O que é realmente AC?

O que é realmente corrente alternada (CA)? E corrente contínua (DC)? Eu tenho lido vários livros sobre análise básica de circuitos elétricos e eles são contraditórios.

1. Alguns livros dizem que a CA é igual ao estado estacionário sinusoidal. Ou seja, uma função seno ou cosseno (na verdade, eles são os mesmos apenas deslocados horizontalmente). Por exemplo, . De acordo com esses livros, DC é totalmente estacionário (estático), ou seja, a tensão e a corrente não dependem do tempo ( , onde ). As correntes têm a mesma forma das tensões em cada um desses casos.$v(t) = A \sin(\omega t + \phi)$$v(t) = k$$k = \mathrm{const.}$
2. De acordo com outros livros, AC é qualquer corrente que esteja mudando (alternando) seu sinal ao longo do tempo ( ). Com notação matemática: e para alguns e que . Pode ter qualquer forma, desde que esteja alternando o sinal dele.$t$$i(t_1) < 0$$i(t_2) > 0$$t_1$$t_2$$t_1 \neq t_2$

Estou inclinado a pensar que, na prática, ganha a primeira opção, mas talvez seja melhor a etimologia da segunda opção.

Algumas outras sugestões têm relação com isso:

1. AC é uma tensão que é a soma de um estado estacionário sinusoidal e uma tensão constante? Por exemplo, .$v(t) = A \sin(\omega t + \phi) + k$
2. AC é uma onda em forma de shawtooth?

AC não tem um significado preciso, seu significado pode depender do contexto. Provavelmente é melhor identificar várias formas de onda e perguntar se elas podem ser chamadas de CA.

Uma forma de onda senoidal com média zero certamente contaria como CA.

Um quadrado, triângulo ou qualquer outra forma de onda com média zero também conta como CA.

Se qualquer uma dessas formas de onda tivesse uma média pequena diferente de zero, elas poderiam ser descritas como CA com um pequeno componente DC.

Geralmente com AC, a parte 'alternada' da descrição sugere (mas é tão fraca quanto sugere) que a forma de onda inverta a polaridade de tempos em tempos. Se uma das formas de onda acima tivesse uma média DC alta, de modo que não revertesse, poderia ser descrita como DC flutuante, ou DC com ondulação (como Michael K aponta), ou poderia ser chamada de AC no topo da DC ou CA com um componente DC grande. Tudo estaria correto, ou pelo menos, nenhum deles está errado.

Em todos os casos, se realmente importa qual é a forma de onda, descreva a tensão da forma de onda em função do tempo, não se preocupe com o modo como as pessoas tentam nomeá-la. Se estiver em um exame ou em uma aula, memorize o que o seu tutor espera ver (estará em suas anotações) e reproduza-o apenas para as notas.

Essa é realmente uma pergunta mais complexa do que você imagina.

No valor nominal, pensamos nos volts sinusoidais que saem da parede como CA e nos volts que saem de uma bateria como CC, mas, na realidade, esses são apenas dois exemplos quase puros e comumente disponíveis.

Como o @ThePhoton menciona, na realidade todas as tensões podem ser expressas como tendo dois componentes. Uma parte CC e alguma função de tempo CA. A função de tempo pode ser qualquer coisa. Um seno simples, um triângulo, onda de pulso, qualquer coisa que você quiser com uma amplitude média de zero.

Obviamente, a tomada de parede tem, ou deveria ter, uma parte CC nula e a bateria deve ter uma função CA nula. No entanto, na realidade, quase todos os sinais têm uma extensão ou outra.

Na prática, se chamamos um sinal de CA ou CC depende, em grande parte, de quais informações o sinal está carregando e como pretendemos usá-lo.

Exemplo 1: Considere a saída de um retificador de ponte.

Obviamente, a entrada aqui é AC, mas como chamamos a saída.

Se vamos usá-lo para a função regular para gerar uma fonte de energia CC, chamamos de CC, apesar de ser realmente uma função CA com um componente CC.

Se, no entanto, pretendíamos alimentar essa onda retificada completa em um amplificador como sinal, poderíamos chamá-lo de sinal CA.

