Curso de Eletrônica – Corrente Alternada e Corrente Contínua

Corrente Alternada e Corrente Contínua

A eletrônica é um campo de estudo que se preocupa com o uso de elétrons e seus efeitos em dispositivos, sistemas e circuitos eletrônicos. A eletricidade é uma das principais fontes de energia para dispositivos eletrônicos, e sua forma de transmissão pode ser tanto corrente alternada (CA) quanto corrente contínua (CC).

Apesar de ambas serem usadas em muitos dispositivos eletrônicos, elas possuem diferenças significativas em suas características e aplicações.

Neste artigo, vou explorar as diferenças entre a corrente alternada e a corrente contínua em eletrônica, abordando suas características, aplicações e vantagens e desvantagens de cada uma.

O que é Corrente Contínua

A corrente contínua (CC ou DC, em inglês) é um tipo de corrente elétrica que flui sempre em uma direção constante. Isso significa que os elétrons se movem em uma direção constante, ao contrário da corrente alternada (CA ou AC, em inglês), em que os elétrons mudam de direção periodicamente.

A corrente contínua é utilizada em muitos dispositivos eletrônicos, como baterias, fontes de alimentação e circuitos de controle, e é geralmente considerada mais estável do que a corrente alternada. Ela pode ser gerada por meio de diversas técnicas, como a conversão de corrente alternada em corrente contínua por meio de retificadores, ou por meio da utilização de células solares.

Gráfico da Corrente Contínua

Gráfico da Corrente Contínua.
Gerado com Python e biblioteca matplotlib.

Exemplos de geradores de corrente contínua

Alguns exemplos de geradores de corrente contínua incluem:

  • Baterias: As baterias são uma das formas mais comuns de gerar corrente contínua. Elas podem ser recarregáveis ou não recarregáveis, e são utilizadas em uma ampla variedade de dispositivos eletrônicos, desde lanternas e brinquedos até laptops e carros elétricos.
  • Dínamos: Dispositivo mecânico utilizado para gerar energia elétrica a partir da conversão de energia mecânica em energia elétrica. Ele é composto por um rotor giratório, que geralmente é conectado a um eixo, e um estator estacionário, que é composto por bobinas de fio de cobre.
    Quando o rotor gira, ele cria um campo magnético variável que induz uma corrente elétrica nas bobinas do estator.
  • Célula Solar: Dispositivo que converte a energia da luz em energia elétrica. Também conhecida como célula fotovoltaica, a célula solar é feita de materiais semicondutores, como silício, que absorvem a luz e liberam elétrons. Esses elétrons são coletados por fios conectados à célula solar, formando uma corrente elétrica.
    São usadas para gerar eletricidade em aplicações que vão desde pequenos dispositivos eletrônicos até grandes usinas solares. Trata-se de uma fonte de energia limpa e renovável, já que não emite poluentes e não produz resíduos.
conjunto de baterias alcalinas

Conjunto de baterias alcalinas

Onde a Corrente Contínua é utilizada

A eletricidade, na forma de corrente contínua, é empregada diretamente em muitas aplicações de importância, como por exemplo:

  • Controle Remoto de TVs e aparelhos de som
  • Lanternas
  • Smartphones
  • Veículos elétricos e híbridos
  • Microcontroladores, como o Arduino
  • Smart TVs (alimentadas com CA, que é convertida para CC)

entre outros.

O que é Corrente Alternada

A Corrente Alternada (CA) é um tipo de corrente elétrica que muda de direção de forma periódica. Ela é caracterizada por uma variação constante no tempo e é comumente utilizada para a transmissão e distribuição de energia elétrica em redes de energia.

Esse tipo de corrente elétrica é produzida em geradores elétricos que consistem em um rotor giratório e um estator estacionário. A mudança na direção da corrente elétrica é produzida pela variação do campo magnético em torno do estator.

