Corrente elétrica contínua e alternada: o que são e diferenças
A corrente elétrica pode ser de dois tipos: CC e CA (corrente contínua e alternada, ou DC e AC, respectivamente). Elas são responsáveis por transmitir energia elétrica para equipamentos, como na energia solar, em que a corrente elétrica contínua é transformada em corrente alternada pelo inversor solar para a geração de eletricidade.
Neste artigo, você encontrará mais informações acerca das características de corrente elétrica contínua e alternada (CC e CA), suas diferenças e como são utilizadas na energia solar fotovoltaica.
Continue a leitura e entenda tudo sobre o tema.
O que é corrente elétrica?
Para produzir eletricidade, é preciso ordenar um fluxo de partículas, como íons ou elétrons, em um material condutor, e isso é o que a corrente elétrica faz. Sendo assim, quando há diferença de potencial elétrico entre as duas extremidades, ela realiza a movimentação das partículas eletricamente carregadas e as equilibra entre as duas posições.
Portanto, os elétrons se deslocam do lado negativo, onde há excesso de partículas elétricas, para o lado mais positivo, no qual a quantidade de elétrons é menor.
Exemplificando esse processo na energia solar, é possível dizer que, ao gerarmos energia por meio da captação dos raios solares em sistemas fotovoltaicos, a produção de eletricidade é realizada por meio da corrente contínua, porém, para alimentar os equipamentos eletrônicos e aparelhos domésticos, é necessário convertê-la em corrente elétrica alternada.
A fórmula da corrente elétrica
A fórmula da corrente elétrica descreve como a corrente elétrica em um circuito é proporcional à tensão e inversamente proporcional à resistência. Ela é dada pela Lei de Ohm, que relaciona a corrente elétrica (I), a tensão (V) e a resistência (R). A fórmula é expressa da seguinte maneira:
Onde:
I é a corrente elétrica em amperes (A),
V é a tensão em volts (V),
R é a resistência em ohms (Ω).
Fórmula da potência
A fórmula da potência elétrica é dada por:
P = V I
Onde:
P é a potência em watts (W),
V é a tensão em volts (V),
I é a corrente elétrica em amperes (A).
Essa fórmula é conhecida como a Lei de Joule e indica que a potência é o produto da tensão pela corrente em um circuito elétrico. Essencialmente, ela representa a taxa na qual a energia elétrica está sendo transferida ou convertida no circuito.
Sentidos da corrente elétrica
O sentido da corrente elétrica é uma convenção adotada historicamente e pode causar alguma confusão. Na verdade, os elétrons, que são as partículas carregadas negativamente em um condutor, movem-se do polo negativo para o polo positivo da fonte de tensão. No entanto, a convenção de corrente elétrica é definida como o movimento de cargas positivas, conhecidas como "lacunas", que se movem no sentido oposto ao dos elétrons.
Então, quando se fala em corrente elétrica, muitas vezes é referente ao movimento convencional de cargas positivas, mesmo que na realidade sejam os elétrons que estão se movendo. Isso remonta aos primeiros estudos sobre eletricidade, quando ainda não se tinha um entendimento claro sobre a natureza dos portadores de carga.
Em resumo, na convenção adotada, a corrente elétrica flui do polo positivo para o polo negativo, embora na realidade, em um condutor metálico com elétrons como portadores de carga, os elétrons se movam do polo negativo para o polo positivo. Essa convenção é importante para manter a consistência na descrição e análise de circuitos elétricos.
Sentido convencional
O sentido convencional da corrente elétrica é uma convenção adotada na física e engenharia elétrica para padronizar a descrição do fluxo de corrente em um circuito. De acordo com essa convenção:
- A corrente elétrica convencional flui do polo positivo para o polo negativo em um circuito.
- Os portadores de carga são considerados como cargas positivas, movendo-se no sentido da corrente convencional.
Esta convenção foi estabelecida muito antes de se entender completamente a natureza dos portadores de carga nos condutores elétricos. Quando a eletricidade estava sendo estudada inicialmente, acreditava-se que as cargas positivas se moviam, uma ideia que posteriormente foi revisada com a descoberta de que são os elétrons (cargas negativas) que realmente se deslocam.
