Esse livro tem por objetivo apresentar a análise de circuitos de corrente alternada, com profundidade suficiente para fornecer aos estudantes dos cursos de graduação em engenharia elétrica uma base teórica sólida sobre o assunto, especificamente para aqueles que pretendem seguir com seus estudos na área de sistemas elétricos de potência. Ele apresenta métodos de análise de circuitos de corrente alternada, com o enfoque direcionado para o uso de computadores por meio do programa ATPDRAW e algoritmos desenvolvidos em MATLAB.

Seu conteúdo apresenta breve histórico dos números complexos e de conceitos básicos sobre a onda senoidal, passando por uma explanação da teoria desenvolvida por Charles Proteus e sobre os conceitos de potência complexa, ativa, reativa, correção do fator de potência, ressonância e filtros elétricos. Os circuitos trifásicos equilibrados e desequilibrados são abordados em detalhes e, finalmente, as ondas não senoidais são introduzidas.

Capítulos

1 Análise vetorial

Introdução

Breve histórico dos números complexos

Números complexos aplicados à análise de circuitos

Operador j

Operador cosθ±jsenθ       

Forma exponencial do operador cosθ±jsenθ

Forma polar do operador cosθ±jsenθ

Adição de vetores

Subtração de vetores

Multiplicação de vetores

Divisão de vetores

Exponenciação de vetores

Extração de raízes de um vetor

Logaritmo de um vetor

Calculadora complexa

2 A senóide, valores médio e eficaz

Introdução

Onda senoidal

Geração de uma tensão alternada

Valor médio

Valor médio quadrático ou valor eficaz ou valor RMS

3 Circuitos básicos em corrente alternada (CA)

Introdução

Circuito resistivo

Circuito indutivo

Circuito capacitivo

4 Teoria e cálculo de circuitos elétricos em CA

Introdução

Introdução ao programa ATPdraw

Primeiro circuito em ATPdraw    

Vetores e fasores

Domínio do tempo

Domínio da frequência

Transformação do domínio do tempo para o domínio da frequência

Transformação do domínio da frequência para o domínio do tempo

Impedância e admitância complexas

Leis de Kirchhoff e associação de impedâncias complexas

Diagrama de fasores

Formulação da análise de malhas

Análise de circuitos pelo método das tensões de nós

Exercícios

5 Análise de circuitos em regime permanente senoidal

Introdução

Teorema de Thévenin

Teorema de Norton

Teorema da superposição

Teorema da compensação ou da substituição

Teorema da reciprocidade

Teorema de Millman

Teorema da máxima transferência de potência média

Transformação ∆-Y e Y-∆ ou teorema de Kennelly

6 Potência em circuitos de CA e correção do fator de potência

Introdução

Potência monofásica

Exemplo 6.1

Potência complexa

Fator de potência

Correção do fator de potência

7 Ressonância e filtros elétricos

Introdução

Ressonância de um sistema físico

Circuitos elétricos em ressonância

Ressonância série

Ressonância paralela

Ferro-ressonância  

Os filtros elétricos

8 Circuitos Trifásicos

Introdução

Sistemas elétricos trifásicos

Geração de tensões trifásicas

Ligação estrela equilibrada ou Y trifásica com neutro

Ligação delta ou triângulo ∆ equilibrado

Potência em circuitos trifásicos equilibrados

Correção do fator de potência trifásico

Circuitos desequilibrados

Ligação estrela desequilibrada

Ligação delta desequilibrada

Potência e fator de potência em circuitos trifásicos desequilibrados

Indicador de sequência de fases de Varley

Medição de potência ativa trifásica

Método dos três wattímetros

Método dos dois wattímetros

Medição da potência reativa trifásica

Fluxo de potência trifásico

9 Circuitos elétricos com ondas não senoidais

Introdução

Efeitos da circulação de correntes harmônicas    

Fontes de correntes harmônicas

Revisão da série de Fourier

Circuitos elétricos excitados com ondas não senoidais

Valor eficaz

Potência ativa

Potência aparente e fator de potência      

Potência reativa

Circuitos elétricos com tensão senoidal e corrente não senoidal

Harmônicos em circuitos elétricos trifásicos       

Os autores

Ailson P. de Moura

Engenheiro eletricista (UFC); especialista em sistemas de distribuição (Unifor); especialista em sistemas de potência (UNIFEI); mestre em engenharia elétrica (UFCG); doutor em engenharia elétrica (UFCG); pós-doutor em engenharia elétrica (Inesc Tec - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores, Tecnologia e Ciência da Universidade do Porto, Portugal); bacharel em ciências contábeis (UECE); professor da Universidade Federal do Ceará (UFC).

Adriano Aron F. de Moura

Engenheiro eletricista (UFC); mestre em engenharia elétrica (UFC); doutor em engenharia elétrica (UFC); Professor da Universidade Federal Rural do Semiárido (Ufersa).

Ednardo P. da Rocha

Engenheiro eletricista (Ufersa); mestre em engenharia elétrica (Ufersa); professor da Universidade Federal Rural do Semiárido (Ufersa).