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50 e 60 Hz, qual é a diferença?

Por quê alguns países adotam energia elétrica de 60 Hz e outros de 50 Hz e qual é a diferença entre as duas frequências? É o assunto deste post.

Origens

No final do século XIX, várias frequências diferentes foram usadas. A frequência dependia da máquina a vapor, turbina d’água e/ou do projeto da máquina elétrica. Em 1895, na cidade de Coventry, Inglaterra, tinha um sistema de distribuição monofásico de 87 Hz, foi usado até 1906. Esta é a fórmula para o cálculo da frequência em Hz para geradores AC. p é o número de polos e n é a velocidade em rpm.

f=\frac{(p\cdot n)}{120}

Na Europa, a maioria das frequências usadas eram 40 e 53 Hz. Enquanto nos EUA, em 1886, a empresa de Westinghouse usou em Great Barrington um alternador fabricado pela Siemens com 16 polos que girava a 1000 rpm, portanto, frequência de 133 + 1/3 Hz.

A empresa Thomson-Houston usava geradores com 125 Hz. Em 1887, o motor de indução, mostrado abaixo, foi inventado por Nikola Tesla e exigia uma frequência menor.

Foi comprovado que 60 Hz é mais eficiente que 133 Hz. Em 1890, a Westinghouse adotou esta nova frequência, para colocar os motores de indução e os geradores no mesmo padrão. A frequência de 125 Hz produzia harmônicas, um tipo de interferência. Em 1891, na Europa, a empresa alemã AEG adotou a frequência de 50 Hz, depois de observar o efeito estroboscópico das lâmpadas em 40 Hz.

Regiões que usam 50 ou 60 Hz

No mapa abaixo, os países em vermelho adotam o padrão americano de 60 Hz. Enquanto os países em azul usam o padrão europeu de 50 Hz.

No Japão, a parte leste do país usa 50 Hz e a parte oeste implementou 60 Hz.

Diferenças entres os padrões

Um motor feito para 50 Hz operando em 60 Hz vai aumentar a velocidade em 20%. Para aumentar o torque na mesma proporção, a relação tensão/frequência deve ser constante. Nas frequências mais baixas, as perdas do núcleo e correntes parasitas são menores. E se um motor para 60 Hz for usado em 50 Hz? Vai consumir mais corrente devido a menor impedância do motor, perder potência e aumentar a temperatura, podendo queimar. Quanto à eficiência, tem pouca diferença entre as frequências. O que mais influencia é a tensão 110 ou 220 V, mais detalhes serão explicados futuramente. São usados conversores de frequência para evitar estes problemas, que serão assunto para outro post.

Alguns aparelhos podem operar nas duas frequências.

 

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About Pedro Ney Stroski

13 thoughts on “50 e 60 Hz, qual é a diferença?

  1. Bom dia,
    Estou viajando para Europa, onde é 220 V, 50 Hz.
    Posso utilizar um eletrodoméstico (Panela Elétrica de Arroz) 220 V, 60 Hz ?
    Tenho que instalar um conversor ?

    Obrigado

    1. Bom dia,
      A panela de arroz tem um termostato e uma resistência, são componentes que funcionam em corrente contínua. Porém, se na panela diz 60 Hz, deve ter uma fonte cujo transformador foi feito para operar em 60 Hz. Neste caso, é melhor ter um conversor de frequência de 50 para 60 Hz.

  2. Excelente matéria!!
    Estou indo para Europa e gostaria de adquirir uma chopeira! Contudo o modelo de lá é 230v/50hz. Tudo bem se eu utilizar aqui no Brasil? No caso estou pensando em usar um transformador 230v-120v. Existe transformador que altera também a frequecia? Seria necessário?

    1. Se a chopeira elétrica tem sistema de resfriamento termoelétrico, tem um sistema Peltier de transferência de calor que funciona com tensão contínua. A frequência indicada é para o transformador da fonte, que foi feito para operar em 50 hz. Se colocar em 60 Hz, haverá perda de eficiência, pois o núcleo do transformador foi feito para operar em 50 Hz.
      Se a chopeira tiver um compressor, este deve ter um motor AC para operar em 50 Hz. Colocando em 60 Hz aumenta a velocidade, mas diminui o torque, o que pode causar problemas pois compressores movem peças mecânicas para comprimir o fluido.
      O transformador não muda a frequência, apenas a tensão alternada.

  3. É possível utilizar, ao mesmo tempo, um transformador de 230V para 127V e também usar um conversor de frequência de 60Hz para 50Hz? Já existe algum aparelho que faz ambas as conversões?
    Gostaria de usar alguns eletrodomésticos brasileiros nos Estados Unidos. Lá é 127V – 50Hz. Pensei em comprar um transformador 230V para 127V, mas isso não me resolve o problema da frequência, que para os nossos eletrodomésticos, é de 60Hz. Como solucionar os dois problemas?
    Obrigada desde já!

      1. Quero sim, eu preciso fazer um trabalho explicando o porque de tais valores para a frequência da rede elétrica. Se você tiver mais alguma coisa falando sobre isso me mande por favor.

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