Muitos de nós não compreendem realmente como funciona a electricidade. Basta que funcione – liga-se o interruptor, e a luz acende-se na sala. Pode ser uma surpresa, então, saber que existem realmente dois tipos diferentes de electricidade que utilizamos para alimentar os muitos dispositivos da nossa vida. São conhecidos como corrente alternada e corrente contínua, ou CA e CC (não a banda rock dos anos 70).
Nos termos mais simples, a corrente contínua flui apenas numa direcção, enquanto a corrente alternada flui para trás e para a frente. Por exemplo, uma lanterna funciona em corrente contínua, com a carga a vir da bateria e a alimentar a lâmpada. Uma luz de tecto em sua casa, por outro lado, utiliza corrente alternada que está em constante mudança de polaridade à medida que atravessa o sistema eléctrico da sua casa.
Mas porque é que precisamos de dois tipos diferentes de electricidade, e como é que estes sistemas de duelo foram desenvolvidos? A resposta reside numa rivalidade amarga entre um par dos inventores mais famosos da história americana.
As Origens da Corrente Directa
Antes dos anos 1870, as pessoas dependiam de lâmpadas a gás, velas ou lanternas para iluminar o seu ambiente à noite. Tinha havido avanços em baterias rudimentares e iluminação eléctrica, mas nada prático o suficiente para o uso diário. Tudo isso mudou quando Thomas Edison inventou uma lâmpada incandescente em 1879 que era muito mais fiável do que tudo o que tinha vindo antes.
Com as lâmpadas eléctricas veio a oportunidade de alimentar casas e mesmo cidades inteiras, e Edison tinha os olhos postos em encurralar o mercado em expansão. As suas lâmpadas funcionavam em corrente contínua, produzidas por centrais eléctricas conhecidas como dínamos, que utilizavam motores a vapor para gerar a electricidade. O inventor liderou a implementação de numerosas estações geradoras de corrente contínua na cidade de Nova Iorque nos anos 1880 através da sua empresa Edison Electric, uma antecessora da General Electric.
As luzes eléctricas em casas e empresas foram uma revelação, mas a utilização de electricidade DC veio com as suas desvantagens. A energia veio directamente das instalações de produção a 110 volts, e só podia viajar cerca de uma milha antes de perder demasiada voltagem. Isso significava utilizar muitos bens imobiliários valiosos na cidade para construir centrais eléctricas, enquanto as comunidades rurais ficariam completamente fora da revolução energética.
Alternating Current’s Rise
Um dos empregados de Edison, um jovem chamado Nikolai Tesla, teve uma ideia para abordar alguns dos aspectos negativos da corrente contínua. Tesla tinha inventado um motor que gerava corrente alternada. A corrente alternada é produzida, adequadamente, utilizando um alternador que gira um íman dentro de uma bobina de fio, que cria electricidade de polaridade em constante inversão à medida que o fio interage com os lados alternativos do campo magnético.
Além da nova forma de electricidade em si, a chave da ideia de Tesla eram os transformadores, ou bobinas de tamanhos diferentes para modificar a tensão da electricidade. Graças à potência dos transformadores, a corrente alternada tornou-se vantajosa para a produção e distribuição em grande escala, porque quanto maior for a voltagem, mais eficiente será a transmissão. As linhas de alta tensão são demasiado perigosas para serem levadas para um edifício, mas através de um transformador a tensão pode ser reduzida para níveis mais seguros à medida que se aproxima do seu destino final de casas e escritórios.
A tensão de corrente contínua não pôde ser facilmente alterada, pelo que se revelou muito menos útil para operações de escalonamento, uma vez que lhe é deixada a opção de transmitir a uma tensão baixa, ineficiente, ou enviar níveis de tensão perigosamente elevados para as casas das pessoas.
A Guerra das Correntes
Apesar da promessa demonstrada pelas invenções de Tesla, Edison não estava interessado em ajudar a desenvolver a tecnologia, pelo que Tesla partiu para atacar por si próprio. O resultado foi uma série de patentes, que ele vendeu em 1888 a George Westinghouse, fundador da Westinghouse Electric Company.