A frequência da corrente alternada é medida em Hertz (Hz), que é o número de ciclos completos da corrente elétrica que ocorrem por segundo.

No Brasil, a corrente alternada tem uma frequência padrão de 60 Hz e uma tensão de 127 ou 220 volts, dependendo da região. A corrente alternada é amplamente utilizada em aparelhos domésticos, industriais e comerciais, como ar-condicionado, geladeiras, computadores, motores elétricos e muitos outros dispositivos elétricos.

Gráfico da Corrente Alternada

Gráfico da Corrente Alternada – um ciclo completo.
Gerado com Python e biblioteca matplotlib.

Exemplos de geradores de corrente alternada

Alguns exemplos de geradores de corrente alternada são:

  • Geradores de usinas hidrelétricas – Tipo de gerador muito comum no Brasil que utiliza a energia cinética da água (em usinas hidrelétricas) para girar as turbinas e produzir energia elétrica de corrente alternada.
  • Geradores de usinas termelétricas – Esses geradores usam a energia térmica gerada pela queima de combustíveis fósseis, como carvão, óleo ou gás natural, para aquecer água e produzir vapor. O vapor é então usado para girar as turbinas que geram energia elétrica de corrente alternada.
  • Geradores eólicos – Usam a energia cinética do vento para girar as pás das turbinas e produzir energia elétrica de corrente alternada.
  • Geradores de turbinas a gás – Empregam a energia térmica gerada pela combustão de gás natural ou outros combustíveis para girar as turbinas e produzir energia elétrica de corrente alternada.
  • Geradores de automóveis – Os alternadores de automóveis são exemplos de geradores de corrente alternada que convertem a energia mecânica do motor em energia elétrica de corrente alternada para carregar a bateria e alimentar os sistemas elétricos do veículo.

Onde a Corrente Alternada é utilizada

Já a corrente alternada é empregada diretamente em diversas outras aplicações, como por exemplo:

  • Transmissão de energia para as redes elétricas residencial e industrial
  • Motores elétricos de alta potência
  • Chuveiros elétricos
  • Ferro de passar e secador de cabelos
  • Refrigeradores
  • Alimentação de equipamentos que funcionam com CC, por meio de retificação (conversão de CA para CC)

entre outros.

Diferenças entre CA e CC

A principal diferença entre corrente alternada (AC) e corrente contínua (DC) é a direção do fluxo de elétrons. Na corrente alternada, os elétrons mudam de direção periodicamente, enquanto na corrente contínua eles fluem sempre em uma direção.

A corrente alternada é usada para transportar energia elétrica de grandes centrais geradoras para casas e edifícios. A eletricidade gerada é transmitida através de fios de alta tensão para minimizar perdas de energia, e depois transformada em tensões menores antes de ser usada. A corrente alternada também é usada em dispositivos elétricos que exigem uma corrente que muda de direção, como motores elétricos.

Já a corrente contínua é usada em eletrônica, telecomunicações e tecnologia da informação, pois é mais fácil de controlar e fornece energia mais estável. A corrente contínua é gerada por baterias e células solares, e é usada em dispositivos eletrônicos como smartphones, laptops e outros dispositivos portáteis.

Gráfico comparativo entre corrente alternada e corrente contínua

Gráfico comparativo entre corrente alternada e corrente contínua.
Gerado com Python e biblioteca matplotlib.

Vantagens e desvantagens da corrente alternada e da corrente contínua

A corrente alternada (CA) e a corrente contínua (CC) têm vantagens e desvantagens distintas, que dependem do tipo de aplicação para a qual são utilizadas. Aqui estão algumas das principais vantagens e desvantagens de cada uma:

Vantagens da corrente alternada:

  • A CA é mais eficiente em termos de transmissão de energia de longa distância, pois pode ser transmitida a uma tensão mais alta do que a CC.
  • Ela pode ser facilmente transformada em diferentes níveis de tensão usando um transformador, o que é útil em aplicações como fornecimento de energia elétrica para residências e empresas.
  • Os geradores de CA são mais simples e mais baratos de produzir do que os geradores de CC.

