República
de Angola
Ministério
da Educação
GOVERNO
PROVINCIAL DO BENNGO
INSTITUTO
MÉDIO POLITÉCNICO DO BENGO
TRABALHO DE ELETRICIDADE E
ELETRÓNICA
TEMA:
CORRENTE ALTERNADA MONOFÁSICA
GRUPO:
02
Docente
_______________________________
BENGO/2022
INSTITUTO MÉDIO POLITÉCNICO DO
BENGO
TEMA:
CORRENTE ALTERNADA MONOFÁSICA
Potência
e Corrente Alternada
Corrente
Alternada Trifásica
Tensões
Simples e Compostos
Grupo:
02
Sala:
10
Turma:
A
Classe:
10ª
Período:
Manhã
Curso:
Energia Renováveis
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N/O |
NOME COMPLETO |
CLASSIFICAÇÃO |
|
1.
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António
Kialamda |
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2.
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Avelina
Tchaluca |
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3.
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José
Van Dunem |
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4.
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Pedro
Muginga |
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5.
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Manuel
Mateus |
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6.
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Milton
Tomas |
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7.
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Valdimiro
José |
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BENGO/2022
ÍNDICE
2. CORRENTE ALTERNADA
MONOFÁSICA
2.1. Formas de
corrente elétrica
2.2. POTÊNCIA E
CORRENTE ALTERNADA
2.2.1. Corrente
Alternada Sinusoidal
2.2.2. Corrente de
sentido variável
2.2.4. Produção de
corrente alternada sinusoidal
2.3. CORRENTE
ALTERNADA TRIFÁSICA
2.3.2. Vantagens dos
sistemas trifásicos
2.3.3. Representação
cartesiana e vetorial
2.3.3.2. Ligação de
cargas trifásicas Ligação em estrela
2.4. TENSÃO SIMPLES E
TENSÃO COMPOSTA
1. INTRODUÇÃO
Neste trabalho apresentam-se os
conceitos básicos das correntes monofásicas, trifásicos, tensão simples e composto.
Apresenta-se o conceito genérico de sistema n-fásico e particulariza-se para o
caso do sistema trifásico sinusoidal.
Portanto, acorrente alternada monofásica
é comumente encontrado em pilhas e baterias. A corrente unidirecional é uma
corrente com sentido invariável, mas cujo valor ao longo do tempo não é
forçosamente constante.
O estudo da energia eléctrica que
fizemos nos capítulos anteriores assentou nas correntes e tensões contínuas,
isto é, naquelas que não variam ao longo do tempo, que mantêm o mesmo sentido
(unidireccionais) e o mesmo sentido. Existem no entanto, numerosas aplicações
em que são muito diversas as vantagens em função do tempo, das tensões,
correntes e outras grandezas.
2. CORRENTE ALTERNADA MONOFÁSICA
2.1. Formas de corrente elétrica
A corrente é considerada contínua quando
não se altera o seu sentido, ou seja, será sempre positiva ou negativa. A maior
parte dos circuitos eletrónicos trabalha com corrente contínua, cujo gráfico
está representado na figura abaixo. Podemos observar que a corrente contínua é
constante ao longo do tempo, representado no gráfico por um segmento de reta
constante, ou seja, que não variável. Este tipo de corrente é comumente
encontrado em pilhas e baterias.
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2.2. POTÊNCIA E CORRENTE ALTERNADA
2.2.1. Corrente Alternada Sinusoidal
A
corrente unidirecional é uma corrente com sentido invariável, mas cujo valor ao
longo do tempo não é forçosamente constante. A corrente contínua é um caso
particular da corrente unidirecional.
2.2.2. Corrente de sentido variável
A
corrente de sentido variável, tal como o nome refere, é uma corrente que muda
de sentido ao longo do tempo, ou seja, desloca-se num sentido e no seu sentido
inverso durante esse período ao longo do tempo.
2.2.3. Corrente alternada
É
uma corrente de sentido variável com as características, periódica e valor
médio nulo. Periódica, porque o sentido da corrente muda em intervalos de tempo
iguais ao longo do tempo. Valor no médio nulo resultante da corrente passar
pelos mesmos valores de intensidade, tanto sentido negativo como no positivo.
2.2.4. Produção de corrente alternada sinusoidal
Tomemos
como exemplo um dínamo. Ao rodar o tambor, roda-se simultaneamente o íman no
interior da bobina induzindo nesta uma força eletromotriz, visto que a bobina
está a ser submetida a uma variação de fluxo magnético que resulta da rotação
do íman. A bobina é o induzido e o íman o indutor.
A bobina durante este processo está a
ser atravessada por um fluxo magnético que varia desde um valor máximo
positivo, ^m, passa pelo valor nulo, ^=0, continuando o fluxo a decrescer até
atingir um valor máximo negativo, -^m, e de seguida cresce até atingir de novo
o valor nulo, ^=0, seguindo-se de novo o valor máximo positivo, repetindo-se
continuamente o fenómeno, e gerando-se assim a corrente alternada sinusoidal. A
figura abaixo exemplifica o fenómeno.
2.3. CORRENTE ALTERNADA TRIFÁSICA
2.3.1. Sistemas trifásicos
A
utilização dos sistemas trifásicos em toda a cadeia de energia tem um carácter
praticamente exclusivo. Somente a nível da utilização vamos encontrar um
significativo e variado número de aparelhos, assim como instalações de pequena
potência alimentadas com tensões monofásicas.
2.3.2. Vantagens dos sistemas trifásicos
Para a mesma potência a fornecer, um
alternador trifásico tem menor volume, preço e maior fiabilidade de serviço do
que a correspondente unidade monofásica.
