Problemas para entender a corrente alternada (CA)

Como a corrente alternada chega a algum lugar se ela viaja "de um lado para o outro" no fio ?. Entendo que a Corrente Direta é um fluxo de elétrons através de um fio, mas sempre me confundi com o funcionamento da Corrente Alternada. Espero que esteja perdendo algo simples, mas alguém poderia me indicar um recurso que faça um bom trabalho de explicar a CA, ou talvez ofereça uma explicação? Obrigado!

O transporte de energia atual ou qualquer outra coisa não precisa "chegar a lugar nenhum" a longo prazo para fornecer energia. Pense em como os pistões funcionam em um motor a gasolina. Eles só vão e voltam e não "vão a lugar algum", mas ainda fornecem energia a outros lugares (o eixo da manivela).

Corrente alternada é um pouco como os pistões. Você ainda pode extrair um trabalho útil dele.

Outra maneira de observar a corrente alternada é a corrente direta instantânea que muda com o tempo. Digamos que a corrente se segue a uma função senoidal com uma amplitude de pico de 1,41 A. Em qualquer ponto do ciclo, há uma quantidade instantânea de corrente fluindo, que varia de -1,41 A a +1,41 A. Às vezes a corrente é 0 e você não pode obter nenhum trabalho disso. Outras vezes, é diferente de zero e você pode. Se você dividir o ciclo em lotes e lotes de instantâneos instantâneos, poderá encontrar o nível médio equivalente de corrente constante do qual extrair o mesmo trabalho. Esse é o valor RMS (Root Mean Square), que neste caso é 1 A. A qualquer momento, você pode ficar um pouco mais ou um pouco menos, mas com a média de um ciclo, essa corrente CA será equivalente a 1 A DC para o objetivo de extrair trabalho. Essa média dos instantâneos instantâneos é realmente a integral. Você pode anotá-lo e ver o resultado. Lembre-se de que o trabalho que uma corrente pode fazer é proporcional ao quadrado dessa corrente, e é por isso que as partes negativas não cancelam as partes positivas.

E agora, seu momento de zen.

coloca o chapéu do Zen

Pense nas ondas na praia. Eles entram, saem. Eles entram, saem. Agora, se você é um humano com os pés na areia, é relativamente fácil fingir que nada está se movendo. Se você é um caranguejo eremita ou um mexilhão de zebra, no entanto ...

Agora, vamos examinar o movimento das ondas por alguns segundos. Quando atingem os extremos do movimento (ou seja, totalmente dentro ou fora), eles parecem estar perfeitamente imóveis . Hummm, interessante ...

Agora você pode se perguntar: como pode um movimento suave, rítmico e periódico "fazer qualquer coisa"? Bem, considere o fato de que cada grão de areia naquela praia costumava fazer parte de uma montanha.

Bem, pelo menos uma pedra.

Física - fazendo-nos sentir insignificantes desde 650 aC.

remove chapéu Zen

Para responder sua pergunta mais especificamente, a corrente alternada consiste em uma onda que entra e sai muito mais rápido que a da praia - em geral pelo menos 60 vezes mais rápida.

Em vez de pensar na eletricidade viajando do ponto A ao ponto B, pense nela como resultado de reações entre elétrons. Uma boa representação visual é o berço de Newton .

A localização dos rolamentos não muda, mas o momento (energia) ainda é transferido.

Eu vejo essa pergunta o tempo todo e gostaria de oferecer essa entrada. Todo mundo parece entender DC, então, por um momento, vamos considerar um circuito de bateria com um terminal positivo e um negativo. O terminal positivo tem uma tensão positiva e o terminal negativo é geralmente considerado o "terra" e uma conexão positiva para negativa completa o circuito.

Qual é a tensão no terminal positivo? 5VDC? 9VDC? 12VDC? Não precisa ser consertado. A "tensão" no terminal positivo pode ser fixa, mas também pode ser variável.

Em uma fonte de tensão CA, toda a tensão aparece no fio HOT, na forma de uma onda senoidal. É variável de 0V a + Vpico de volta a 0V e negativo para -Vpeak e de volta a 0V. O outro fio necessário para completar o circuito é o NEUTRO e seu objetivo é fornecer um caminho de retorno. Não é um "terra", não há "terra" em uma fonte CA. Toda a tensão em uma fonte CA é proveniente do fio HOT, razão pela qual é chamada de HOT. Em uma fonte CA, o sinal de tensão no fio HOT alterna de 0V a + vPico de volta a 0V, depois fica negativo para -vPeak e depois de 0V.

As pessoas têm dificuldade em entender a ideia de que o HOT pode ficar negativo, porque tentam compará-lo com os princípios das tensões CC que usam o retorno (terminal negativo) como TERRA. Uma fonte CA não tem "terra". O fio HOT carrega uma onda senoidal que muda constantemente de 0V para + vPico de volta para 0V, em seguida, negativo para -vPico e de volta para 0V - geralmente alternando cerca de 60 vezes por segundo nos EUA, ou 60 hZ

O terceiro fio que você vê em um plugue CA, chamado terra, não é como o terra em um circuito CC. Em um circuito CA, esse "terra" é um fio adicional que geralmente é conectado internamente ao dispositivo na outra extremidade e fornece um caminho de segurança para que os consumidores não sejam eletrocutados no caso de algo dentro do dispositivo entrar em contato com o fio QUENTE. Ao contrário da CC, em um circuito CA, o fio GROUND não é necessário e não tem nada a ver com o fluxo de corrente CA no dispositivo.

Em um circuito CA, o fio NEUTRO é o retorno da tensão alternada que flui do fio HOT. Se conectarmos um transformador de derivação central entre os fios CA QUENTE e NEUTRO, a torneira central se tornará um "PONTO DE REFERÊNCIA DE TENSÃO" que nos permite ver a + tensão da onda senoidal na qual o lado QUENTE entra no transformador e o - Tensão da onda senoidal onde o fio NEUTRO entra no transformador. A tensão não está alternando entre NEUTRO e QUENTE, o fio QUENTE está carregando uma onda senoidal de 0V a + vPico, em seguida, volta a 0 até -vPico e, em seguida, volta a 0. Mais uma vez, o fio NEUTRO está lá para concluir o circuito - Não possui voltagens de fonte. Toda a tensão em um circuito CA vem do fio HOT.

É por isso que, em um circuito CA, os fios são rotulados como QUENTE e NEUTRO e são necessários para concluir o circuito. O terceiro fio, GROUND, existe apenas para fins de segurança. A HOT está carregando uma ONDA SINÓNICA, NEUTRA é o retorno, e a GROUND está lá estritamente para fins de segurança.

Mais uma analogia.

A corrente contínua é como uma serra elétrica - os bits afiados viajam em uma direção fazendo trabalho (cortando madeira) e depois retornam ao seu local original. O movimento da corrente é constante.

A corrente alternada é como uma serra manual - os bits afiados viajam em uma direção, depois param brevemente, depois na direção oposta.

Essa analogia quebra com corrente alternada trifásica. A trifásica é boa porque não possui pontos zero (a corrente está sempre fluindo entre pelo menos dois fios) e torna possível projetar motores eficientes e confiáveis ​​sem a necessidade de componentes eletrônicos complexos.