Poucos são capazes de realmente perceber quealternada e corrente contínua são um pouco diferentes. Para não mencionar, para citar as diferenças específicas. O objetivo deste artigo é explicar as principais características dessas grandezas físicas em termos compreensíveis para pessoas sem uma bagagem de conhecimento técnico, bem como fornecer alguns conceitos básicos relacionados a esse assunto.
Dificuldades de visualização
A maioria das pessoas acha fácil descobrircom conceitos como "pressão", "quantidade" e "fluxo", pois no seu dia a dia os encontram constantemente. Por exemplo, é fácil entender que aumentar o fluxo ao regar as flores aumentará a quantidade de água que sai da mangueira de jardim, enquanto o aumento da pressão da água fará com que ela se mova com mais rapidez e força.
Termos elétricos, como "voltagem" e“Corrente” geralmente é difícil de entender porque você não pode ver ou sentir a eletricidade se movendo através de cabos e circuitos elétricos. É extremamente difícil, mesmo para um eletricista iniciante, visualizar o que está acontecendo no nível molecular ou mesmo entender claramente o que é, por exemplo, um elétron. Esta partícula está fora dos limites das capacidades sensoriais humanas, não pode ser vista e nem tocada, exceto nos casos em que uma certa quantidade delas não passa pelo corpo humano. Só então a vítima os sentirá definitivamente e experimentará o que é comumente referido como um choque elétrico.
No entanto, cabos e fios expostosa maioria das pessoas parece completamente inofensiva apenas porque não consegue ver os elétrons, apenas esperando para seguir o caminho de menor resistência, que geralmente é a Terra.
Analogia
É compreensível porque a maioria das pessoas não podevisualize o que está acontecendo dentro dos condutores e cabos comuns. Tentar explicar que algo está se movendo através do metal vai contra o bom senso. Em seu nível mais básico, a eletricidade não é muito diferente da água, então seus conceitos básicos são bastante fáceis de dominar ao comparar um circuito elétrico a um sistema de encanamento. A principal diferença entre água e eletricidade é que a primeira enche alguma coisa se conseguir escapar do cano, enquanto a segunda precisa de um condutor para mover os elétrons. Ao visualizar um sistema de tubulação, é mais fácil para a maioria entender a terminologia técnica.
Tensão como pressão
A tensão é muito semelhante à pressão dos elétrons eindica com que rapidez e com que força eles se movem através do condutor. Essas quantidades físicas são equivalentes em muitos aspectos, incluindo sua relação com a resistência do cabo de duto. Assim como muita pressão rompe um tubo, muita voltagem destrói ou perfura a blindagem do condutor.
Corrente como fluxo
A corrente é o consumo de elétrons,indicando quantos deles estão se movendo ao longo do cabo. Quanto mais alto, mais elétrons passam pelo condutor. Assim como uma grande quantidade de água requer tubos mais grossos, correntes mais altas requerem cabos mais grossos.
Usar o modelo de circuito de água permiteexplique muitos outros termos também. Por exemplo, os geradores de energia podem ser considerados bombas de água e uma carga elétrica pode ser considerada um moinho de água, que requer o fluxo e a pressão da água para girar. Mesmo os diodos eletrônicos podem ser considerados válvulas de água que permitem que a água flua apenas em uma direção.
D.C
Qual é a diferença entre constante e variávelatual, fica claro já a partir do nome. O primeiro é o movimento dos elétrons em uma direção. É muito fácil visualizá-lo usando um modelo de circuito de água. Basta imaginar que a água flui pelo cano em uma direção. Dispositivos geradores de corrente contínua comuns são células solares, baterias e dínamos. Quase qualquer dispositivo pode ser projetado para ser alimentado por tal fonte. Este é quase o domínio exclusivo de eletrônicos portáteis e de baixa tensão.
A corrente contínua é bastante simples e obedece à lei de Ohm: U = I × R. A potência de carga é medida em watts e é igual a: P = U × I.
Devido a equações e comportamento simples, a constanteatual é relativamente fácil de compreender. Os primeiros sistemas de transmissão de energia desenvolvidos por Thomas Edison no século 19 usavam apenas ele. No entanto, a diferença na corrente alternada e na corrente contínua logo se tornou aparente. A transmissão deste último por distâncias consideráveis foi acompanhada por grandes perdas, então depois de algumas décadas foi substituído por um sistema mais lucrativo (então) desenvolvido por Nikola Tesla.
Apesar do fato de que as redes de energia comercial em todoplanetas atualmente usam corrente alternada, a ironia é que os avanços na tecnologia tornaram mais eficiente a transmissão de corrente contínua de alta tensão em distâncias muito longas e sob cargas extremas. Que, por exemplo, é usado ao conectar sistemas separados, como países inteiros ou mesmo continentes. Esta é outra diferença entre AC e DC. No entanto, o primeiro ainda é usado em redes comerciais de baixa tensão.
