[Dúvida] Por que a Corrente Alternada é mais eficiente que a Contínua?

Ao estudar eletricidade é muito comum ler que a Corrente alternada é utilizada para transmitir energia por ela ser mais fácil de mudar sua tensão e por ser mais eficiente na transmissão. O primeiro motivo é simples de entender, mas a questão da eficiência eu não encontro em lugar nenhum.

Por que a alternada é mais eficiente? Se ambas possuíssem a mesma tensão e mesma corrente, utilizando o mesmo sistema de transporte, a corrente contínua teria mais perdas? Se sim, por que?

Se alguém puder me ajudar, fico agradecido.

Obrigado,

Thiago R.

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Respostas a este tópico

Corrente alternada é mais fácil de ser convertida de alta tensão para baixa tensão através de transformadores. 

A alta tensão é usada pois para uma determinada potência a ser transmitida, a corrente será menor. 

P = V x I 

Já li que existem sistemas de transmissão que usam tensão contínua de alta-tensão.

Mas para converte-la para baixa tensão, devem converte-la para tensão pulsante e provavelmente usam transformadores também.

Mas entre os dois tipos diferentes com a mesma tensão e mesma corrente, consequentemente a mesma potência, existe alguma diferença prática na transmissão?

Não sou especialista no assunto . 

No foum tem alguns engenheiros eletricistas (ou elétricos) que poderão te esclarecer.

Acredito  que as perdas com reatância e capacitância das linhas podem influenciar na escolha CC ou CA. 

Até onde eu estudei a CA é mais fácil e barata de ser produzida. Uma vez que se produziu CA não teria o porque transforma lá em CC só para transporte. E também é mais fácil (ou pelo menos mais comum) converter CA para CC do que fazer o contrário.

Isso, eu compreendo os motivos que fazem a CA ser amplamente utilizada, mas acredito que os textos que dizem isso passam a ideia que CC é mais ineficiente no sentido de "perdas" de energia ao longo da transmissão.

Eu perguntei isso justamente porque eu não conseguia compreender como que isso poderia acontecer.

Mas a questão é, independente do processo geração de energia e do processo de transformação, se tiverem 2 cabos de 500km aonde um deles transmite CC a 760kV e 25A e o outro transmite CA a 760kV e 25A: as perdas ao longo do caminho serão as mesmas? As dimensões dos cabos serão as mesmas?

Entendeu a dúvida?

Eu acredito que nesse caso as perdas seriam as mesmas sim.

Existem outros problemas com a DC como ionização, mas é outra questão.

Mas é minha opinião, pode ser uma pegadinha do seu professor e que ele te prove depois por ex que efeitos magnéticos ou coisa como a indução da linha, coisas para iniciados no assunto (coisa que não sou. Sou eletrônico). Vide matéria de 1 ano em engenharia chamada "Linhas de transmissão" que em parte estuda eletromagnetismo (carguinha no espaço interagindo com outra carguinha ou campo gerando integrais de campo) e em parte antenas.

Vale ir mais fundo no assunto que simplesmente perguntar aqui. Dar uma olhada na biblioteca de sua escola por livros sobre transmissão de energia ou linhas de transmissão. É uma questão que existe a muitas décadas, até mais fácil achar em livros.

Não sei exatamente, mas acredito que a questão seja respondida indiretamente.

A chave de tudo é a possibilidade de transformar com facilidade uma alta tensão e baixa corrente em baixa tensão e alta corrente que só o sistema alternado permite.

Assim é possível transmitir energia até o poste em alta tensão (e baixa corrente), que demanda fios mais finos que se fosse em alta corrente. Isso gera grande economia nos fios. Os transformadores ficam proximos ao consumidor o suficiente para poder considerar as perdas na ligação poste-consumidor minimas.

Se fosse feita a transmissão sem o transformador a corrente seria muito mais alta em todo o fio, gerando perdas muito maiores (queda de tensão sobre a resistencia do fio). E em DC não dá pra por transformador...

Entao a questão é que o transformador permite uma eficiencia maior nas linhas de transmissão. Alta eficiencia = baixas perdas, uma vez que permite a transmissão em longas distancias em alta tensão e entrega em baixa.

Claro, se vc colocar um fio muito mais grosso pode eliminar tb essa perda. Tem que ver o que é mais barato: Engrossar o fio ou comprar o transformador. Ao que parece ganhou o transformador, que não poderia existir em DC (hj até poderia ser feito mas ainda seria mais caro que um trafo).

Modernamente existem tensões bastante diferentes para situações diferentes. Linhas que cruzam estados tem muito mais alta tensão que a linha de alta que circula nos postes de uma cidade e alimenta o transformador da sua rua. Ainda, existem linhas de alta tensão em DC. Em alguns sistemas como interligação de hidroelétricas de 2 países é comum.

Acho que é isso.

