuir a tensão DC.

Neste artigo, qual é a diferença entre as correntes CA e CC é explicado em detalhes. Espero que cada ponto seja entendido claramente sobre a corrente alternada, corrente contínua, formas de onda, a equação, diferenças de CA e CC em colunas tabulares junto com suas propriedades. Ainda não consigo entender qualquer um dos tópicos dos artigos ou para implementar os mais recentes projetos elétricos , fique à vontade para fazer uma pergunta na caixa de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é o fator de potência de uma corrente alternada?

Créditos fotográficos:

• Sine Waveform canções do cosmos
• RMS Sine Waveform doutrônico
• Exemplo de bateria recarregável Washington