DC e AC: a diferença na produção e uso
Se a corrente alternada é muito mais fácil de produzir comusando um gerador de energia cinética, as baterias só podem gerar constantes. Portanto, o último domina os circuitos de alimentação para dispositivos e eletrônicos de baixa tensão. As baterias só podem ser carregadas em CC, portanto, a rede CA é retificada quando a bateria é a parte principal do sistema.
Um exemplo comum équalquer veículo - motocicleta, carro e caminhão. O gerador instalado neles gera corrente alternada, que é instantaneamente convertida em corrente contínua por meio de um retificador, já que há uma bateria no sistema de alimentação e a maioria dos aparelhos eletrônicos requer tensão constante para funcionar. Células solares e células de combustível também produzem apenas corrente contínua, que pode então ser convertida em corrente alternada, se necessário, usando um dispositivo chamado inversor.
Direção do movimento
Este é outro exemplo da diferença entre DC ecorrente alternada. Como o nome sugere, o último é um fluxo de elétrons que muda constantemente de direção. Desde o final do século 19, as correntes alternadas sinusoidais têm sido usadas em quase todos os circuitos elétricos domésticos e industriais ao redor do mundo porque são mais fáceis de obter e muito mais baratas de distribuir, exceto em muito poucos casos de transmissão de longa distância onde as perdas de energia exigem o uso dos mais recentes sistemas DC de alta tensão.
AC tem outro ótimovantagem: permite que a energia retorne do ponto de consumo para a rede. Isso é muito benéfico em edifícios e estruturas que produzem mais energia do que consomem, o que é perfeitamente possível quando se usam fontes alternativas, como painéis solares e turbinas eólicas. O fato de que a corrente alternada permite o fluxo de energia bidirecional é uma das principais razões para a popularidade e disponibilidade de fontes de alimentação alternativas.
Frequência
Quando se trata de nível técnico, paraInfelizmente, fica difícil explicar como funciona a corrente alternada, uma vez que o modelo do circuito de água não se ajusta bem a ela. No entanto, é possível visualizar um sistema no qual a água muda rapidamente a direção do fluxo, embora não esteja claro como ela fará algo útil. A corrente alternada e a tensão mudam constantemente de direção. A taxa de mudança depende da frequência (medida em hertz) e geralmente é de 50 Hz para redes elétricas domésticas. Isso significa que a tensão e a corrente mudam de direção 50 vezes por segundo. É bastante simples calcular o componente ativo em sistemas sinusoidais. É suficiente dividir seu valor de pico por √2.
Quando a corrente alternada muda de direção 50 vezes porsegundo, isso significa que as lâmpadas incandescentes acendem e apagam 50 vezes por segundo. O olho humano não consegue perceber isso, e o cérebro simplesmente acredita que a luz está acesa o tempo todo. Esta é outra diferença entre AC e DC.
Matemática vetorial
A corrente e a tensão não estão apenas mudando constantemente -suas fases não coincidem (eles não estão sincronizados). A grande maioria das cargas de energia CA causa diferenças de fase. Isso significa que, mesmo para os cálculos mais simples, você precisa aplicar a matemática vetorial. Ao trabalhar com vetores, você não pode simplesmente adicionar, subtrair ou realizar quaisquer outras operações matemáticas escalares. Com corrente constante, se 5A flui através de um cabo para algum ponto e 2A através do outro, então o resultado é 7A. No caso de uma variável, não é o caso, pois o total dependerá da direção dos vetores.
Fator de potência
Potência de carga ativa com fonte de alimentaçãoA CA pode ser calculada usando uma fórmula simples P = U × I × cos (φ), onde φ é o ângulo entre a tensão e a corrente, cos (φ) também é chamado de fator de potência. Isso é o que distingue a corrente contínua da alternada: para o primeiro, cos (φ) é sempre 1. A energia ativa é necessária (e paga) pelos consumidores domésticos e industriais, mas não é igual à energia complexa que passa pelos condutores ( cabos) à carga, que pode ser calculada pela fórmula S = U × I e é medida em volt-amperes (VA).
A diferença entre corrente contínua e alternada emos cálculos são óbvios - eles se tornam mais complexos. Mesmo os cálculos mais simples requerem pelo menos um conhecimento medíocre de matemática vetorial.
Soldadores
Diferença entre DC e ACse manifesta durante a soldagem. A polaridade do arco tem grande influência em sua qualidade. O eletrodo positivo penetra mais profundamente do que o eletrodo negativo, mas este acelera a deposição do metal. Com corrente constante, a polaridade é sempre constante. Com uma variável, ele muda 100 vezes por segundo (a 50 Hz). Soldar com constante é preferível, pois é feito de maneira mais uniforme. A diferença entre a soldagem CA e CC é que, no primeiro caso, o movimento dos elétrons é interrompido por uma fração de segundo, o que leva à ondulação, instabilidade e falha do arco. Este tipo de soldagem raramente é usado, por exemplo, para eliminar a oscilação do arco no caso de eletrodos de grande diâmetro.