Vide:

 http://pt.wikipedia.org/wiki/Guerra_das_Correntes

vale a pena ler sobre a "GUERRA DAS CORRENTES" para entender um pouco melhor o porque das coisas serem como são:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Guerra_das_Correntes

complementando o que o Eduardo falou:

- com corrente contínua, a usina geradora só conseguiria abastecer um pequeno raio de distância, pois é inviável transmitir altas tensões de corrente contínua. Então, para transmitir baixa tensão (p.e. 110VCC), se a distância fosse grande, as perdas seriam grandes, inviabilizando a técnica.

- já com corrente alternada, a usina pode ficar longe, a transmissão através de centenas de km de cabo é possível pois quanto maior a tensão, menor a bitola do fio para uma dada potência. E como a tensão é altíssima (tipo 10x mais que o consumo), as perdas existentes durante a transmissão se tornam menos problemáticas

ali onde eu escrevi que altíssima é 10x mais que o consumo, o certo é 5000x mais que consumo, ou até mais

Thiagoor, bom dia.

Acredito que quanto à eficiência, considerando a mesma tensão e corrente, as duas formas de
fornecimento de energia são iguais.
Mas quando você vai transmitir e manusear a CA é melhor:
Ex: Ao abrir o contato de um relé em um circuito com CC a física pode se prolongar
por muito tempo, e com CA ela se extingue ao passar por zero.

A transmissão em ultra alta voltagem também é mais problemática em CC.

Outra dificuldade é a geração.

As CA podem ser geradas com geradores sem escovas, mas as CC não,
o que causa muita manutenção.

Fonte: http://www2.eeemba.br/tecnico/home/download/emi202.pdf

"Ficou evidente que é impossível gerar fem contínua diretamente por intermédio
de bobinas que giram dentro de um campo magnético.
Por esse motivo usa-se um coletor formado por lâminas de cobre isoladas
entre si, para retificar a fem. alternada induzida."

Por isto os fabricantes de carros trocaram os antigos geradores por alternadores.

Rui

Olá Thiago, o principal motivo é a dificuldade de alterar a tensão em corrente contínua, este processo se torna muito caro. Para se transferir potência temos que aumentar muito a tensão, quanto mais longe tivermos que levar a potência elétrica maior deve ser a tensão pois, note que P = U*I, os condutores elétricos aquecem quando são percorridos pela corrente elétrica e se aumentamos a tensão (U) diminuímos a corrente (I)logo, podemos transportar a mesma potência com uma corrente elétrica mais baixa. Porém, para o uso a tensão muito alta é perigosa e devemos rebaixá-la. Essa elevação e rebaixamento é muito mais fácil de fazer em corrente alternada, se fizermos em corrente contínua o processo se tornaria economicamente inviável.

Mas embora esta discussão vem desde o tempo da disputa Tesla versus Edison, onde o primeiro "venceu" a batalha, acredito que se essa disputa fosse hoje, da maneira como consumimos energia de corrente continua talvez fosse no minimo melhor pensada, note que usamos, computadores, televisores, e uma serie de parafernália no dia a dia, tanto no uso domestico como no industrial e comercial, que vivemos rodeados de fontes, conversores e carregadores que transformam a energia que usamos de AC para DC.

Não sei de onde surgiu a sua pergunta sobre porque a AC é mais eficiente, não se pode isolar a pergunta desta forma, pode-se sim atribuir que a AC é mais eficiente para sua geração e transporte, mas em matéria de ciência exata, 2 + 2 são 4, assim como potencia é o produto de tensão vezes corrente para ambas, CC ou AC, por tanto concluo que a pergunta esta mal colocada, deveria ser, porque a AC é mais eficiente que a CC para trasporte de energia e geração, e não porque a AC é mais eficiente que CC apenas, visto desta forma estaríamos na mesma discussão de Tesla e Edison tratando de provar que uma é mais eficiente que a outra.

Um abraço.

Carlos kwiek.

Olá,

A CA não é mais eficiente na transmissão que a CC, pelo contrário.

Devido ao chamado skin effect que é a característica da corrente alternada fluir mais pela parte superficial do condutor de transmissão, o skin effect não afeta a corrente contínua que consegue fluir por toda área do condutor de forma igual. Este efeito pode ser minimizado com o uso de cabos compostos de multifilamentos trançados, oque aumenta muito a superfície total do condutor, mas mesmo assim a seção de um cabo transportando CC será sempre menor que a de um cabo transportando CA para a mesma potência e perdas, isto significa que uma rede montada para CC é mais barata e leve. O efeito skin aumenta com o aumento da frequência.

A CA é realmente mais prática para transformação e transporte principalmente na época da chamada guerra das correntes, pois os transformadores são mais baratos e simples de construir e manter, mas hoje com os avanços na eletrônica de potência os conversores estáticos são uma realidade viável e ainda conseguem interligar redes assíncronas ou de frequência diferentes.

Atualmente as redes de transmissão muito longas (maior de 1000K) são preferencialmente construídas em CC, devido a economia com cabos e estrutura. 

links:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_pelicular

http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_cont%C3%ADnua_em_alta_tens%C3...

http://www.energy.siemens.com/br/pt/transmissao-de-energia/hvdc/

Abraço.

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