Corrente alternada (CA) Vs Corrente direta (DC)

2 anos ago
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O debate AC versus DC personifica a Guerra das Correntes, como agora se chama, em que os dois gigantes da energia elétrica foram envolvidos no final da década de 1890. Thomas Edison, o proprietário da Direct Current, foi tão ameaçado pela invenção de Tesla que, para desacreditar Corrente alternada, ele recorreu a americanos falsamente enganadores. Com apreensão sobre a perda de seus royalties para essa nova tecnologia, Edison foi tão longe quanto para eletrocussão de um elefante para mostrar os perigos fatais de Correntes alternadas.

No entanto, isso não impediu Tesla de cumprir seu sonho de alimentar os Estados Unidos com energia barata e altamente eficiente. Mesmo agora, vemos fios longos e grossos firmemente amarrados entre torres eléctricas elevadas como as cordas de uma guitarra. AC assumiu o trono e reinou por um século, dominando famílias, escritórios e edifícios, até agora, quando DC parece estar gradualmente fazendo um retorno. Por que AC foi tão bom? E por que a DC pode voltar? Vamos reformular essas questões.

Por que AC é melhor do que DC?

A corrente alternada é um tipo de corrente em que os elétrons alternam periodicamente as direções para frente e para trás. Baseia-se nos princípios elaborados por Michael Faraday em 1832, quando ele ilustrou seu gerador elétrico de dínamo. Apesar de ser tão célebre, a DC apresentou um grande problema – a transmissão de longas distâncias foi muito difícil. Os fios perderam energia e tiveram que ser rejuvenescidos usando circuitos adicionais. Além disso, atualizar ou desabilitar as tensões de CC também exigiam circuitos complicados.

A CA não só poderia ser transmitida em longas distâncias facilmente, mas também poderia ser convenientemente convertida em valores mais altos ou mais baixos usando transformadores. Um transformador é essencialmente um fio enrolado que “aumenta” ou “desce” a magnitude da tensão CA. A capacidade de transformar a tensão dessa maneira significou que era possível transmitir energia elétrica de forma muito mais eficiente, não só em cidades, mas em todo o país. O sonho de Tesla estava gradualmente se tornando uma realidade.

linhas de alimentação

(Crédito da imagem: Pixabay.com)

A capacidade de transportar energia por longas distâncias foi a vantagem mais importante do CA sobre CC, em relação à qual casas e edifícios interrompido de energia DC na 19 ª século. Em 1893, a General Electric foi escolhida para o poder da Chicago World’s Fair com DC, o que custaria um exorbitante $ 554,000. No entanto, George Westinghouse interveio e prometeu impulsionar a feira por apenas US $ 399 mil com AC da Tesla. Três anos depois, a Niagara Falls Power Company, seduzida pelas comodidades da AC, concedeu à Westinghouse o direito de gerar energia de Niagara Falls e iluminar todo Buffalo, Nova York. AC eliminou DC de uma vez por todas. Então, algumas décadas depois, o transistor nasceu.

Por que o DC é melhor que o AC?

Ao contrário de AC, uma corrente contínua não passa de comutação. Não há períodos e a corrente flui em uma única direção com uma tensão constante. Como já mencionado, a DC é propensa a perder energia como calor – uma característica que Edison explorou para iluminar a primeira lâmpada. Apesar das suas desvantagens, a idade dos semicondutores forçou o retorno da DC. DC é predominantemente usado para alimentar dispositivos eletrônicos, nomeadamente dispositivos menores que só podem funcionar em dois estados: ativado e desativado. Isso inclui baterias, LEDs, transistores – os neurônios da tecnologia informática – e todos os outros dispositivos semicondutores.

O poder da DC tornou-se um retorno devido à dependência da nossa sociedade em computadores, tablets e dispositivos portáteis que estão conectados às “nuvens” em todos os momentos. As nuvens são basicamente computadores, formalmente conhecidos como servidores, que são armazenados em edifícios remotos para armazenar seus preciosos dados. Agora, empresas como o Facebook e o Google vazam edifícios inteiros para acomodar servidores que armazenam dados para o número cada vez maior de usuários. Manipular AC como DC em tais dispositivos é bastante complicado, pois exige circuitos elaborados. No entanto, o mais importante, AC perde sua energia, embora seja um tempo infinitesimal, que é algo que os servidores constantemente com poder de fome não podem suportar.

sala de servidores

As salas de servidores geralmente são climatizadas e são dedicadas ao funcionamento contínuo de servidores de computadores. (Origem da imagem: Flickr)

Além disso, todo engenheiro elétrico sabe que as perdas acumuladas pela transmissão de CA podem exceder as perdas incorridas por DC devido ao efeito da pele e ao acoplamento capacitivo, fenómenos em que, como a energia flui na superfície do fio, é absorvida por objetos embaixo dela. A transmissão diminui devido a essas resistências, diminuindo conseqüentemente sua eficiência. De fato, as perdas dispersas nas suas proximidades formam a base sobre a qual mecanismos de transferência de energia sem fio estão estruturados. A CA irradia parte de sua energia, que pode ser convenientemente concentrada em uma região ao enrolar o fio de maneira adequada.

Outra razão pela qual – e isso parece ser o mais importante – DC pode retornar é a sua compatibilidade com dispositivos eletrônicos amigáveis ​​ao meio ambiente. Como todas as células solares são baseadas em substratos semicondutores, todas elas geram ou operam com energia DC. DC pode ter que retornar por causa da energia renovável. Claro, também podemos recrutar AC, mas isso exigiria conversões tediosas de DC para AC usando um inversor e, em seguida, para DC novamente, onde 5-20% de energia é perdida como calor. Na verdade, os centros de dados abrangendo áreas inteiras usam esses conversores, mas eles não só consomem enormes quantidades de energia, mas também há o custo adicional dos sistemas de resfriamento para o calor gerado, o que agrava sua dificuldade financeira.

Então, qual é melhor, AC ou DC?

Apesar de ter a tecnologia para transmitir DC sobre grades em longas distâncias, ainda persistimos a usar AC. A CA é empurrada para voltagens mais altas para superar a resistência, e quando a energia atinge o usuário, ele é demitido e retificado para poder, por exemplo, um computador. No entanto, essas tecnologias, como as tecnologias renováveis, não só custam uma fortuna, mas sua eficiência também pode ser questionável. Sim, DC fornece saídas estáveis, mas uma maior eficiência é alcançada após a eliminação de perdas.

Embora as perdas possam ser menores do que as incorridas com AC, o fator step-up / down entra em jogo. A simplicidade com que as tensões de CA podem ser moduladas e transportadas ainda é incomparável, razão pela qual a CA ainda pode ser preferida. Ambas as fontes de poder são excelentes em seus próprios modos, então determinar quem é triunfante dependerá dos critérios em disputa – o campo de jogo. O julgamento baseia-se essencialmente na aplicação do poder.

Hoje em dia, ambos trabalham em conjunto. AC corre acima de nós em fios, como as linhas de um diário vazio que terminam em sua casa. A tensão CA então é convertida em DC com um retificador,  como o adaptador que o seu carregador contém, para alimentar dispositivos domésticos, como lâmpadas, lâmpadas e outros aparelhos. A Guerra das Correntes pode não ser tão dramática como já era, mas ainda existe sutilmente.

Referências:

  1. Instituto de Tecnologia de Massachusetts
  2. Departamento de Energia
  3. ExtremeTech
  4. Americano científico

Gilvan Alves

22 Anos de idade, Técnico em Rede de Computadores, Sempre em busca de aprender algo novo todos os Dias!

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