Por razões históricas, a convenção de corrente convencional foi mantida para garantir consistência e facilitar a comunicação entre os profissionais que trabalham com eletricidade. Portanto, ao analisar circuitos elétricos, você normalmente encontra descrições e equações que seguem a convenção de corrente convencional, mesmo que, na realidade, os elétrons estejam se movendo no sentido oposto.
Sentido real
O sentido real da corrente elétrica é o movimento de cargas negativas, ou seja, elétrons, ao longo de um condutor. Na realidade, os elétrons são os portadores de carga que se deslocam em um circuito elétrico. Quando uma diferença de potencial (tensão) é aplicada a um condutor, os elétrons se movem da região de menor potencial elétrico (pólo negativo) para a região de maior potencial elétrico (pólo positivo).
Portanto, o sentido real da corrente elétrica é oposto à convenção adotada para a corrente convencional. Enquanto a corrente convencional assume o movimento de cargas positivas (lacunas) do polo positivo para o negativo, na realidade, os elétrons se movem do polo negativo para o positivo.
O que é corrente elétrica contínua e alternada?
A corrente elétrica contínua e a alternada são responsáveis por transmitir energia elétrica. Isso ocorre quando os elétrons deslocam-se do lado negativo, onde há excesso de partículas elétricas, para o lado mais positivo, no qual a quantidade de elétrons é menor.
Na corrente contínua, todos os elétrons seguem um fluxo direcional único, estabilizando a carga. Bons exemplos de sistemas de corrente contínua são as pilhas – em que a carga vai do positivo para o negativo, e vice-versa – e os painéis solares.
Enquanto isso, a corrente alternada caracteriza-se pela movimentação errática de seus elétrons, já que eles podem mudar de direção constantemente – até 60 vezes por segundo.
Uma das maiores vantagens da corrente elétrica alternada está em sua capacidade de ser transportada por longas distâncias. Por esse motivo, ela é muito utilizada em linhas de transmissão de usinas elétricas, passando por transformadores, até que chegue à residência das pessoas na tensão adequada.
Corrente contínua (CC)
A corrente contínua (também chamada de CC ou DC, do inglês) possui tensão e corrente unidirecionais, exercendo sua função por meio do fluxo de elétrons, portanto, seu circuito possui polaridade positiva e negativa, não comprometendo seu sentido de circulação.
Para identificá-la, basta observar se a corrente mudou de sentido, já que o tipo de onda e intensidade não interferem em sua polaridade (+ ou -). Sendo assim, a corrente contínua percorre o caminho no sentido positivo para o negativo de forma convencional, fornecendo corrente elétrica para baterias e pilhas, por exemplo.
É comum que a corrente alternada seja transformada em contínua, afinal, é assim que ela chega diretamente das linhas de distribuição de rede elétrica. Nesse caso, uma corrente corrente alternada pode se tornar uma corrente contínua com o auxílio de transistores, fontes e diodos.
Uma corrente contínua pode ser aplicada em circuitos de baixa tensão, assim como os eletroeletrônicos. Baterias e pilhas também são conhecidas por utilizar a corrente contínua. Além disso, ela também é popular na geração de energia solar fotovoltaica.
Corrente alternada (CA)
A corrente alternada (CA ou AC – do inglês alternating current) é uma corrente elétrica caracterizada por sua intensidade e direção que variam periodicamente – ao contrário da corrente contínua –, sendo capaz de ser transportada por longas distâncias, portanto, sendo a mais utilizada em grandes potências.
A corrente alternada é utilizada para transmissões de energia elétrica a longas distâncias por conta da facilidade de alteração de sua tensão por meio de transformadores, além de ter perdas muito menores em relação à corrente contínua, sendo uma forma de transmissão de energia mais eficiente e o tipo de corrente elétrica que chega às residências.
