Os sistemas de alimentação CA têm muito mais unidades, termos, medidas, formas de onda interessantes e matemática para descrever seu comportamento. Quaisquer fórmulas apresentadas aqui são apenas para referência e validação. A intenção deste artigo é transmitir o conceito sem ter que calcular seriamente os números. Todos os termos e fórmulas se entrelaçam, então é difícil criar um fluxo de um tópico para outro sem pular um pouco.

Geralmente, o objetivo da concessionária de energia elétrica é fornecer uma tensão de onda senoidal ao seu prédio em uma frequência fixa, tensão fixa e, idealmente, pura, sem harmônicos.

A frequência é quantos ciclos são completados em 1 segundo. A unidade de frequência é (Hz). Nos EUA, nossa rede opera a 60Hz, também conhecido como 60 ciclos por segundo. A duração no tempo de um ciclo completo é chamada de período. Normalmente, a frequência é garantida +/- 2% (típico +/-0,1Hz). Na verdade, se o utilitário gastar 15 minutos do dia enviando 59,5 Hz, eles geralmente tentarão gastar 15 minutos do dia em 60,5 Hz para compensar isso. Muitos relógios de parede analógicos mais antigos foram tirados da frequência de linha porque a grade geralmente é tão boa assim.

A concessionária de geração de energia tem como objetivo fornecer tensão com regulação muito boa. Se você colocar uma carga de alta corrente no sistema, a tensão deve ter uma queda muito pequena. Normalmente, a regulação de tensão até a entrada de um edifício será de +/- 3%. Ao visitar um cliente fique atento ao que está acontecendo no local. Se você notar que as luzes se apagam quando uma carga de alta potência é energizada, você tem uma regulação de tensão ruim.

Outro objetivo é fornecer tensão com a Distorção Harmônica Total (THD%) tão baixa quanto possível para produzir uma onda senoidal CA quase perfeita. Uma onda senoidal pura não contém harmônicos. Qualquer conteúdo harmônico altera a forma da forma de onda da tensão fornecida, e essa é essencialmente a definição de distorção. De acordo com a IEEE-519-1992, a concessionária geralmente deve fornecer tensão com menos de 5% de THD até o Ponto de Acoplamento Comum.

(PCC) O PCC é basicamente o nó de distribuição da concessionária de menor tensão que você e um prédio vizinho compartilham. Consulte IEEE-519-1992.

Onde (t) é o vetor de intervalo de tempo e (f) é a frequência, p = 3,14159, (t) é o tempo ao longo do eixo X e VPEAK é a tensão mais alta no topo do pico da onda senoidal.

A onda senoidal acima na Figura 2 foi gerada perfeita, sem harmônicos, mostrada em 2 ciclos completos. Em conversas casuais, os Engenheiros quase nunca se referem à onda senoidal na Figura-2 com a Equação (5). Deveria simplesmente ser chamado de onda senoidal de 120VRMS e 60Hz. É assim que a voltagem que sai do seu receptáculo em casa deve parecer se vista em um osciloscópio.

Como a forma de onda é pura e não contém harmônicos, pode-se usar a seguinte fórmula fácil para calcular o RMS ou o valor efetivo da forma de onda:

Lembre-se que a fórmula (6) é efetiva apenas para ondas senoidais puras! Assim que as formas de onda contêm harmônicos e são mal visivelmente distorcidas, a equação simples não dá mais resultados utilizáveis.

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