Exemplo 2: considere um amplificador simples com polarização DC

Novamente, a entrada é obviamente CA clássica, mas, para funcionar corretamente, um componente de tensão CC é adicionado e a saída termina com um componente CC de Q. No entanto, ainda assim chamaríamos a saída de sinal CA, apesar do viés.

De fato, isso ainda é válido mesmo se o sinal de entrada for removido. No escopo, a saída pode parecer uma tensão CC, mas nós a referiríamos como um sinal CA de amplitude zero (polarizada).

Exemplo 3: É CA ou CC?

Você pode chamar essa forma de onda de tensão CC com uma ondulação ou pode chamar de tensão CA com um grande deslocamento CC.

Qualquer um pode estar correto. Qual é o mais correto depende inteiramente de como o sinal está sendo usado. Em algumas aplicações, ambas podem ser verdadeiras.

Em conclusão:

Além dos exemplos mais simples de tensão da linha e da bateria, os termos CA e CC são relativos e específicos da aplicação. O termo que você usa ou ouve deve invocar um certo significado utilitário superior.

Existem duas definições diferentes de CA e CC que não concordam inteiramente uma com a outra.

1. Um sinal é DC se sempre tiver o mesmo sinal, sempre positivo ou sempre negativo. Um sinal é AC se for ora negativo e ora positivo.

2. Um sinal é DC se não varia no tempo e AC se varia no tempo e tem um valor médio de 0. (Nb: isso significa que nem todo sinal pode ser classificado como puramente CA ou CC, como iremos ver abaixo)

Não sei de onde vem a primeira definição ou qual o subcampo prefere, mas já a vi usada e defendida vigorosamente algumas vezes no Stackexchange e em outros sites online.

A segunda definição é a usada na teoria dos circuitos e na maioria dos trabalhos acadêmicos em EE, na minha experiência. O valor dessa definição é que qualquer sinal pode ser dividido em componentes CA e CC, como

$v_{dc}(t) = {\rm constant}$

Com essas definições, em muitos circuitos, podemos encontrar maneiras de entender o comportamento do circuito analisando os efeitos dos componentes CC e CA do sinal separadamente. Por exemplo, se a amplitude do componente CA for pequena, pode ser possível analisar seu comportamento em um modelo linearizado de um circuito, mesmo que o circuito seja não linear.

Como você notou, "AC" é um termo com várias definições.

• AC significa corrente alternada! Período! Não dê ouvidos a outros !!!

:)

• AC significa apenas ondas senoidais: tensão e corrente CA. (Bem, o cosseno também é aceitável.)

• AC significa "dinâmico" ou "mudando". Se não está mudando, é estático e DC.

Nesse caso, um pico de tensão estreito não é CA, porque não é atual, mas também é puramente CA, pois está mudando rapidamente. Mas, na verdade, não é CA, uma vez que possui apenas uma polaridade; não cruza zero ou muda para frente e para trás. Mas também não é AC porque não é sinusóide !!!

Evite argumentos estúpidos e sempre tenha cuidado com o "Verdadeiro Significado Único" das palavras. Isso é chamado de "Batalha Swiftiana".

Isso foi bem parodiado nas Viagens de Gulliver, onde os liliputianos tiveram uma guerra entre os big-endians e os little-endians. Parece que Johnathan Swift poderia ver o futuro e a Internet chegando. A estúpida guerra liliputiana envolvida: hordas vastas e cheias de gente minúscula ... na garganta um do outro ... brigando pela maneira única e verdadeira de quebrar um ovo.

Atual é o movimento da carga. Os portadores de carga em um material condutor, como um fio de cobre, são elétrons.

Se houver uma força em um elétron, ele se moverá. Ao lidar com eletricidade, estamos preocupados com a força eletromagnética .

Para corrente alternada, os elétrons em média vão para frente e para trás, para frente e para trás, etc., mas sua posição média não muda.

Para corrente contínua, os elétrons, em média, vão em uma direção.

Veja também: Wikipedia: Velocidade de deriva .