Corrente contínua e Corrente Alternada

Corrente contínua (CC ou, em inglês, DC - direct current), também chamada de corrente galvânica é o fluxo constante e ordenado de elétrons sempre numa direção. Esse tipo de corrente é gerado por baterias de automóveis ou de motos (6, 12 ou 24V), pequenas baterias (geralmente de 9V), pilhas (1,2V e 1,5V), dínamos, células solares e fontes de alimentação de várias tecnologias, que retificam a corrente alternada para produzir corrente contínua. Normalmente é utilizada para alimentar aparelhos eletrônicos (entre 1,2V e 24V) e os circuitos digitais de equipamento de informática (computadores, modems, hubs, etc.).

Este tipo de circuito possui um polo negativo e outro positivo (é polarizado), cuja intensidade é mantida. Mais corretamente, a intensidade cresce no início até um ponto máximo, mantendo-se contínua, ou seja, sem se alterar. Quando desligada, diminui até zero e extingue-se.

 

Tipos de corrente contínua

História 

As primeiras investigações sobre a eletricidade estática aconteceram séculos atrás. A eletricidade estática é a transferência de elétrons produzida pela fricção, como quando a pessoa esfrega um balão de borracha na própria roupa. Uma faísca ou fluxo de corrente de duração muito curta pode ocorrer quando objetos portadores de carga entram em contato, mas não existe fluxo elétrico contínuo. Na ausência de uma corrente contínua, não pode existir aplicação útil da eletricidade. 

A invenção da bateria - capaz de produzir um fluxo contínuo de corrente - tornou possível o desenvolvimento dos primeiros circuitos elétricos. Alessandro Volta inventou a primeira bateria, a pilha voltaica, em 1800. Os primeiros circuitos utilizavam uma bateria e eletrodos imersos em um recipiente cheio de água. O fluxo da corrente pela água produzia hidrogênio e oxigênio.

A primeira aplicação ampla dos circuitos elétricos para uso prático foi a iluminação elétrica. Pouco depois que Thomas Edison inventou a lâmpada incandescente, ele procurou aplicações práticas para o produto por meio do desenvolvimento de um sistema completo de geração e distribuição de energia. O primeiro sistema desse tipo nos Estados Unidos foi a Pearl Street Station, no centro de Manhattan, que fornecia eletricidade para alguns quarteirões de Nova York, primordialmente para iluminação. 

Uma das classificações dos circuitos tem a ver com a natureza do fluxo da corrente. Os circuitos mais antigos eram acionados a bateria, ou seja, por uma corrente constante que fluía sempre na mesma direção. Esse é o sistema de corrente contínua, ou CC. O uso da corrente contínua se manteve no período inicial de desenvolvimento dos circuitos elétricos. Um grande problema do sistema CC é que as estações de energia só podiam servir a uma área de cerca de 2,5 km², devido à perda de energia na transmissão. 

Em 1883, engenheiros se propuseram a aproveitar o grande potencial de energia hidrelétrica das Cataratas de Niágara, a fim de atender às necessidades de energia da cidade de Buffalo, no Estado de Nova York. Ainda que a energia gerada no local posteriormente viesse a abastecer também a cidade de Nova York e pontos ainda mais distantes, inicialmente havia um problema de distância. Buffalo ficava a apenas 25 quilômetros das quedas d'água, mas a idéia não era praticável até que Nikola Tesla a viabilizasse.

A inovação de Tesla

O engenheiro Nikola Tesla, ajudado por trabalhos teóricos de Charles Proteus Steinmetz, desenvolveu a idéia da corrente alternada, ou CA. Ao contrário da corrente contínua, a CA está sempre mudando e reverte sua direção repetidamente.

Como a CA se tornou a resposta para o problema da transmissão de energia a distâncias maiores? Com a CA, é possível utilizar transformadores para modificar os níveis de voltagem em um circuito. Os transformadores operam sob o princípio da indução magnética, que requer um campo magnético produzido pela corrente alternada. Com os transformadores, as voltagens podem ser intensificadas para transmissão de energia em longa distância. Na ponta receptora, o nível de voltagem pode ser reduzido a patamares mais seguros, como 110 V ou 220 V, para uso residencial e empresarial. 

Precisamos de voltagens elevadas para que a energia percorra longas distâncias porque a resistência dos fios causa perda de energia. Os elétrons que colidem com átomos perdem energia em forma de calor à medida que viajam. Essa perda de energia é proporcional ao quadrado da corrente que se move pelo fio.

Para medir o volume de energia que uma linha transmite, multiplica-se a voltagem pela corrente. Essas duas idéias podem ser expressas por meio de uma equação na qual I representa corrente, V representa voltagem e P representa potência:

(P = V. I)

Consideremos como exemplo a transmissão de um megawatt. Caso elevemos a voltagem de 100 V para 10.000 V, podemos reduzir a corrente de 10.000 A para 100 A. Isso reduzirá a perda de potência por (100)², ou 10.000. Foi esse o conceito desenvolvido por Tesla e essa idéia tornou realidade a transmissão de energia das Cataratas de Niágara a Buffalo e, por fim, à cidade de Nova York. 

Antes da descoberta da CA, ou corrente alternada, a transmissão de energia em longa distância era impossível

Nos Estados Unidos e em muitos outros países, a freqüência padrão para a energia em CA é de 60 ciclos por segundo, ou 60 hertz (Hz). Isso significa que 60 vezes por segundo um ciclo completo da corrente flui em uma direção e então na direção oposta. A corrente flui em uma direção por 1/120 de segundo e depois na direção oposta por mais 1/120 de segundo. O tempo que um ciclo demora a ser completado é denominado período, no caso 1/60 de segundo. Na Europa e outras regiões, a freqüência padrão da CA é de 50 Hz.

 Edison x Tesla
Thomas Edison era um inventor brilhante e intuitivo. No entanto, sua educação formal limitada, especialmente em matemática, o impedia de compreender verdadeiramente a teoria da eletricidade em CA. Ele compreendia bem o sistema CC, mas a corrente alternada, estranhamente, parecia estar além de sua compreensão. Edison se opôs vigorosamente à idéia de usar CA na transmissão de energia a longa distância, mas a corrente alternada gradualmente substituiu a contínua como forma básica de transmissão de energia.