Corrente contínua — conceitos gerais, definição, unidade de medida, designação, parâmetros

DC — corrente elétrica que não muda no tempo e na direção. Por direção atual tomar a direção do movimento de partículas carregadas positivamente. Caso a corrente seja formada pelo movimento de partículas carregadas negativamente, sua direção é considerada oposta à direção do movimento das partículas.

A rigor, "corrente elétrica contínua" deve ser entendida como "corrente elétrica constante", de acordo com o conceito matemático de "valor constante". Mas na engenharia elétrica, esse termo foi introduzido no sentido de "uma corrente elétrica constante na direção e quase constante em magnitude".

Por "corrente elétrica de magnitude praticamente constante" entende-se uma corrente cujas mudanças com a passagem do tempo são tão insignificantes em magnitude que, ao considerar os fenômenos no circuito elétrico através do qual essa corrente elétrica passa, essas mudanças podem ser completamente desprezadas e, portanto, , não é possível ignorar nem a indutância nem a capacitância do circuito.

Na maioria das vezes fontes de corrente contínua - células galvânicas, baterias, Geradores DC e retificadores.

Na engenharia elétrica, fenômenos de contato, processos químicos (células primárias e baterias), orientação eletromagnética (geradores de máquinas elétricas) são usados ​​para obter corrente contínua. A retificação CA ou de tensão também é amplamente utilizada.

De todas as fontes de e. etc. c. Fontes químicas e termoelétricas, bem como as chamadas máquinas unipolares, são fontes ideais de corrente contínua. Os demais dispositivos fornecem uma corrente pulsante, que com a ajuda de dispositivos especiais é suavizada em maior ou menor grau, aproximando-se apenas da corrente contínua ideal.

Para quantificar a corrente no circuito elétrico é usado conceito de amperagem.

Amperagem É a quantidade de eletricidade Q que flui através da seção transversal do fio por unidade de tempo.

Se durante o tempo I a quantidade de eletricidade Q se moveu através da seção transversal do fio, então a intensidade da corrente I = Q /T

A unidade de medida da corrente é o ampère (A).

Densidade de corrente Esta é a razão de corrente I para a área da seção transversal F do condutor - I / F. (12)

A unidade de medida da densidade de corrente é o ampere por milímetro quadrado (A/mm)2).

Em um circuito elétrico fechado, a corrente contínua ocorre sob a ação de uma fonte de energia elétrica que cria e mantém uma diferença de potencial entre seus terminais, medida em volts (V).

A relação entre a diferença de potencial (tensão) nos terminais do circuito elétrico, a resistência e a corrente no circuito é expressa lei de Ohm... De acordo com esta lei, para uma seção de um circuito homogêneo, a força da corrente é diretamente proporcional ao valor da tensão aplicada e inversamente proporcional à resistência I = U /R,

onde eu — amperagem. A, U — tensão nos terminais do circuito B, R — resistência, ohms

Esta é a lei mais importante da engenharia elétrica. Para mais detalhes veja aqui: Lei de Ohm para uma seção de um circuito

O trabalho realizado pela corrente elétrica por unidade de tempo (segundo) é denominado potência e é representado pela letra P. Esse valor caracteriza a intensidade do trabalho realizado pela corrente.

Potência P = W / t = UI

Unidade de alimentação - watts (W).

A expressão para a força de uma corrente elétrica pode ser transformada substituindo, com base na lei de Ohm, a tensão U produto IR. Como resultado, obtemos três expressões para a intensidade da corrente elétrica P = UI = I2R = U2/ R

De grande importância prática é o fato de que a mesma potência da corrente elétrica pode ser obtida em baixa tensão e alta amperagem, ou em alta tensão e baixa amperagem. Este princípio é utilizado na transmissão de energia elétrica a distâncias.

A corrente que flui através do fio gera calor e o aquece. A quantidade de calor Q liberada no condutor é determinada pela fórmula Q = Az2Rt.

Essa dependência é chamada de Lei de Joule-Lenz.

Veja também: Leis básicas da engenharia elétrica

Com base nas leis de Ohm e Joule-Lenz, você pode analisar um fenômeno perigoso que geralmente ocorre quando os fios são conectados diretamente entre si, fornecendo corrente elétrica à carga (receptor elétrico). Este fenômeno é chamado curto circuito, pois a corrente começa a fluir de forma mais curta, contornando a carga. Este modo é de emergência.

A figura mostra um esquema para conectar uma lâmpada incandescente EL à rede elétrica. Se a resistência da lâmpada R for 500 ohms e a tensão da rede for U = 220 V, a corrente no circuito da lâmpada será A = 220/500 = 0,44 A.

Diagrama explicando a ocorrência de um curto-circuito

Considere o caso em que os fios da lâmpada incandescente são conectados por meio de uma resistência muito baixa (Rst — 0,01 Ohm), por exemplo, uma haste de metal grossa. Nesse caso, a corrente do circuito que se aproxima do ponto A se ramificará em duas direções: a maior parte seguirá um caminho de baixa resistência — ao longo de uma haste metálica, e uma pequena parte da corrente Azln — ao longo de um caminho de alta resistência — para um lâmpada incandescente.

Determine a corrente que flui através da barra de metal: I = 220 / 0,01 = 22.000 A.

No caso de um curto-circuito (curto-circuito), a tensão da rede será inferior a 220 V, porque uma grande corrente no circuito causará uma grande perda de tensão, e a corrente que flui pela haste de metal será um pouco menor, mas no entanto, excederá a lâmpada incandescente consumida anteriormente.

Como você sabe, de acordo com a lei de Joule-Lenz, a corrente que passa pelos fios emite calor e os fios esquentam. Em nosso exemplo, a área da seção transversal dos fios é projetada para uma pequena corrente de 0,44 A.

Quando os fios são conectados de forma mais curta, contornando a carga, uma corrente muito grande fluirá pelo circuito - 22.000 A. Essa corrente levará à liberação de uma grande quantidade de calor, o que levará à carbonização e ignição de isolamento, derretimento do material do fio, danos a medidores elétricos, derretimento pelo contato de interruptores, quebra-faca, etc.

A fonte de energia elétrica que fornece tal circuito pode ser danificada. O superaquecimento dos fios pode causar incêndio. Portanto, durante a instalação e operação de instalações elétricas, para evitar consequências irreparáveis ​​​​de um curto-circuito, as seguintes condições devem ser observadas: o isolamento dos fios deve corresponder à tensão da rede e às condições de operação.

A área da seção transversal dos fios deve ser tal que seu aquecimento sob carga normal não atinja um valor perigoso. Os pontos de conexão e ramificações dos fios devem ser de boa qualidade e bem isolados. Os fios internos devem ser colocados de forma que fiquem protegidos contra danos mecânicos e químicos e contra umidade.

Para evitar um aumento súbito e perigoso da corrente em um circuito elétrico durante um curto-circuito, ele é protegido por fusíveis ou disjuntores.

Uma desvantagem significativa da corrente contínua é que sua tensão é difícil de aumentar. Isso dificulta a transmissão de energia elétrica constante por longas distâncias.

Veja também: O que é corrente alternada e como ela difere da corrente contínua