Corrente alternada

Corrente alternada

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Eletrônica básica.

Tensão Alternada.

A tensão alternada, denomina normalmente de tensão CA, difere da tensão contínua porque troca de polaridade constantemente. Provocando nos circuitos um fluxo de corrente ora em um sentido, ora em outro. Uma fonte de tensão alternada alterna a polaridade constantemente com o tempo.

Característica de tensão alternada.

A condição fundamental para que uma determinada tensão elétrica seja considerada como tensão alternada é que a sua polaridade não seja constante. Os diversos tipos de tensão em CA podem ser distinguidos através de quatro características :

Forma de onda Ciclo Período Freqüência

Formas de onda.

Existem tensões alternadas com diversos tipo de onda.

Ciclo.

É uma variação completa da forma de onda. O ciclo é, em resumo, uma parte da forma de onda que se repete sucessivamente.

Período.

Período é a designação empregada para definir o tempo necessário para que se realize um ciclo completo de uma corrente alternada. Período: tempo de realização de 1 ciclo completo.

O período é representado pela notação T e sua unidade de medida é o segundos(S).

Freqüência.

A freqüência é número de ciclos de uma corrente alternada que ocorrem em 1 segundo. É indicado pela letra f e sua unidade é o Hertz (Hz). Freqüência: número de ciclos completos realizados em 1 segundo.

Tensão alternada senoidal.

A tensão alternada senoidal é a mais importante das tensões CA, tendo uma vista que toda a distribuição de energia elétrica para os consumidores (residência, indústria, comércio,...) é feita através deste tipo de corrente alternada. Isto significa que todos os aparelhos ligados à rede elétrica são alimentados por corrente alternada senoidal.

Capacitor.

O capacitor é formado de duas placas metálicas, separadas por um material isolante denominado dielétrico. Utiliza-se como dielétrico o papel, a cerâmica, a mica, os materiais plásticos ou mesmo o ar. Considere as placas carregadas da Figura 1(a) separadas por um material isolante, por exemplo o ar, e que a tensão E seja baixa o suficiente para não provocar a ruptura do isolante. Como indicada na Figura, a placa da esquerda se torna positivamente carregada, uma vez que o terminal positivo da fonte de tensão remove elétrons suficientes para equalizar a carga nesta parte do circuito. Da mesma forma, a placa da direita se torna negativamente carregada, uma vez que o terminal negativo da bateria fornece elétrons para ela. Assim entre

Corrente alternada.

Eletrônica básica.

as placas existe um campo elétrico, cujo caminho é representado pelas linhas de força elétrica. Estas linhas, por conveniência, possuem as seguintes características:

•possuem origem em uma carga positiva e terminam em uma carga negativa, e entram e saem perpendicularmente à superfície da carga.

Existe uma relação entre a tensão aplicada e a carga que aparece nas placas. Considere o capacitor inicialmente descarregado, isto é, q = 0 e v = 0. Ao fechar a chave, as cargas vindas da fonte se distribuem nas placas, isto é, ocorre circulação de uma corrente. Inicialmente esta corrente i é alta, mas quanto mais cargas vão se acumulando, e portanto mais tensão desenvolvida entre as placas, estas cargas acumuladas tendem a se opor ao fluxo de novas cargas, até que se chega a v = E. Nesta situação cessa o fluxo de corrente.

Se for traçado um gráfico de cargas acumuladas em função da tensão desenvolvidas entre as placas, será obtida uma relação linear. A constante de proporcionalidade que relaciona a carga e a tensão, isto é, a inclinação da reta, é definida como capacitância (C):

A unidade de capacitância é coulomb por volt, que é definida como um farad (F). O farad é uma unidade muito grande para circuitos práticos; portanto, são utilizados valores de capacitâncias expressos em microfarads farad 10-6 ou picofarads 10-12 farad, pF). A capacitância pode ser expressa em termos dos fatores geométricos e do dielétrico. Seja o exemplo de um capacitor com placas paralelas. Vamos definir algumas grandezas: a intensidade de campo elétrico e a densidade de fluxo elétrico representadas respectivamente pelas Equações 2.2 e 2.3.

A relação entre as Equações 2.3 e 2.2 define a permissividade absoluta de um dielétrico, isto é: Assim temos:

Tipo de capacitores : Existem vários tipos de capacitores, vou citar alguns :

Capacitores de filtro. Corrente alternada.

Eletrônica básica.

Os capacitores usados nas fontes de alimentação para transformar a C pulsativa na saída dos retificadores, em uma C com variações relativamente baixas. O capacitor carrega através do circuito retificador e descarrega através da carga, para ajudar a manter constante a tensão aplicada aos terminais da carga.

