Chama-se corrente alternada aquela que muda
de sentido. Por exemplo, nos metais a corrente é constituída
por elétrons que se deslocam. Então, num metal, a corrente alternada
é aquela em que os elétrons se deslocam, ora num sentido, ora
noutro, executando um movimento de vai-vem.
Vimos,
no capítulo
16, que os geradores de corrente alternada são formados pelos
quadros plano sem movimento de rotação uniforme num campo magnético
uniforme. Já vimos que, sendo
a indução magnética do campo, S a área do quadro,
a velocidade angular, a força eletromotriz induzida no
quadro no instante t é:
As
grandezas
,
, S são constantes. Então o valor máximo da força eletromotriz
é aquele em que o
é máximo, isto é,
:
O valor da força
eletromotriz num instante t pode ser escrito do seguinte modo:
A figura
324 é uma representação gráfica da força eletromotriz
em função do tempo. Vemos que no primeiro meio período
a f.e.m. é positiva, e no segundo meio período é negativa.
Fisicamente, isso significa que, quando ligamos aos polos
A e B do gerador o circuito externo, durante o primeiro
meio período o potencial de uma das extremidades do circuito
é maior que o da outra, por exemplo, o de A é maior que
o de B: a corrente passa de A para B (fig. 325).
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 Figura 324 |
Figura 325 |
E
no segundo meio período, o potencial de B é maior que
o de A: a corrente passa de B para A (figura ao lado).
No circuito externo os elétrons executam um movimento
de vai-vem. |
Os geradores não são formados de um só quadro, mas de muitos,
ligados em série, como indica a Figura abaixo. Neste caso,
cada quadro é chamado uma espira. Sendo n o número
de quadros ligados em série, a f.e.m. induzida no instante t
vale:
e a f.e.m. máxima:
Um alternador
é constituído por 50 quadros ligados em série, cada
um de 150 cm2, que giram com movimento de
rotação uniforme executando 1.500 rotações por minuto,
em um campo magnético uniforme de 10.000 gauss.
Pede-se:
a) a f.e.m. induzida máxima;
b) a lei de variação da f.e.m. em função do tempo;
c) um gráfico, em escala, da f.e.m. em função do
tempo, para um período.
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Figura 326 |
frequência:
A velocidade angular
do quadro é:
ou
a) F.E.M.
máxima:
b)
c) Se a frequência é 25 rotações/segundo, o período é
.
Figura 327
A velocidade angular
, é avaliada em radianos/segundo. O tempo t é avaliado
em segundos. Então, o ângulo
é avaliado em radianos, pois
. Se necessitarmos calcular o
que aparece nas fórmulas estudadas, precisamos transformá-lo
de radianos para graus.
