M034 - Fase do Sinal Senoidal

Sinais Senoidais - Fase

Nos Módulos anteriores já estudamos a amplitude e a frequência dos sinais senoidais. Neste Módulo vamos estudar outra característica dos sinais senoidais: a fase.

Fig 1

A fase do sinal senoidal indica o posicionamento do sinal no tempo. Na figura 1 nós representamos 3 sinais senoidais de mesma frequência: A, B e C. Podemos observar que os sinais A e B apresentam o mesmo posicionamento no eixo do tempo. Dizemos que eles estão em fase. Já o sinal C está deslocado no eixo do tempo. Dizemos que C está defasado em relação a A e B.

A fase do sinal senoidal é normalmente definida como um ângulo, chamado de ângulo de fase. O ciclo inteiro é considerado 360° em analogia ao círculo, pois a cada 360°, no círculo, nós voltamos ao ponto inicial.

A indicação da fase só faz sentido se tivermos uma referência e só podemos comparar a fase de duas senoides se elas apresentarem a mesma frequência.

Na figura 2 nós repetimos a representação da figura 1 mas acrescentamos os ângulos de fase, tomando a senoide A como referência.

Fig 2

Quando dizemos que um sinal está adiantado em fase em relação a outro, dizemos que os picos e cruzamentos por zero acontecem antes do eixo do tempo. Quando a fase esta atrasada, significa que picos e vales acontecem depois no eixo do tempo.

No gráfico da figura 2 podemos dizer que a senoide C está atrasada em relação a A e B em cerca de 68°. Podemos concluir isto observando que A e B cruzam o eixo de tensão 0V em 0 segundos, enquanto C só cruza este eixo em 68°

Vejamos alguns exemplos:

1) Sabendo que uma indústria recebe da concessionária de energia elétrica cabos com tensão trifásica de 380 V e defasadas de 120°, faça uma representação do sinal de tensão entregue à indústria, sabendo que a fase B está atrasada de 120° em relação a A e C está atrasada de 120° em relação a B.

Resposta:

Como vimos nos Módulos anteriores, Quando a concessionária informa que a tensão é de 380Vac, ela está se referindo ao valor RMS. Assim precisamos primeiro calcular a tensão de pico da senoide.

V_p = V_RMS . √ 2

Logo:

V_p = 380V x . √ 2 = 537V

Assim a representação gráfica deste sinal trifásico entregue à indústria pode ser o da figura 3.

Fig 3