As redes de transporte e de distribuição
resultam mais simples e económicas. Utilizam três condutores de fase e eventualmente
um quarto condutor de neutro, dispensando seis condutores que são requeridos
por uma rede monofásica equivalente. À economia do cobre e menores perdas em
linha aliam-se os menores custos e maior simplicidade de conceção e implantação
das estruturas de apoio das linhas.
A
simplicidade de construção, menores custos e grande fiabilidade de
funcionamento dos transformadores trifásicos e ainda dos motores assíncronos de
campo girante de emprego generalizado e que não têm equivalente em monofásico,
justificam só por si a existência de sistemas trifásicos.
2.3.3. Representação cartesiana e vetorial
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Na
figura acima, podemos ver em representação cartesiana a evolução das tensões de
um sistema trifásico a partir dos respetivos valores instantâneos.
Pode ainda fazer-se uma representação
vetorial do mesmo sistema, se atendermos a que um desfasamento no tempo de 1/3
de período equivale a uma diferença angular de 120° entre os vetores
representativos das tensões. Supõe-se todo o sistema rodando a uma velocidade
angular w no sentido indicado, que
arbitramos como positivo. As tensões Ui, U2 e U3 constituem assim um conjunto
de três vetores girantes cuja grandeza mede as referidas tensões em valor
eficaz.
2.3.3.1. Sequência de fases
Da
análise da figura que representa o sistema trifásico de tensões vemos que U3
está em avanço relativamente a U1. De facto, se escolhermos, por exemplo, a
origem dos tempos como referência, verificamos que U3 tem já um certo valor
positivo numa fase decrescente da sua alternância, enquanto U1 é nulo e só
agora irá iniciar a alternância positiva por valores sucessivamente crescentes.
Verificamos igualmente que U2 está em
atraso relativamente a U1. Isto significa que se admitirmos todo o sistema
rodando no sentido indicado na figura que representa o sistema trifásico, e
tomarmos como referência a posição ocupada a dado momento por um desses
vetores, por exemplo U1, que esta será sucessivamente ocupada pelos vetores U2
e U3.
A sequência de fases indicada é 1, 2, 3
e chama-se sequência de fases positiva. Portanto, a sequência de fases é a
ordem pela qual se sucedem as fases num sistema trifásico.
2.3.3.2. Ligação de cargas trifásicas Ligação em
estrela
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As três cargas representadas na figura abaixo, caracterizam-se pelo mesmo valor de impedância, isto é, Z1 = Z2 = Z3. As respetivas extremidades estão ligadas aos terminais de cada um dos enrolamentos do alternador e são referenciadas pelas letras UX, VY, WZ.
2.4. TENSÃO SIMPLES E TENSÃO COMPOSTA
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Consideremos um sistema trifásico com neutro, cujas linhas de alimentação são constituídas por três condutores de fase e pelo condutor neutro, referenciados, respetivamente, por L1, L2, L3 e N. Consideremos ainda os pontos 1, 2, 3. e N correspondentes aos terminais de ligação.
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Tensão simples ou tensão de fase é a tensão existente entre qualquer condutor de fase e o condutor neutro. Num sistema trifásico com neutro temos três tensões simples, que designamos por U1, U2 e U3, que são iguais em grandeza e formam uma estrela trifásica de tensões.
2.4.1. Tensão composta
Define-se
tensão composta como a tensão existente entre duas quaisquer fases do sistema
trifásico. Tensão composta será a tensão medida entre duas fases, Uab, Uac,
Ubc. No sistema eléctrico português será os 400v. A relação entre os dois tipos
de tensão é dada pela expressão: Uc=\/3. Us, sendo Uc a tensão composta e Us a
tensão simples. Facilmente vemos que 400=\/3. 230
Relação de grandeza entre as tensões simples
e composta. A relação entre a tensão composta e a tensão simples é dada pela
seguinte expressão:
Uc = V3 Us
onde Us representa a tensão simples e Uc a tensão
composta.
Quando nos sistemas trifásicos se
indica um determinado valor da tensão sem qualquer adjetivação, deve
subentender-se que se refere a uma tensão composta. Por exemplo, se dissermos
que uma determinada linha de MT é de 15 kV, devemos entendê-la como a tensão
composta. Outras vezes aparecem-nos duas tensões escritas apenas com um traço
oblíquo a separá-las. Por exemplo, uma rede 230/400 V. A primeira designa então
a tensão simples e a segunda a tensão composta.
5. CONCLUSÃO
Concluindo, corrente alternada
monofásica é um tipo de corrente é comumente encontrado em pilhas e baterias. A
corrente unidirecional é uma corrente com sentido invariável, mas cujo valor ao
longo do tempo não é forçosamente constante.
Corrente alternada é uma das formas da
corrente elétrica. Nesse tipo de corrente, o sentido de condução das cargas
muda rapidamente, fazendo com que os elétrons oscilem em sentidos opostos
periodicamente. Ela é largamente empregada na transmissão de energia elétrica e
também em motores elétricos.
A corrente alternada funciona pela condução de
elétrons que oscilam em torno de um ponto fixo, a uma frequência de 60 Hz (no
Brasil). Isso significa que, em um segundo, os elétrons realizam um movimento
de vai e vem 60 vezes.
6. BIBLIOGRAFIA
·
"Princípios
de electricidade e electrónica", Noel M. Morris, Edições CETOP.
·
"Elementos
de electricidade", Simões Morais, Edição do Autor.
·
"Electricidade".
José Vagos Carreira Matias, Didáctica Editora.
·
"Física e
Química na nossa vida - Viver melhor na Terra", M. Margarida R. D.
Rodrigues e Fernando Morão Lopes Dias, Ciências Físico-Químicas | 9° ano, Porto
Editora.