Período e frequência da corrente alternada

Este termo «corrente elétrica alternada» deve ser entendido como uma corrente que muda de alguma forma ao longo do tempo, de acordo com o conceito de «quantidade variável» introduzido na matemática. Na engenharia elétrica, no entanto, o termo «corrente elétrica alternada» passou a significar uma corrente elétrica imputada em uma direção (em oposição a corrente elétrica com direção constante) e, portanto, em magnitude, já que é fisicamente impossível imaginar mudanças na direção da corrente elétrica sem mudanças correspondentes em magnitude.

O movimento dos elétrons em um condutor, primeiro em uma direção e depois na outra, é chamado de oscilação de corrente alternada. A primeira oscilação é seguida pela segunda, depois pela terceira, etc. Quando a corrente no fio oscila em torno dele, ocorre uma oscilação correspondente do campo magnético.

O tempo de uma oscilação é chamado de período e é indicado pela letra T. O período é expresso em segundos ou em unidades de frações de segundo.São eles: um milésimo de segundo é um milissegundo (ms) igual a 10-3 s, um milionésimo de segundo é um microssegundo (μs) igual a 10-6 s e um bilionésimo de segundo é um nanossegundo (ns ) igual a 10 -9 s.

Quantidade importante característica corrente alternada, é a frequência. Representa o número de oscilações ou o número de períodos por segundo e é denotado pela letra f ou F. A unidade de frequência é o hertz, em homenagem ao cientista alemão G. Hertz e abreviado para as letras Hz (ou Hz). Se uma oscilação completa ocorre em um segundo, a frequência é igual a um hertz. Quando ocorrem dez vibrações em um segundo, a frequência é de 10 Hz. Frequência e período são recíprocos:

e

A uma frequência de 10 Hz, o período é de 0,1 s. E se o período for 0,01 s, a frequência será 100 Hz.

A frequência é a característica mais importante da corrente alternada. Máquinas elétricas e dispositivos de corrente alternada só podem operar normalmente na frequência para a qual foram projetados. A operação paralela de geradores elétricos e estações em uma rede comum só é possível na mesma frequência. Portanto, em todos os países a frequência da corrente alternada produzida pelas usinas é padronizada por lei.

Em uma rede elétrica CA, a frequência é de 50 Hz. A corrente flui cinquenta vezes por segundo em uma direção e cinquenta vezes na direção oposta. Atinge seu valor de amplitude cem vezes por segundo e iguala-se a zero cem vezes, ou seja, muda de direção cem vezes ao cruzar o valor zero. As lâmpadas conectadas à rede apagam cem vezes por segundo e acendem com mais intensidade o mesmo número de vezes, mas o olho não percebe isso devido à inércia visual, ou seja, a capacidade de reter as impressões recebidas por cerca de 0,1 s.

Ao calcular com correntes alternadas, eles também usam a frequência angular, que é igual a 2pif ou 6,28f. Não deve ser expresso em hertz, mas em radianos por segundo.

Com a frequência aceita de corrente industrial de 50 Hz, a velocidade máxima possível do gerador é de 50 r / s (p = 1). Os geradores de turbina são construídos para este número de revoluções, ou seja, geradores acionados por turbinas a vapor. O número de rotações das turbinas hidráulicas e dos geradores de hidrogênio acionados por elas depende das condições naturais (principalmente da pressão) e flutua dentro de amplos limites, às vezes diminuindo para 0,35 - 0,50 rotações / s.

O número de rotações tem grande influência nos indicadores econômicos da máquina - dimensões e peso. Hidrogeradores com poucas rotações por segundo têm diâmetro externo 3 a 5 vezes maior e pesam muitas vezes mais que geradores a turbina com a mesma potência com n = 50 revoluções. Nos alternadores modernos, seu sistema magnético gira e os fios nos quais o EMF é induzido são colocados na parte estacionária da máquina.

As correntes alternadas são geralmente divididas pela frequência. As correntes com frequência inferior a 10.000 Hz são chamadas de correntes de baixa frequência (correntes LF). Para essas correntes, a frequência corresponde à frequência dos vários sons da voz humana ou instrumentos musicais e, portanto, são chamadas de correntes de frequência de áudio (exceto para correntes com frequência inferior a 20 Hz, que não correspondem a frequências de áudio) . Na engenharia de rádio, as correntes de baixa frequência são amplamente utilizadas, especialmente na transmissão radiotelefônica.

No entanto, o papel principal na comunicação por rádio é desempenhado por correntes alternadas com frequência acima de 10.000 Hz, chamadas de correntes de alta frequência ou frequências de rádio (correntes HF).Para medir a frequência dessas correntes, são utilizadas as seguintes unidades: kilohertz (kHz), igual a mil hertz, megahertz (MHz), igual a um milhão de hertz, e gigahertz (GHz), igual a um bilhão de hertz. Caso contrário, quilohertz, megahertz e gigahertz representam kHz, MHz, GHz. As correntes com frequência de centenas de megahertz e superiores são chamadas de correntes de frequência ultraalta ou ultraalta (UHF e UHF).

As estações de rádio operam usando correntes alternadas HF com uma frequência de centenas de quilohertz e superior. Na moderna tecnologia de rádio, correntes com frequência de bilhões de hertz são usadas para fins especiais, e existem dispositivos que podem medir com precisão essas frequências ultra-altas.