Corrente direta - Direct current

Corrente contínua (DC) (linha vermelha). O eixo vertical mostra a corrente ou tensão e o eixo 't' horizontal mede o tempo e mostra o valor zero.

A corrente contínua ( DC ) é um fluxo unidirecional de carga elétrica . Uma célula eletroquímica é um excelente exemplo de energia DC. A corrente contínua pode fluir através de um condutor , como um fio, mas também pode fluir através de semicondutores , isoladores ou mesmo através de um vácuo, como em feixes de elétrons ou íons . A corrente elétrica flui em uma direção constante, diferenciando-se da corrente alternada (CA). Um termo usado anteriormente para este tipo de corrente era corrente galvânica .

As abreviações AC e DC são freqüentemente usadas para significar simplesmente alternado e direto , como quando elas modificam a corrente ou a voltagem .

A corrente contínua pode ser convertida de uma fonte de corrente alternada pelo uso de um retificador , que contém elementos eletrônicos (geralmente) ou elementos eletromecânicos (historicamente) que permitem que a corrente flua apenas em uma direção. A corrente contínua pode ser convertida em corrente alternada por meio de um inversor .

A corrente contínua tem muitos usos, desde o carregamento de baterias até grandes fontes de alimentação para sistemas eletrônicos, motores e muito mais. Grandes quantidades de energia elétrica fornecidas por meio de corrente contínua são usadas na fundição de alumínio e outros processos eletroquímicos . Também é usado para algumas ferrovias , especialmente em áreas urbanas . A corrente contínua de alta tensão é usada para transmitir grandes quantidades de energia de locais de geração remotos ou para interconectar redes de energia de corrente alternada.

História

Usina central de energia da Brush Electric Company com dínamos que geram corrente contínua para alimentar lâmpadas de arco para iluminação pública em Nova York. Iniciando a operação em dezembro de 1880 em 133 West Twenty-Fifth Street, as altas tensões em que operava permitiam que alimentasse um circuito de 2 milhas (3,2 km) de extensão.

A corrente contínua foi produzida em 1800 pela bateria do físico italiano Alessandro Volta , sua pilha voltaica . A natureza de como a corrente fluía ainda não foi compreendida. O físico francês André-Marie Ampère conjeturou que a corrente viajou em uma direção do positivo para o negativo. Quando o fabricante francês de instrumentos Hippolyte Pixii construiu o primeiro gerador elétrico dínamo em 1832, ele descobriu que, à medida que o ímã usado passava pelas voltas do fio a cada meia volta, fazia com que o fluxo de eletricidade se invertesse, gerando uma corrente alternada . Por sugestão de Ampère, Pixii mais tarde adicionou um comutador , um tipo de "chave" onde os contatos no eixo funcionam com contatos de "escova" para produzir corrente contínua.

O final da década de 1870 e o início da década de 1880 viram a eletricidade começar a ser gerada em usinas de energia . Estes foram inicialmente configurados para alimentar a iluminação de arco (um tipo popular de iluminação de rua) funcionando em tensão muito alta (geralmente superior a 3.000 volts), corrente contínua ou corrente alternada. Isso foi seguido pelo uso amplamente difundido de corrente contínua de baixa tensão para iluminação elétrica interna em empresas e residências, depois que o inventor Thomas Edison lançou sua " utilidade " elétrica baseada em lâmpadas incandescentes em 1882. Por causa das vantagens significativas da corrente alternada sobre a corrente contínua no uso transformadores para aumentar e diminuir tensões para permitir distâncias de transmissão muito maiores, a corrente contínua foi substituída nas décadas seguintes por corrente alternada na entrega de energia. Em meados da década de 1950, a transmissão de corrente contínua de alta tensão foi desenvolvida e agora é uma opção em vez dos sistemas de corrente alternada de alta tensão de longa distância. Para cabos submarinos de longa distância (por exemplo, entre países, como NorNed ), esta opção DC é a única opção tecnicamente viável. Para aplicações que requerem corrente contínua, como sistemas de energia do terceiro trilho , a corrente alternada é distribuída para uma subestação, que utiliza um retificador para converter a energia em corrente contínua.

Várias definições

Tipos de corrente contínua

O termo DC é usado para se referir a sistemas de energia que usam apenas uma polaridade de tensão ou corrente e para se referir ao valor médio local constante, de frequência zero ou de variação lenta de uma tensão ou corrente. Por exemplo, a tensão em uma fonte de tensão CC é constante, assim como a corrente em uma fonte de corrente CC . A solução DC de um circuito elétrico é a solução onde todas as tensões e correntes são constantes. Pode ser mostrado que qualquer tensão estacionária ou forma de onda de corrente pode ser decomposta em uma soma de um componente DC e um componente variável no tempo de média zero; o componente DC é definido como sendo o valor esperado, ou o valor médio da tensão ou corrente ao longo do tempo.

Embora DC signifique "corrente contínua", DC geralmente se refere a "polaridade constante". Sob esta definição, as tensões DC podem variar no tempo, como visto na saída bruta de um retificador ou o sinal de voz flutuante em uma linha telefônica.

