EC09 - Tipo de Circuito e Fase

traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Magnetism/Physics/circuitsphase.php

Um circuito pode ser pensado como um caminho fechado no qual a corrente flui através dos componentes que compõem o circuito. A corrente (i) obedece à Lei de Ohm, que é discutida na página em página anterior. O circuito simples, mostrado na figura abaixo, consiste em uma fonte de tensão (neste caso uma fonte de tensão de corrente alternada) e um resistor ohmico, também conhecido como circuito resistivo puro. O gráfico abaixo do diagrama do circuito mostra o valor da tensão e a corrente para este circuito durante um período de tempo (ciclo). Este gráfico mostra um ciclo completo de uma fonte de corrente alternada. A partir do gráfico, pode-se ver que à medida que a tensão aumenta, a corrente faz o mesmo. A tensão e a corrente são ditas como "em fase" já que seus pontos zero (de mesma mudança de sentido), pico e vale ocorrem ao mesmo tempo. Eles (tensão e corrente) também são diretamente proporcionais uns aos outros (obedecendo a lei de Ohm).

No circuito abaixo, o componente resistivo foi substituído por um indutor (bobina). Nesse caso temos o circuito indutivo puro. Quando a indutância é introduzida em um circuito, a tensão e a corrente estarão "fora de fase", o que significa que a tensão e a corrente não cruzam o zero, ou atingem seus picos e vales ao mesmo tempo. Quando um circuito tem um componente indutivo, a corrente(i_L) vai se atrasar a tensão em um quarto de ciclo completo. Um ciclo é freqüentemente referido como 360^o (6,283119 radianos, 400 grados), por isso pode-se dizer que a corrente está defasada (atrasada) da tensão em 90^o.

Essa defasagem ocorre por causa da reatância indutiva, efeito que aparece com a corrente variável no tempo. Lembre-se que é o campo magnético em mudança causado por uma corrente variável que produz os efeitos indutivos. Quando a variação na corrente é mais intensa (freqüência de variação) a reatância indutiva será a maior, e a tensão através do indutor será a mais alta. Quando não existe variação na corrente (CC), a reatância indutiva será zero e a tensão através do indutor (bobina) será zero. Tenha cuidado para não confundir a intensidade da corrente com a quantidade de variação (freqüência) da corrente. Considere os pontos onde a corrente atinge seu pico de amplitude e muda sua variação (de decrescente para crescente e vice versa)no gráfico da figura abaixo (0^o=vale, 180^o=pico, e 360^o=vale). Como a corrente está mudando de orientação (decrescente-crescente), há uma fração de tempo no qual a mudança na corrente (tangente no gráfico) é zero. Quando a mudança na corrente é zero, nenhum campo magnético é gerado para produzir a reatância indutiva. Quando a reatância indutiva é zero, a tensão através do indutor é zero.

Os componentes resistivos e indutivos são o interesse principal no ensaio de correntes parasitas, uma vez que a sonda de teste é basicamente uma bobina feita com fio, que terá resistência ohmica do comprimento de fio e  reatância indutiva pelo fenômeno indicado no capítulo anterior. No entanto, há também uma pequena quantidade de capacitância nos circuitos, por isso uma menção a esse componente elétrico é apropriada. No circuito simples abaixo existe uma fonte de tensão de corrente alternada e um capacitor. A reatância capacitância (oposição a passagem de corrente causada pelo capacitor) no circuito fez com que a corrente (i_c) se adiantasse da tensão em um quarto de ciclo (90^o de adianto).

É possível verificar as fases (defasagens) de voltagem e amperagem em circuitos puramente resistivos, capacitivos e indutivos acessando o aplicativo internet (W. Fendt) do "link" a seguir. Nesse aplicativo é possível observar tanto as fases (defasagem) no gráfico em função do tempo, senoidal, como no diagrama fasorial.

https://rocarneval.000webhostapp.com/Eddy/phen/accircuits_en.htm

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Quando há resistência ohmica,  reatância indutiva e/ou reatância capacitiva em um circuito, a oposição combinada a passagem de corrente é conhecida como impedância. A impedância será mais discutida na próxima página.

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