Se você deseja reconhecer a corrente como alternada, é possível observar por meio dos elétrons que se movimentam, alterando seu sentido em até 120 vezes por segundo. Essa variante, portanto, é ideal para que exista uma linha de transmissão de fluxo alternado nos transformadores, permitindo que a eletricidade percorra uma distância maior a partir de sua variação.
Correntes alternadas podem ser encontradas em linhas de transmissão, circuitos de alta tensão, geradores e inversores de corrente, além de serem usadas no transporte de energia elétrica desde as usinas de produção até os centros de distribuição e, então, até a sua residência.
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O que significa corrente elétrica DC e AC?
As siglas DC e AC são provenientes das siglas da língua inglesa para direct current e alternating current, que correspondem a corrente contínua (DC) e corrente alternada (AC), respectivamente. A principal diferença entre as correntes DC e AC é a direção em que os elétrons se movimentam.
Qual é a diferença entre corrente elétrica contínua e alternada?
A diferença básica entre a corrente elétrica contínua e a alternada é que, enquanto na corrente contínua (CC) os elétrons movem-se em um único sentido, a corrente alternada (CA) possui elétrons que variam sua direção constantemente.
As principais diferenças entre a corrente elétrica contínua e a alternada são:
- A distância em que a corrente é transmitida;
- As perdas de energia;
- O sentido da corrente elétrica.
No dia a dia, essa diferença pode ser observada no modo como a energia é transmitida para lugares distantes. Como mencionamos, a corrente utilizada para gerar energia em nossa residência é a alternada, por esta ser capaz de transmitir energia para longas distâncias, tendo, assim, menos perdas de energia, visto que ela não reduz sua força no meio do caminho percorrido até a chegada à tomada.
Como a corrente elétrica alternada funciona?
O funcionamento da corrente alternada ocorre por meio da condução de elétrons que oscilam em volta de um ponto fixo, a uma frequência de 60 Hz. Isso quer dizer que os elétrons fazem um movimento de vai e vem por 60 vezes durante um segundo.
Em termos de distribuição de eletricidade, a corrente alternada é mais prática, visto que é consideravelmente mais fácil alterar a tensão elétrica na corrente alternada do que na corrente direta.
Como a corrente elétrica alternada é produzida?
A geração da corrente alternada ocorre em geradores AC, que são encontrados em quase todos os tipos de usinas de eletricidade. Esses geradores promovem a rotação de uma espira condutora por meio do uso de alguma fonte cinética externa, como a movimentação do vento ou da água.
Presente entre grandes magnetos, a espira começa a sofrer a ação de uma força eletromotriz induzida. Essa força é uma tensão elétrica variável, que tem o seu sentido invertido de acordo com a
rotação da espira, provocando a circulação da corrente alternada.
Quais são os aparelhos que funcionam com corrente elétrica alternada?
Entre os principais aparelhos que funcionam com corrente elétrica alternada, estão:
- ventilador;
- liquidificador;
- aspirador de pó;
- compressor;
- processador de alimentos.
Como funcionam as correntes elétricas contínua e alternada na energia solar fotovoltaica?
Na energia solar fotovoltaica, a corrente elétrica CC e a CA funcionam por meio do inversor solar. A corrente contínua é gerada pelos painéis solares, sendo convertida pelo inversor solar em corrente alternada, com a função de alimentar os aparelhos elétricos utilizados em sua rotina.
Enquanto dentro dos painéis há geração de corrente contínua (CC), nas tomadas são produzidas correntes alternadas (CA), de acordo com o padrão de energia elétrica para as residências. Portanto, o inversor solar é fundamental para a transformação de corrente contínua em alternada, garantindo a segurança do sistema fotovoltaico e medindo a energia produzida pelos painéis solares.
Para suprir a demanda energética de um imóvel, os kits fotovoltaicos são fundamentais, já que, enquanto há geração de corrente contínua (CC) dentro dos painéis, nas tomadas são produzidas correntes alternadas (CA), de acordo com o padrão de energia elétrica para as residências, por meio do inversor fotovoltaico.
Além disso, existem outros componentes que contribuem para a geração de energia limpa e renovável em um sistema fotovoltaico, como o módulo fotovoltaico e o medidor bidirecional.
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