A corrente alternada (CA) é o tipo de corrente elétrica em que a direção do fluxo de elétrons se inverte periodicamente. Ela é diferente da corrente contínua (CC), que flui sempre no mesmo sentido.
É o tipo de corrente mais usada nas residências, indústrias e cidades, pois é mais fácil de ser transportada por longas distâncias usando transformadores.
#inserir imagem aqui# — Gráfico mostrando a diferença entre corrente contínua (reta constante) e corrente alternada (onda senoidal).
Expressões da corrente alternada
Tanto a tensão quanto a corrente elétrica em um circuito de CA variam com o tempo em forma de senoide:
$$
i(t) = I_{\text{máx}} \cdot \text{sen}(\omega t)
\qquad \text{e} \qquad
V(t) = V_{\text{máx}} \cdot \text{sen}(\omega t)
$$
Onde:
- i(t): corrente instantânea
- v(t): tensão instantânea
- \(I_{\text{máx}}\): corrente máxima
- \(V_{\text{máx}}\): tensão máxima
- \(\omega\): frequência angular (rad/s)
- t: tempo (s)
Frequência e período
A frequência representa quantas oscilações ocorrem por segundo:
$$
\omega = 2\pi f
\qquad \text{e} \qquad
T = \frac{1}{f}
$$
- f: frequência (Hz)
- T: período (s)
- \(\omega\): frequência angular (rad/s)
No Brasil, a frequência da rede elétrica é de 60 Hz, o que significa que a corrente muda de sentido 60 vezes por segundo.
Valores eficazes (ou RMS)
Os aparelhos elétricos não trabalham com os valores máximos de tensão e corrente, mas com os chamados valores eficazes. Para calcular:
$$
I_{\text{eficaz}} = \frac{I_{\text{máx}}}{\sqrt{2}}
\qquad \text{e} \qquad
V_{\text{eficaz}} = \frac{V_{\text{máx}}}{\sqrt{2}}
$$
Na rede elétrica brasileira, a tensão eficaz é 127 V ou 220 V. Isso significa que o valor máximo da tensão é maior do que isso:
$$
V_{\text{máx}} = V_{\text{eficaz}} \cdot \sqrt{2}
$$
#inserir imagem aqui# — Gráfico com uma onda senoidal indicando os valores máximos e eficazes de tensão e corrente.
Potência em CA
A potência média dissipada em um resistor por corrente alternada é:
$$
P = V_{\text{eficaz}} \cdot I_{\text{eficaz}}
$$
Isso mostra que o cálculo da potência em CA pode ser feito da mesma forma que em corrente contínua, mas usando os valores eficazes.
Resumo das fórmulas
| Grandeza | Fórmula |
|---|---|
| Corrente alternada | $$i(t) = I_{\text{máx}} \cdot \text{sen}(\omega t)$$ |
| Tensão alternada | $$V(t) = V_{\text{máx}} \cdot \text{sen}(\omega t)$$ |
| Frequência angular | $$\omega = 2\pi f$$ |
| Período | $$T = \frac{1}{f}$$ |
| Valor eficaz da corrente | $$I_{\text{eficaz}} = \frac{I_{\text{máx}}}{\sqrt{2}}$$ |
| Valor eficaz da tensão | $$V_{\text{eficaz}} = \frac{V_{\text{máx}}}{\sqrt{2}}$$ |
| Potência média | $$P = V_{\text{eficaz}} \cdot I_{\text{eficaz}}$$ |