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Na década de 1880, Nikola Tesla desenvolveu uma série de motores elétricos de corrente alternada (CA). Eles contavam com a energia polifásica - isto é, duas ou três alimentações elétricas CA sincronizadas entre si, com uma alimentação projetada para atingir seu máximo antes das outras. A energia polifásica produz um campo magnético rotativo que aciona o motor. Hoje, nossas casas possuem energia CA monofásica. Para fazer com que os motores CA em seus aparelhos funcionem, os engenheiros adicionaram capacitores para criar uma fase extra.
Polifase AC
Os geradores das usinas de energia elétrica produzem eletricidade em três fases distintas. Cada um possui uma corrente alternada de 60 ciclos, mas os ciclos de cada fase começam e terminam em um padrão de sobreposição. As maiores demandas de energia dos equipamentos comerciais e industriais exigem o uso de fiação elétrica nas três fases.
AC do agregado familiar
A maioria das residências possui energia elétrica monofásica ou bifásica, pois é mais barata que a fiação trifásica. Você pode fazer as coisas mais normais em qualquer uma das três fases originais, como executar um aspirador de pó, uma torradeira ou um computador. A maioria das tomadas em sua casa tem apenas uma fase, medindo 110 volts. Uma tomada de 220 volts terá duas fases.
Motor CA
Um motor elétrico CA possui um rotor interno cercado por um conjunto de bobinas. Um motor CA trifásico executa diferentes conjuntos de bobinas. Uma fase pode estar chegando ao máximo em seu ciclo, a próxima está no máximo, a próxima está diminuindo do máximo. Somente um conjunto de bobinas de cada vez produz um campo magnético de força máxima. À medida que cada fase passa por seus ciclos, o ponto magnético máximo gira em torno da circunferência do motor, acionando o rotor.
Capacitor de partida
Com energia monofásica, todas as bobinas de um motor iniciam seu ciclo ao mesmo tempo. O campo magnético não gira, então o rotor não pode se mover. Os engenheiros resolveram isso usando uma bobina de partida separada em série com um capacitor. Um capacitor é um pequeno dispositivo eletrônico em forma de cilindro que armazena e libera carga elétrica. Sua capacidade é medida em unidades chamadas farads, com capacitores de partida normalmente tendo cerca de 10 microfarads (milionésimos de um farad). Combinado com a bobina, o capacitor cria uma segunda fase que leva a primeira em 90 graus. Isso é suficiente para criar um campo magnético rotativo e dar partida no motor. Uma vez que o motor acelera, um interruptor centrífugo desconecta a bobina de partida e o capacitor, caso contrário, eles interferem na eficiência do motor.
Capacitores Start-Run
Uma variação do esquema de capacitores de partida usa dois capacitores: um grande para dar partida no motor e outro menor para mantê-lo funcionando. Isso melhora o desempenho de motores elétricos maiores.