sinal senoidal
TRANSCRIPT
CORRENTE ALTERNADA
A CORRENTE ELÉTRICA QUE ESTUDAMOSATÉ AGORA FOI A CORRENTE CONTÍNUA
(I)
(t)
CC
NÃO MUDA DE
SENTIDO NO
DECORRER DO
TEMPO
A CORRENTE ALTERNADAVARIA SEUS VALORESEM FUNÇÃO DO TEMPO
PERCORRE OS CONDUTORESNOS DOIS SENTIDOS
(t)
(I)+
(I)-
0
I – AUMENTA I – DIMINUI
I – INVERTE E CRESCE I – DECRESCE
+
-
A B
ESTE TIPO DE CORRENTE É AMAIS UTILIZADA+
-
(t)0
1 CICLO
O NÚMERO DE CICLOS EM 1 SEGUNDO É A
FREQUÊNCIA ELÉTRICA
A UNIDADE DE MEDIDA DA FREQUÊNCIA ÉHERTZ (Hz) OU
CICLOS POR SEGUNDO+
-
(t)0
f = 5 Hz
1 segundo
(t)
+
-
0
Tempo (s)
PERÍODO É O TEMPO GASTO PARA COMPLETAR UM CICLO E
É MEDIDO EM SEGUNDOS (s)
T = 1
f
O Valor de Pico (Vp) é a amplitude da forma de onda que corresponde ao máximo valor no eixo vertical. O máximo valor da corrente é a Corrente de Pico (Ip) e o máximo valor da tensão é a Tensão de Pico (Vp).
O Valor de Pico a Pico de tensão e corrente (Vpp e Ipp) é o valor correspondente entre o pico superior (amplitude máxima positiva) e o pico inferior (amplitude máxima negativa ou vale) e é exatamente o dobro do valor de pico numa forma de onda senoidal, pois esta é simétrica.
FREQÜÊNCIA ANGULAR OU VELOCIDADE ANGULAR (ω):
A projeção de um vetor girando descreve uma senóide.
Valores de Corrente e Tensão (Instantâneos)
EXERCÍCIO: Determine o período, tensão de pico, frequência, velocidade angular e a expressão matemática que define a tensão instântanea da forma de onda cosenoidal abaixo.
Obs.:O osciloscópio é um instrumento que exibe em uma tela, formas de ondas
EXERCÍCIO:
Plote o gráfico de V(t) = 10 sen314 t , tomando como unidade do eixo horizontal.a)O ângulo α em graus;b)O ângulo α em radianos;c)O tempo t em segundos.
SOLUÇÃO EXERCÍCIO:
a)Fig. eixo horizontal em graus B) Fig. eixo horizontal em radianos
C) Fig. eixo horizontal o tempo em milisegundos
SOLUÇÃO EXERCÍCIO:
VALOR MÉDIO
VALOR MÉDIOdo semiciclo de uma função periódica senoidal
VALOR MÉDIOEx.: Calcule o Valor Médio da forma de onda abaixo:
VALOR MÉDIOEx.: Resolução
VALOR EFICAZ DE UMA SENÓIDE
VALOR EFICAZ DE UMA SENÓIDE
O valor da tensão eficaz ou da corrente eficaz é o valor que produz numa resistência o mesmo efeito que uma tensão/corrente contínua constante desse mesmo valor.
Um sinal senoidal de tensão/corrente alternada está sempre variando e, portanto, o valor eficaz é apenas uma referência matemática.
Observações:
• O valor eficaz também é conhecido como Valor RMS, do inglês root mean square (valor quadrático médio);
• Os instrumentos comuns de medição em corrente alternada (voltímetros, amperímetros e multímetros) fornecem valores eficazes somente para sinais senoidais;
• Para medir o valor eficaz de uma forma de onda de tensão (ou de corrente) não perfeitamente senoidal deverá ser usado um voltímetro (ou amperímetro) mais sofisticado, conhecido como True RMS (Eficaz Verdadeiro) que é capaz de fazer a integração da forma de onda e fornecer o valor eficaz exato para qualquer forma de onda.
• Para uma forma de onda contínua constante (de tensão ou corrente, por exemplo) o valor eficaz é igual ao valor médio.
Ângulo de fase ø entre dois sinais de mesma freqüência.
As formas de onda podem estar:
• Em fase: quando as formas de onda cortam o eixo x no mesmo ponto;• Defasadas: quando as formas de onda cortam o eixo x em pontos diferentes.E ainda:• Adiantada: semiciclo positivo começa à esquerda da origem;• Atrasada: semiciclo positivo começa à direita da origem;
Convenção para representação do ângulo de fase na expressão trigonométrica.
Fig. Relação de fase entre o seno e co-seno.
A senóide (e a co-senóide) são os únicos sinais que não se alteram quando aplicados em um circuito contendo, resistores, indutores e capacitores.
EXERCÍCIO:Qual a relação entre as fases das formas de onda descritas abaixo?
POTÊNCIA EMCORRENTE ALTERNADA
POTÊNCIA EMCORRENTE ALTERNADA
EM CORRENTE CONTÍNUA VIMOSQUE POTÊNCIA EM
WATTS É O PRODUTODA CORRENTE PELA TENSÃO
P = V x I
EM CORRENTE ALTERNADA NÃOPODEMOS DIZER A MESMA COISA
•POTÊNCIA APARENTE
EM CORRENTE ALTERNADAENCONTRAMOS
TRÊS TIPOS DE POTÊNCIA
•POTÊNCIA ATIVA
•POTÊNCIA REATIVA
A POTÊNCIA APARENTE É AABSORVIDA DA REDE.