Westinghouse e as empresas de Edison lutaram ferozmente pelos direitos lucrativos de electrificação das cidades americanas numa competição apelidada de “Guerra das Correntes”. Edison deu início a uma campanha de lobby que hipnotizou os perigos da corrente alternada numa tentativa de impedir a proliferação da invenção de Tesla. Para demonstrar que a corrente alternada podia ser literalmente mortal, os empregados de Edison inventaram uma cadeira eléctrica de corrente alternada, que foi utilizada pelo estado de Nova Iorque para executar prisioneiros condenados. Edison chegou mesmo a fazer demonstrações públicas de electrocutar animais vadios utilizando corrente alternada nas suas tentativas de afastar o público do sistema rival.
A competição chegou ao topo na Feira Mundial de 1893 em Chicago, quando Tesla ganhou o contrato de fornecimento de electricidade ao evento. O golpe decisivo veio três anos mais tarde quando George Westinghouse utilizou as Cataratas do Niágara para alimentar um gerador de corrente alternada que trouxe electricidade a 26 milhas a Buffalo em 1896. Com isso, a corrente alternada tinha provado a sua utilidade, e passou a dominar o sector da electricidade à medida que as luzes se acendiam nas casas em todos os Estados Unidos, nos anos e décadas de garantia.
Geração de corrente alternada e contínua hoje
Em décadas mais recentes, a tecnologia para gerar e transmitir corrente contínua de alta tensão, ou HVDC, chegou ao mercado, e nalguns casos funciona de forma mais eficiente do que a corrente alternada, mas a corrente alternada continua a ser a grande vencedora na rede eléctrica.
Os principais tipos de centrais eléctricas são concebidas com base nos mesmos princípios básicos do alternador de Tesla, criando corrente alternada utilizando um campo magnético rotativo. As centrais a carvão, a gás e nucleares funcionam aquecendo a água e utilizando o vapor para fazer girar o gerador, enquanto as instalações hidroeléctricas e eólicas aproveitam a energia da natureza para girar as turbinas directamente.
Painéis solares, por outro lado, produzem corrente contínua. Se a electricidade vai para a rede ou para alimentar o sistema eléctrico de uma casa, tem de ser convertida em corrente alternada primeiro por um inversor. Caso contrário, as fontes mais comuns de corrente contínua são as baterias. Relativamente, a corrente contínua é muito mais fácil de armazenar, por isso, à medida que o armazenamento de baterias em grande escala prolifera em conjunto com a geração de energia renovável, a corrente contínua tem outra oportunidade de ganhar uma maior posição na rede eléctrica.
Linhas de energia de alta tensão transportam normalmente electricidade CA a cerca de 345.000 volts, enquanto que as linhas de transmissão locais são cerca de 13.800 volts, o que ainda é extremamente perigoso para qualquer pessoa que entre em contacto. Quando chega a sua casa, a tensão é reduzida através de transformadores para entre 120 e 240 volts para que possa alimentar com segurança os seus dispositivos e aparelhos eléctricos.
O que os diferentes tipos de corrente significam para si
Bambos a corrente alternada e directa desempenham um papel importante no agregado familiar médio. Os aparelhos em sua casa, tais como o seu frigorífico, máquina de lavar roupa e máquina de lavar louça utilizam corrente alternada. Em casas que não estão numa linha de gás natural, a maioria dos fornos, aquecedores de água quente, fornos e secadores funcionam também em corrente alternada.
Mas a corrente contínua tem as suas utilizações. A parte alternada da corrente alternada acontece rapidamente – nos Estados Unidos, os electrões mudam de direcção 60 vezes por segundo, também conhecida como 60 Hertz. No entanto, embora a alternância aconteça tão rapidamente, há pequenas perdas de energia cada vez que a corrente muda de direcção. Isto não é problema para as lâmpadas ou outros aparelhos que são construídos para utilizar corrente alternada, mas a electrónica moderna e sensível não se sai tão bem mesmo com interrupções de energia imensamente breves.
É por isso que muitos dispositivos mais recentes, tais como carregadores de telemóveis, computadores e televisores utilizam corrente contínua, utilizando adaptadores de energia para converter a corrente alternada proveniente das tomadas de parede. O mercado da corrente contínua está prestes a continuar a expandir-se sob a forma de carros eléctricos, que funcionam com corrente contínua a partir das suas baterias.
Por isso, enquanto a Guerra das Correntes pode ter terminado há mais de 100 anos, a concorrência entre corrente alternada e corrente contínua para alimentar o nosso dia-a-dia perdura.
