A força oculta: resistência em circuitos de corrente alternada

Em uma corrente alternada, a tensão muda a polaridade de tensão positiva para tensão negativa e vice-versa ao longo do tempo, e a corrente oscila para frente e para trás de acordo. A forma serial de uma fonte de alimentação CA segue o formato científico de uma “onda senoidal”, geralmente chamada de forma de onda senoidal. Uma tensão senoidal é, portanto, descrita como V

Usando resistores puros em circuitos CA com valores minúsculos de capacitância ou indutância, os mesmos princípios da lei de Ohm e as mesmas regras de circuito para aplicações de potência, tensão e corrente que os circuitos CC de resistência, a única diferença agora é o uso do instantâneo ” valores de pico” Pico” ou “RMS”.

Código de cores do resistor e cálculo de resistência

Ao operar com tensão e corrente CA, é prática comum usar apenas o valor RMS para evitar confusão. Além disso, o símbolo de representação usado para representar uma fonte de alimentação CA é o de uma “linha ondulada” como representação crítica de bateria para energia CC, mostrado abaixo.

Os resistores são dispositivos “passivos” que não geram nem consomem energia elétrica, mas sim a convertem em calor. Em um circuito CC, a relação linear entre tensão e corrente em um resistor é chamada de resistência. Em um circuito CA, entretanto, essa relação tensão/corrente depende da frequência e do ângulo de fase (φ) da fonte. Portanto, quando um resistor é usado em um circuito CA, o termo impedância, símbolo Z, é normalmente usado e dizemos que impedância CA = resistência CC, R = Z.

É importante observar que quando um resistor é utilizado em circuitos CA, ao contrário de capacitores e indutores, ele pode ter sempre o mesmo valor de resistência independente da frequência de disponibilidade desde CC até frequências muito altas.

Com resistência em circuitos CA, o movimento da corrente que flui através deles não tem efeito sobre o comportamento da resistência e pode, portanto, aumentar e diminuir à medida que a tensão aumenta e diminui. A tensão e a corrente atingem o valor máximo, caem de zero e tocam o mínimo ao mesmo tempo. Isso significa que eles sobem e descem ao mesmo tempo e são iguais, ou seja, “em fase”, conforme mostrado abaixo.

Podemos ver que em qualquer ponto do eixo horizontal, a tensão e a corrente instantâneas estão em fase; portanto a tensão atinge a maior parte de seus valores ao mesmo tempo; isto é, sua fase θ é 0^Ó. Em seguida, esses valores instantâneos de tensão e corrente são comparados para determinar o valor da resistência de acordo com a lei de Ohm. Vamos considerar o seguinte circuito que consiste em uma fonte de alimentação CA e um resistor.

A tensão rápida (instantânea) através do resistor VR_, corresponde à tensão de alimentação V_T, e é declarado da seguinte forma:

VR = V_Máx. Pecado ωt

A corrente instantânea que flui nos resistores é, portanto:

EU_R =V_R/R

EU_R = (v_Máx. Senωt)/R

_RI = eu_Máx. Pecado ωt

Por exemplo, a tensão através de um resistor é dada como VR = IR, e a tensão rápida através do resistor acima pode ser dada como:

v_R=Eu_Máx. Pecado ωt

Em um circuito CA em série estritamente resistivo, a tensão total que cai no resistor é deslocada para encontrar a tensão total do circuito em vez de todas as tensões que estão em fase umas com as outras. Em um circuito CA paralelo estritamente resistivo, todas as correntes dos ramos individuais são deslocadas para encontrar a corrente total do circuito porque todas as correntes dos ramos estão em fase umas com as outras.

Carga e corrente elétrica

Como a fase φ entre a tensão e, portanto, a corrente é zero para a resistência em um circuito de corrente alternada, o fator FP do circuito é assumido como cos0.^Ó=1. A potência dentro do curso em qualquer momento é determinada pelo produto da tensão e da corrente naquele momento.

A potência consumida pelo circuito (P) é dada como segue: P=V_{Valor eficaz}ΙcosΦ em watts. No entanto, como cosΦ=1 num circuito estritamente resistivo, a energia consumida é simplesmente dada como P=V_{Valor eficaz}Eu semelhante à lei de Ohm.

Isso fornece a forma de onda de “potência” como uma série de pulsos positivos na parte inferior. A potência resultante é positiva quando a tensão e a corrente estão na metade positiva dos ciclos. Se a tensão e a corrente forem negativas, a multiplicação dos dois valores negativos resulta em um pulso de potência positivo.

Papel e efeitos da resistência em circuitos de corrente alternada

A resistência em um circuito CA leva à impedância, que combina resistência e reatância. Resiste ao fluxo de corrente, converte energia elétrica em calor e afeta o desempenho geral do circuito. Ao estudar os princípios dos circuitos CA, incluindo a lei de Ohm e a representação fasorial, podemos entender melhor como a resistência afeta o comportamento dos sistemas CA.

Além disso, este artigo examina os efeitos da resistência em vários parâmetros do circuito CA. Ele examina a relação entre resistência e perda de potência, formas de onda de tensão e corrente e o conceito de fator de potência. A compreensão desses efeitos permite que engenheiros e projetistas otimizem o desempenho do circuito, minimizem as perdas de energia e garantam uma transmissão eficiente de energia.

Ao desmistificar a resistência em circuitos CA, este artigo dá aos leitores o conhecimento para navegar pelas complexidades dos sistemas elétricos. Seja analisando redes de distribuição de energia, projetando dispositivos elétricos ou solucionando problemas de circuitos, é essencial ter uma compreensão clara da resistência em circuitos CA. Junte-se a nós enquanto mergulhamos no fascinante mundo da resistência e revelamos seu papel e efeitos nos circuitos CA.