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.

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Tim Robberts/Photographers Choice/Getty Images
Antes da descoberta da CA, ou corrente alternada, a transmissão de energia em longa distância era impossível

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.

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.

Circuitos eletrônicos precisam de CA e CC ao mesmo tempo. Aprenderemos mais sobre eles na próxima seção.