PBS: Tesla-Master of Lightning: Understanding Electricity-AC and DC

ao longo dos séculos em que a eletricidade permaneceu um mistério natural e, mais tarde, uma novidade da moda, ela apareceu apenas na forma que denominaríamos hoje corrente contínua (DC), ou seja, com elétrons se movendo apenas em uma direção. As primeiras baterias pesadas (chamadas pilhas voltaicas) e curiosidades mecânicas que acumularam carga estática (como frascos de Leyden) fornecem elétrons que fluem em uma direção. Até mesmo os famosos experimentos de Benjamin Franklin utilizaram um suprimento de corrente contínua—relâmpago. Certamente não há nada inferior em uma corrente contínua, a menos que você esteja tentando resolver problemas práticos de engenharia preocupados em gerar energia e distribuí-la por grandes distâncias. Alguns visionários, Tesla principalmente entre eles, compreenderam que a nova ciência da eletricidade deve ser, literalmente, transformada e que os meios já existiam na teoria—bem como em alguns dispositivos sibilantes geralmente encontrados em laboratórios de física daquela época. A solução estava em correntes alternadas (AC).

O Que É Corrente Alternada?
uma fonte CA produz correntes que fluem em uma direção e depois na outra, percorrendo continuamente os valores de pico em qualquer direção, ou seja, primeiro positivo, depois negativo e assim por diante. As vantagens-que acabam sendo nada menos que revolucionárias-não são imediatamente óbvias; elas derivam principalmente dessa propriedade magnética das correntes, a indução.

correntes diretas não causam muita ação indutiva. Quando um interruptor é lançado e a corrente flui primeiro em um circuito CC, um campo magnético se acumula. O campo pode induzir uma corrente a fluir em qualquer fio próximo, mas apenas brevemente, apenas durante os poucos instantes que leva para a corrente se mover. Na verdade, Michael Faraday foi levado a suas descobertas na indução, percebendo primeiro as correntes momentâneas induzidas por uma fonte DC que ele havia ligado. Uma vez que o campo é construído, a indução pára; as linhas de força do campo são estacionárias e não carregam mais uma mudança de energia através do espaço e cortando os fios próximos.

com uma corrente alternada, o estado magnético das coisas nunca é estabelecido. Cada vez que a direção atual se inverte, a orientação do Pólo de seu campo magnético associado também deve. Todo o campo colapsa e reconstrói na direção magneticamente oposta. Se a corrente alterna continuamente, o campo nunca é estático. As correntes alternadas, em certo sentido, copiam suas mudanças de energia em circuitos próximos, disponibilizando energia lá. Embora tudo muito inteligente, pode parecer que este não é um truque premiado; por que não apenas conectar os dois circuitos com um pedaço de fio? Por que complicar as coisas com a indução?

transformando AC

não é apenas uma questão de obter energia para um circuito próximo; a indução pode ser feita para alterar a forma em que a energia é fornecida, pode ser transformada, no sentido elétrico. Manipular a maneira como os campos são concentrados-geralmente fazendo bobinas do condutor-mudará as propriedades das correntes e tensões que uma fonte (a primária) induz em outro conjunto próximo de bobinas (a secundária). Por exemplo, a potência presente no primário como uma grande corrente em baixa tensão pode ser transformada em baixa corrente em alta tensão no secundário.

AC vantagens

geralmente, os engenheiros preferem enviar energia sobre linhas longas em uma tensão muito alta, com corrente comparativamente mais baixa, mas entregá-la à maioria dos usuários em uma tensão mais segura e mais baixa. Transformadores tornam isso possível. A resistência em circuitos CA também funciona de maneira diferente, de modo que, com um bom design, as perdas nas linhas de energia são drasticamente menores do que nas linhas Cc. (As primeiras usinas de energia DC só podiam atender a uma área dentro de alguns quilômetros de raio.)

as mesmas idéias básicas de CA, uma transferência magnética e transformação de energia, também podem fazer motores altamente eficientes e confiáveis. Uma vantagem óbvia, embora existam muitos, é que a parte giratória, o rotor, não precisa ser conectada fisicamente a nenhum contato elétrico; campos em constante mudança no estator (parte estacionária) transmitem a energia. Nem os dispositivos CA são limitados a uma única fonte CA; vários podem ser fornecidos simultaneamente em um arranjo polifásico.

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