Algumas formas de CC (como a produzida por um regulador de tensão ) quase não têm variações na tensão , mas ainda podem ter variações na potência e na corrente de saída .

Circuitos

Um circuito de corrente contínua é um circuito elétrico que consiste em qualquer combinação de fontes de tensão constante , fontes de corrente constante e resistores . Neste caso, as tensões e correntes do circuito são independentes do tempo. Uma tensão ou corrente de circuito particular não depende do valor passado de qualquer tensão ou corrente de circuito. Isso implica que o sistema de equações que representa um circuito CC não envolve integrais ou derivadas com respeito ao tempo.

Se um capacitor ou indutor for adicionado a um circuito CC, o circuito resultante não é, estritamente falando, um circuito CC. No entanto, a maioria desses circuitos tem uma solução DC. Esta solução fornece as tensões e correntes do circuito quando o circuito está em estado estacionário CC . Esse circuito é representado por um sistema de equações diferenciais . A solução para essas equações geralmente contém uma parte variável ou transitória no tempo, bem como uma parte constante ou em estado estacionário. É essa parte de estado estacionário que é a solução DC. Existem alguns circuitos que não possuem uma solução DC. Dois exemplos simples são uma fonte de corrente constante conectada a um capacitor e uma fonte de tensão constante conectada a um indutor.

Em eletrônica, é comum referir-se a um circuito que é alimentado por uma fonte de tensão CC, como uma bateria, ou a saída de uma fonte de alimentação CC como um circuito CC, embora o que se queira dizer é que o circuito é alimentado por CC.

Formulários

Edifícios domésticos e comerciais

Este símbolo, que pode ser representado pelo caractere Unicode U + 2393 (⎓), é encontrado em muitos dispositivos eletrônicos que requerem ou produzem corrente contínua.

A CC é comumente encontrada em muitas aplicações de extra-baixa tensão e em algumas aplicações de baixa tensão , especialmente quando são alimentadas por baterias ou sistemas de energia solar (já que ambos podem produzir apenas CC).

A maioria dos circuitos eletrônicos requer uma fonte de alimentação CC .

As instalações domésticas de CC geralmente têm diferentes tipos de tomadas , conectores , interruptores e acessórios daqueles adequados para corrente alternada. Isso se deve principalmente às tensões mais baixas usadas, resultando em correntes mais altas para produzir a mesma quantidade de energia .

Normalmente, é importante observar a polaridade com um aparelho CC, a menos que o dispositivo tenha uma ponte de diodo para corrigir isso.

EMerge Alliance é a associação aberta da indústria que desenvolve padrões de distribuição de energia DC em casas híbridas e edifícios comerciais .

Automotivo

A maioria das aplicações automotivas usa DC. Uma bateria automotiva fornece energia para a partida do motor, iluminação e sistema de ignição. O alternador é um dispositivo CA que usa um retificador para produzir CC para carregar a bateria. A maioria dos veículos rodoviários de passageiros usa sistemas nominalmente de 12  V. Muitos caminhões pesados, equipamentos agrícolas ou equipamentos de movimentação de terra com motores a diesel usam sistemas de 24 volts. Em alguns veículos mais antigos, 6 V foi usado, como no clássico original Volkswagen Beetle . Em um ponto, um sistema elétrico de 42 V foi considerado para automóveis, mas teve pouca utilidade. Para economizar peso e fios, muitas vezes a estrutura de metal do veículo é conectada a um pólo da bateria e usada como condutor de retorno em um circuito. Freqüentemente, o pólo negativo é a conexão de "aterramento" do chassi, mas o aterramento positivo pode ser usado em alguns veículos com rodas ou marítimos.

Telecomunicação

O equipamento de comunicação da central telefônica usa uma fonte de alimentação DC de −48 V padrão. A polaridade negativa é obtida aterrando o terminal positivo do sistema de fonte de alimentação e o banco de baterias . Isso é feito para evitar depósitos de eletrólise . As instalações telefônicas têm um sistema de bateria para garantir que a energia seja mantida para as linhas do assinante durante as interrupções de energia.

Outros dispositivos podem ser alimentados a partir do sistema DC de telecomunicações usando um conversor DC-DC para fornecer qualquer voltagem conveniente.

Muitos telefones se conectam a um par de fios trançados e usam uma polarização em T para separar internamente o componente CA da tensão entre os dois fios (o sinal de áudio) do componente CC da tensão entre os dois fios (usado para alimentar o telefone )

Transmissão de energia de alta tensão

Os sistemas de transmissão de energia elétrica de corrente contínua de alta tensão (HVDC) usam CC para a transmissão em massa de energia elétrica, em contraste com os sistemas de corrente alternada mais comuns. Para transmissão de longa distância, os sistemas HVDC podem ser mais baratos e sofrer perdas elétricas menores.

De outros

Aplicações que usam células de combustível (mistura de hidrogênio e oxigênio junto com um catalisador para produzir eletricidade e água como subprodutos) também produzem apenas CC.

Os sistemas elétricos de aeronaves leves são normalmente de 12 V ou 24 V DC semelhantes aos automóveis.

Veja também

Referências

links externos