Um profundo conhecimento sobre corrente alternada está se tornando cada vez mais importante para os técnicos de manutenção de aeronaves, engenheiros de aeronaves, especialistas em eletrônica ou aviônicos, assim como, pilotos.
As aeronaves modernas utilizam corrente alternada para uma variedade de sistemas durante as operações aéreas e as operações terrestres.
A tendência no design de aeronaves tem sido a de aumentar o número de sistemas elétricos a bordo utilizando a corrente alternada (CA).
As aeronaves grandes da categoria de transporte empregam sistemas de energia CA, que fornecem normalmente mais de uma tensão.
Por exemplo, tanto 26 Vca como 115 Vca são comumente usados em aeronaves; e a aeronave Boeing 787 emprega geradores de corrente alternada, que produzem 235 Vca.
Os avanços da eletrônica moderna tornaram possível que mesmo uma aeronave monomotora leve, mantenha pequenos sistemas de energia CA.
A maioria dos sistemas elétricos encontrados em grandes aeronaves opera em corrente alternada, embora um sistema de corrente contínua (CC) seja também utilizado.
O sistema de emergência CC deve ser mantido, pois a tecnologia ainda tem que desenvolver uma bateria de armazenamento CA, e uma bateria pode ser a única fonte de alimentação em situações de emergência.
No futuro, no entanto, poderão ser encontradas aeronaves totalmente mantidas por sistemas de corrente alternada, incluindo energia armazenada para casos de emergência.
Algumas das unidades operadas pela corrente alternada em aeronaves são instrumentos, lâmpadas fluorescentes, equipamentos de rádio, motores elétricos, equipamentos de navegação e pilotos automáticos.
Esta lista não inclui todos os dispositivos que são, ou que podem ser operados por corrente alternada, nem pretende-se indicar que todos os tipos de dispositivos acima mencionados exigem corrente alternada.
A energia elétrica CC na categoria de aeronaves de transporte é utilizada para sistemas específicos, bem como para conexão de emergência.
Em muitos casos, um componente ou sistema pode operar em CC ainda internamente, mas receber CA a partir dos sistemas de distribuição de energia.
O componente, então, converte a energia CA em CC para uso interno.
Um bom conhecimento dos princípios da corrente alternada é essencial para a compreensão de diversos dispositivos elétricos.
Isto é especialmente verdade no que diz respeito a motores de elétricos de corrente alternada, alternadores e transformadores.
DEFINIÇÃO E CARACTERÍSTICAS
A corrente alternada é definida como a corrente que muda periodicamente de direção e muda continuamente a sua magnitude (lembre-se que a corrente é definida como o fluxo de elétrons).
A corrente começa em zero e alcança um máximo em uma direção, em seguida, cai para zero, e alcança o máximo na direção oposta, e retorna a zero.
De modo semelhante, a tensão atinge um máximo em uma direção, cai a zero, sobe para um máximo na direção oposta, e, em seguida, retorna a zero.
A tensão (pressão elétrica) na verdade não fluir; portanto, quando a tensão muda de direção, os valores positivos e negativos simplesmente invertem.
Ou seja, a polaridade da tensão do circuito inverte.
É difícil para alguns estudantes visualizar a natureza da corrente alternada, mas existem muitos dispositivos comuns que podem ser utilizados para ilustrar este princípio.
O primeiro, considere um dispositivo reversível (se movendo para trás e para frente), como uma serra de carpinteiro, uma biela em um motor a pistão ou o pêndulo em um relógio.
Cada um desses dispositivos realiza um trabalho útil com um movimento de vaivém.
Figura mostra uma analogia hidráulica de um circuito CA executando trabalho.
A bomba força o fluido através da tubulação e faz com que o êmbolo de trabalhe para frente e para trás.
O pistão está ligado a um eixo de manivela, que converte o movimento de vaivém, do pistão, em movimento de rotação do volante.
Os valores de corrente alternada são indicados por uma curva senoidal ou onda senoidal.
Na Figura, esta curva representa uma tensão ou o valor de uma corrente definida um determinado grau de rotação, através do ciclo alternado.
Um ciclo começa em 0° termina em 360°.
O valor da corrente alternada é zero no a 0°, máxima na direção em 90°, zero na direção de 180, máxima na direção oposta em 270°, e zero em 360°, como mostrado na curva senoidal.
Os valores de 360° e 0° ao longo do eixo horizontal, da onda senoidal são praticamente idênticos.
No ângulo de 360° (0°), um ciclo termina e outro começa.
Para fins práticos, os valores de corrente alternada podem ser considerados como tendo o formato de uma curva de seno.
Isto pode ser compreendido considerando a geração de corrente alternada por um gerador simples (ver Figura).
Uma única espira de fio é colocada de modo que possa ser rodada em um campo magnético.
À medida que a espira gira, os seus lados passam através das linhas de força, e uma força eletromagnética (fem) é induzida nos lados da espira.
Na posição 1, o condutor se move paralelamente às linhas de fluxo magnético à medida que a espira gira no sentido dos ponteiros do relógio.
A tensão aumenta à medida que a espira se move da posição 1 para posição 2.
Na posição 2 a tensão induzida chega a um valor máximo. Isto ocorre porque a espira está em movimento perpendicular às linhas de fluxo.
À medida que o condutor se move para além da posição 2, a tensão diminui.
A tensão mais uma vez chega a zero na posição 3.
Meia volta foi concluída na posição 3.
À medida que o condutor passa dessa posição, a tensão induzida inverte.
Esta inversão ocorre porque o lado B da espira condutora agora se move para baixo e do lado A se move para cima.
Originalmente, o lado A se movia para baixo e lado B se movia para cima; Assim, a tensão induzida inverte a polaridade, porque as linhas de fluxo estão cortando a espira no sentido oposto.
A tensão negativa aumenta até posição 4 e, em seguida, diminui à medida que a espira condutora viaja de volta à sua posição original.
Na posição 5 a espira fez um ciclo completo, e o processo repete-se.
Pode ser visto, na posição 5, que a espira rotativa produziu uma onda senoidal de valores de tensão.
Quando a corrente é levada a um circuito externo, por meio de escovas, ela viaja em uma direção, enquanto a espira se move de 0 a 180°, e na outra direção, enquanto a espira passa de 180 para 360°.
Quando está na horizontal e a espira está na posição 0 ou 180°, nenhuma tensão é induzida.
Quando a espira está na posição vertical, uma tensão máxima é induzida, pois neste momento os lados estão cortados pelo maior número de linhas de força.
Observa-se que o valor instantâneo da tensão induzida na espira à medida que ela gira no campo magnético é proporcional ao seno do ângulo através do qual a espira está girando a partir de 0°.
Portanto, utilizamos a curva de seno para representar os valores de 0° a 360°.
O valor tanto da tensão quanto da corrente pode ser representado da mesma forma.
Como ilustrado na Figura, a onda senoidal está acima do eixo horizontal quando a corrente passa em uma direção e abaixo do eixo horizontal quando a corrente passa em outra direção.
Muitas vezes, os valores acima da curva são considerados positivos e valores abaixo da curva, negativos.
A atribuição de positivo e negativo é completamente arbitrária; no entanto, ela representa uma alteração na direção do fluxo da corrente.
Este conceito de mudança de direção pode também ser aplicado para a tensão de um circuito CA.