corrente alternada (AC)
corrente alternada descreve o fluxo de carga que muda de direcção periodicamente. Como resultado, o nível de tensão também reverte junto com a corrente. O AC é utilizado para fornecer energia a casas, edifícios de escritórios, etc.
gerar AC
AC pode ser produzido usando um dispositivo chamado alternador. Este dispositivo é um tipo especial de gerador elétrico projetado para produzir corrente alternada.um laço de fio é fiado dentro de um campo magnético, que induz uma corrente ao longo do fio., A rotação do fio pode vir de qualquer número de meios: uma turbina eólica, uma turbina a vapor, água corrente, e assim por diante. Como o fio gira e entra numa polaridade magnética diferente periodicamente, a tensão e a corrente alterna no fio., Aqui está uma pequena animação mostrando este princípio:
a Geração de AC pode ser em relação ao anterior de água analogia:
Para gerar CA em um conjunto de tubulações de água, ligamos a um mecânico de manivela de um pistão que se move a água nos canos para trás e para a frente (o nosso “alternada” atual). Observe que a seção pinched do tubo ainda fornece resistência ao fluxo de água, independentemente da direção do fluxo.,
formas de onda
ca pode vir em várias formas, desde que a tensão e a corrente sejam alternadas. Se ligarmos um osciloscópio a um circuito com AC e traçar a sua voltagem ao longo do tempo, podemos ver várias formas de onda diferentes. O tipo mais comum de AC é a onda seno. O ar condicionado na maioria das casas e escritórios tem uma tensão oscilante que produz uma onda sinusal.,
Outras formas comuns de CA incluem a onda quadrada e a onda triangular:
a Praça de ondas geralmente são usados em digital e comutação eletrônica para testar seu funcionamento.
Triangle waves are found in sound synthesis and are useful for testing linear electronics like amplifiers.
descrevendo uma onda Sina
muitas vezes queremos descrever uma forma de onda AC em termos matemáticos. Para este exemplo, vamos usar a onda sinusal comum., Há três partes de uma onda sine: amplitude, frequência e fase.
Olhando apenas tensão, podemos descrever uma onda senoidal, como a matemática função:
V(t) é a nossa tensão como função do tempo, o que significa que a nossa tensão de alterações como a mudança de horário. A equação à direita do sinal de igual descreve como a tensão muda ao longo do tempo.
VP é a amplitude. Isto descreve a tensão máxima que a nossa onda Sina pode atingir em qualquer direcção, o que significa que a nossa tensão pode ser +VP volts,- VP volts, ou algures no meio.,
O pecado() função indica que a nossa tensão será na forma de um periódico da onda de seno, que é um suave oscilação em torno de 0V.
2π é uma constante que converte o freqency de ciclos (em hertz) para angulares frequnecy (radianos por segundo).
F descreve a frequência da onda Sina. Isto é dado na forma de hertz ou unidades por segundo. A frequência diz quantas vezes uma forma de onda particular (neste caso, um ciclo de nossa onda seno – uma ascensão e uma queda) ocorre dentro de um segundo.
t é a nossa variável independente: tempo (medido em segundos)., Conforme o tempo varia, a nossa forma de onda varia.
φ descreve a fase da onda Sina. Fase é uma medida de como a forma de onda é deslocada em relação ao tempo. É frequentemente dado como um número entre 0 e 360 e medido em graus. Por causa da natureza periódica da onda seno, se a forma de onda é deslocada em 360° ela se torna a mesma forma de onda novamente, como se ela fosse deslocada em 0°. Para simplificar, vamos assumir que a fase é 0° para o resto deste tutorial.
Podemos voltar para a nossa saída de confiança para um bom exemplo de como uma forma de onda AC funciona., Nos Estados Unidos, a energia fornecida às nossas casas é AC com cerca de 170V de zero-a-pico (amplitude) e 60Hz (Frequência). Podemos ligar estes números à nossa fórmula para obter a equação (lembre-se que estamos a assumir que a nossa fase é 0):
podemos usar a nossa calculadora de grafos útil para grafar esta equação. Se não estiver disponível Nenhuma calculadora de gráficos, podemos usar um programa de gráficos online Livre como o Desmos (Note que você pode ter que usar ‘y’ em vez de ‘v’ na equação para ver o gráfico).,
Notice that, as we predicted, the voltage rise up to 170V and down to-170V periodically. Além disso, 60 ciclos da onda seno ocorre a cada segundo. Se medíssemos a voltagem em nossas tomadas com um osciloscópio, isso seria o que veríamos (aviso: não tente medir a voltagem em uma tomada com um osciloscópio! Isto provavelmente danificará o equipamento).
nota: pode ter ouvido que a tensão AC nos EUA é de 120V. isto também está correcto. Como?, Quando se fala de AC (uma vez que a tensão muda constantemente), muitas vezes é mais fácil usar uma média ou média. Para isso, usamos um método chamado “raiz média ao quadrado”.” (EMPRESA). É muitas vezes útil usar o valor RMS para AC quando você quer calcular a energia elétrica. Apesar de, no nosso exemplo, Termos a tensão variando de-170V a 170V, a raiz quadrada média é de 120V RMS.
as aplicações
os pontos de venda no domicílio e no escritório são quase sempre AC. Isto porque gerar e transportar AC através de longas distâncias é relativamente fácil., Em altas tensões (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 energia devido à resistência. A AC pode ser convertida de e para altas tensões facilmente usando transformadores.
CA também é capaz de alimentar motores elétricos. Motores e geradores são exatamente o mesmo dispositivo, mas os motores convertem energia elétrica em energia mecânica (se o eixo em um motor é girado, uma tensão é gerada nos terminais!)., Isto é útil para muitos grandes aparelhos como máquinas de lavar louça, frigoríficos, e assim por diante, que funcionam com AC.