Desvantagens da corrente alternada:

  • A CA é menos eficiente em termos de armazenamento de energia em baterias do que a CC.
  • Também pode ser perigosa em aplicações de alta tensão, pois pode causar descargas elétricas e arcos elétricos.
  • Além disso, a corrente alternada pode ser mais difícil de controlar do que a corrente contínua em algumas aplicações.

Vantagens da corrente contínua:

  • A corrente contínua é mais eficiente em termos de armazenamento de energia em baterias do que a alternada.
  • Ela é mais fácil de controlar em aplicações eletrônicas, pois sua polaridade não muda.
  • No geral, a corrente contínua é mais segura em aplicações de baixa tensão do que a corrente alternada.

Desvantagens da corrente contínua:

  • Ela não é eficiente para transmissão de energia elétrica em longas distâncias, pois perde energia no caminho.
  • Também pode ser mais difícil e mais cara de transformar em diferentes níveis de tensão do que a CA.
  • Os geradores de CC são mais complexos e mais caros de produzir do que os geradores de CA.

Retificação de CA

Retificação de corrente alternada é o processo de conversão de tensão AC em tensão DC (corrente contínua), para alimentação de circuitos que somente funcionam com este tipo de corrente, como circuitos baseados em semicondutores.

Existem dois tipos principais de retificadores: retificador de meia onda e retificador de onda completa.

Em um retificador de meia onda, apenas metade da forma de onda CA passa, enquanto a outra metade é bloqueada. Isso é obtido usando um diodo semicondutor, que permite apenas que a corrente flua em uma direção.

Quando o semiciclo da corrente alternada é positivo, o diodo conduz e a corrente flui através do circuito. Quando o semiciclo é negativo, o diodo bloqueia o fluxo de corrente. A saída de um retificador de meia onda é uma tensão CC com uma forma de onda pulsante que sobe e desce com os picos positivos da forma de onda CA.

Um retificador de onda completa, por outro lado, permite que ambas as metades da forma de onda CA sejam usadas. Isso é obtido usando quatro diodos dispostos em uma configuração específica, como por exemplo uma ponte de diodos.

A tensão CA de entrada é aplicada em dois diodos, enquanto a tensão CC de saída é aplicada nos outros dois diodos. O resultado é uma tensão CC com uma forma de onda mais suave que se aproxima muito de uma corrente contínua pura.

Diagrama esquemático de um circuito retificador de onda completa com ponte de diodos.

Diagrama esquemático de um circuito retificador de onda completa com ponte de diodos.

A retificação é usada em muitos dispositivos eletrônicos, incluindo fontes de alimentação para equipamentos eletrônicos e carregadores de bateria. O processo de retificação é essencial nesses dispositivos, pois permite a conversão da energia alternada em tensão contínua que pode ser usada para alimentar esses dispositivos.

Em suma, o objetivo do processo de retificação é converter a tensão alternada, que muda de polaridade periodicamente, em uma tensão contínua unidirecional, que flui em apenas uma direção.

Resumo

Em resumo, a diferença fundamental entre corrente alternada e corrente contínua é a direção do fluxo de elétrons. A corrente alternada é usada para transportar energia elétrica em longas distâncias, enquanto a corrente contínua é usada em dispositivos eletrônicos e sistemas de controle.

 

Sobre Fábio dos Reis (1195 Artigos)
Fábio dos Reis trabalha com tecnologias variadas há mais de 30 anos, tendo atuado nos campos de Eletrônica, Telecomunicações, Programação de Computadores e Redes de Dados. É um entusiasta de Ciência e Tecnologia em geral, adora Viagens e Música, e estuda idiomas, além de ministrar cursos e palestras sobre diversas tecnologias em São Paulo e outras cidades do Brasil.
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