PAp = V x I
PODE SER MEDIDA POR UMVOLTÍMETRO E UM AMPERÍMETRO
SUA UNIDADE ÉVOLT – AMPÈRE (VA) 1 kVA = 1.000 VA
A POTÊNCIA ATIVA É AUTILIZADA PELAS CARGAS
PAt = R x I2
PODE SER OBTIDA ATRAVÉS DAFÓRMULA
SUA UNIDADE ÉWATT (W) 1 kW = 1.000 W
FATOR DE POTÊNCIA
É A RELAÇÃO ENTRE A PAt E A PAp
FP =PAt
PAp
FATOR DE POTÊNCIA
REPRESENTA O QUANTO DA POTÊNCIATOTAL É
TRANSFORMADA EM TRABALHO
FP MÍNIMO = 0,92 OU 92 %
É REPRESENTADO PELO
cos
FATOR DE POTÊNCIA
PORTANTO:
PAt = PAp x cos
OU
PAt = V x I x cos
O FATOR DE POTÊNCIA PODE VARIARDE 0 A 1 OU DE 0 A 100 %
FP = 1 OU 100%
POTÊNCIA ATIVA = POTÊNCIA APARENTE
FP = 0
O CIRCUITO ESTÁ ABSORVENDO
APENAS POTÊNCIA REATIVA QUE É
IGUAL A POTÊNCIA TOTAL
BAIXO FATOR DE POTÊNCIA
SIGNIFICA TRANSFORMAR
SOMENTE PARTE DA
POTÊNCIA TOTAL ABSORVIDA
EM TRABALHO, OU SEJA,
FORÇA, CALOR OU LUZ
•POTÊNCIA REATIVA
POTÊNCIA REATIVA É USADA PARA MANUTENÇÃO DOS
FLUXOS MAGNÉTICOSNAS MÁQUINAS ELÉTRICAS
A POTÊNCIA REATIVA É
TROCADA COM A REDE,
NÃO SENDO CONSUMIDA
•POTÊNCIA REATIVA
SEMELHANTE À POTÊNCIA ATIVA, MULTIPLICA-SE A POTÊNCIA APARENTE
POR UM FATOR ( sen ) QUE NOS RESULTARÁ NA POTÊNCIA NÃO
CONSUMIDA
Pr = PAp x sen OU Pr = V x I x sen UNIDADE = VOLT- AMPÈRE-REATIVO (VAr)
BAIXO FATOR DE POTÊNCIA
•A INSTALAÇÃO TRABALHA SOBRECARREGADA
•HÁ QUEDA DE TENSÃO E PERDAS ÔHMICAS NOS ALIMENTADORES
•PAGA-SE UM AJUSTE À COMPANHIA FORNECEDORA DE ENERGIA
ALTO FATOR DE POTÊNCIA
•ELIMINAÇÃO DO AJUSTE
•REDUÇÃO DAS PERDAS ÔHMICAS
•MELHORIA DO NÍVEL DE REGULAÇÃO DA TENSÃO
•POSSIBILIDADE DE ALIMENTAÇÃO DE NOVAS MÁQUINAS NA MESMA INSTALAÇÃO
•MELHOR APROVEITAMENTO DA ENERGIA
POTÊNCIA
DE UM
CAPACITOR
UM CAPACITOR TEM A
PROPRIEDADE DE
ARMAZENAR ENERGIA
CONSTITUIÇÃO DE UM CAPACITOR
Dielétrico( Isolante)
Placasmetálicas
O TAMANHO DAS PLACAS E
DO DIELÉTRICO
INFLUENCIA NESTA
CAPACIDADE
SÍMBOLO
UNIDADE FARAD (F)-
OBSERVEM O EFEITO DE UM
CAPACITOR EM
UM CIRCUITO ELÉTRICO
WA
V
PAp = V x I = 100 x 2
100 V
2 A
1200Espiras
PAt = 40 W
= 200 VA
40 W
WA
V
40 W
= 100 x 2PAp = V x I
PAt = 40 W
= 200 VA
1200Espiras
CAP f
100 V
2 A
PAp = V x I = 100 x 0,5
100 V
0,5 A
PAt = 40 W
= 50 VA
1200Espiras
WA
V
40 W
CAP f
1a EXPERIÊNCIA
PAp = 200 VA
PAt = 40 W
2a EXPERIÊNCIA
PAp = 50 VA
PAt = 40 W
COLOCANDO UM CAPACITOR EM PARALELO COM A BOBINA, A POTÊNCIA ATIVA SE
MANTEM E A POTÊNCIA APARENTE DIMINUI
O CAPACITOR ATUA EM SENTIDO CONTRÁRIO À BOBINA
BOBINA POSSUI POTÊNCIA REATIVA INDUTIVA
CAPACITOR POSSUI POTÊNCIA REATIVA CAPACITIVA
Bobina Capacitor
O CAPACITOR MELHORA O
FATOR DE
POTÊNCIA DAS INSTALAÇÕES
W
VA
VArInd.
VArCap.
VA VArInd.
W
RESUMINDO
O CAPACITOR DIMINUI A POTÊNCIAREATIVA CONSERVANDO A POTÊNCIA
ATIVA
COM ISSO DIMINUI A POTÊNCIA TOTAL(Aparente)
EX. RESOLUÇÃO