Capacitores eletrolíticos.

Os eletrolíticos tem valores altos de capacitância, quando comparados a capacitores de papel de iguais dimensões físicas. Eles são polarizados e são em geral construídos para funcionar com menos de 600 volts. Há uma fuga apreciável de corrente através de um capacitor eletrolítico, mas este efeito é geralmente balanceado pelos grandes valores da capacitância. Os capacitores eletrolíticos podem ter valores de 1 a 1000 m F.

Capacitores eletrolítico líquidos.

Capacitor que consiste de um eletrodo de metal imerso em uma solução eletrolítica. O eletrodo e a solução são as duas placas do capacitor, enquanto que uma película de óxido que se forma no eletrodo é o dielétrico. A película de dielétrico é formada pelo escoamento da corrente do eletrólito para o eletrodo.

Capacitores eletrolítico secos.

Em um capacitor eletrolítico seco o eletrólito é uma pasta. Pano impregnado com essa com essa pasta é enrolado entre as camadas de folha de metal, que agem como terminais do capacitor. Uma das folhas de metal é a placa positiva e a película formada na sua superfície é o dielétrico. A pasta do eletrólito é a placa negativa do capacitor e sua conexão é feita através da outra folha de metal.

Capacitores cerâmicos.

Geralmente são constituídos de um suporte tubular de cerâmica, em cujas superfícies interna e externa são depositadas finas camadas de prata às quais são ligados os terminais através de um cabo soldado sobre o tubo. Às vezes, os terminais são enrolados diretamente sobre o tubo. O emprego deste tipo de componente varia dos circuitos de alta freqüência, com modelos compensados termicamente e com baixa tolerância, aos de baixa freqüência, como capacitores de acoplamento e de filtro. Além dos tubulares, podem ser encontrados capacitores na forma de disco e de placa quebrada ou retangular.

Capacitores de plástico.

São fabricados com duas fitas finas de poliéster metalizadas numa das faces, deixando, porém, um trecho descoberto ao longo de um dos bordos, o inferior em uma das tiras, e o superior na outra. As duas tiras são enroladas uma sobre a outra, e nas bases do cilindro são fixados os terminais, de modo que ficam em contato apenas com as partes metalizadas das tiras. O conjunto é recoberto por um revestimento isolante. Estes capacitores são empregados em baixa e média freqüência e como capacitores de filtro e, às vezes, em alta freqüência. Têm a vantagem de atingir capacitâncias relativamente elevadas em tensões máximas que chegam a alcançar os 1000 V. Por outro lado, se ocorrer um perfuração no dielétrico por excesso de tensão, o metal se evapora na área vizinha à perfuração sem que se produza um curto-circuito, evitando assim a destruição do componente.

Tensões aplicadas no capacitor.

Quando uma tensão alternada é aplicada a um capacitor, o seu comportamento é conseqüência direta do que ele manifesta no caso de uma tensão contínua.

Quando a tensão varia periodicamente, o capacitor é submetido, durante uma metade do ciclo, a uma tensão contínua e, durante a outra metade do ciclo, a uma tensão idêntica, mas de sinal oposto. O dielétrico é submetido a solicitações alternadas que variam de sinal muito rapidamente e, portanto, sua polarização muda com o mesmo ritmo. Se a freqüência aumenta, o dielétrico não pode seguir as mudanças com a mesma velocidade com que ocorrem, e a polarização diminui, o que arrecata uma redução da capacitância. Portanto,

Corrente alternada.

Eletrônica básica.

devido ao fato de que a capacitância do capacitor tende a diminuir com o aumento da freqüência, apenas alguns tipos muitos particulares de dielétricos podem ser empregados em alta freqüência. Com as tensões alternadas, produzindo-se o fenômeno descrito de sucessivas cargas e descargas, pode-se dizer que se verifica uma circulação de corrente, embora esta não flua diretamente pelo dielétrico. Assim, chega-se a uma das principais aplicações dos capacitores; a de separar a corrente alternada da contínua quando estas se apresentam simultaneamente. Além do fato de que a corrente alternada pode circular por um capacitor, entre esta e a tensão aplicada em seus terminais produz-se uma defasagem, de modo que, quando a corrente atinge seu valor máximo, a tensão passa nesse mesmo instante pelo valor zero, sempre seguindo o ciclo normal de variação da corrente alternada.

Magnetismo.

O magnetismo é uma propriedade que certos materiais possuem que faz com que estes materiais exerçam uma atração sobre materiais ferrosos.

- os ímãs:

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