quinta-feira, 29 de outubro de 2009

Gerador

Para comprendermos como os íons formam a corrente elétrica, o significado de um gerador e o conceito de força eletromotriz de um gerador, façamos a seguinte analogia:

Suponhamos um conjunto de esferas encostadas umas nas outras de maneira a formar um colar fechado. Se nenhuma força atuar nessas esferas, isto é, se não for cedida energia a essas esferas, elas permanecerão indefinidamente em repouso. Suponhamos que um dispositivo qualquer forneça energia ao conjunto de esferas de maneira tal que o colar gire como está indicado na figura: todas as esferas se deslocam de maneira que cada uma vá passando sucessivamente pelas posições de todas as outras.

Consideremos uma secção transversal S qualquer do colar. Se contarmos o número de esferas que passam por essa secção durante certo tempo t, chegaremos a duas conclusões:

1a – o número de esferas que passam pela secção S durante certo tempo é igual ao número de esferas que passam por qualquer outra secção transversal durante o mesmo tempo; sendo assim, tudo o que falarmos sôbre a secção S valerá também para qualquer outra secção transversal do colar.

2a – o número de esferas que passam pela secção S durante certo tempo depende da energia comunicada às esferas durante o mesmo tempo. Assim, se for cedida às esferas uma energia grande, elas se deslocarão com grande velocidade, e o número de esferas que passarão por S será grande. Se for cedida uma energia pequena, as esferas se deslocarão com pequena velocidade, e o número de esferas que passar por S será pequeno.

Observemos bem que sempre nos referimos à energia fornecida às esferas durante certo tempo, e ao número de esferas que passam por S durante o mesmo tempo.

Suponhamos agora uma corrente elétrica circulando por um circuito fechado. Já vimos que essa corrente elétrica é formada por íons ou por elétrons em movimento. Êsses íons ou elétrons, quando se deslocam, comportam-se como as esferas do colar, isto é, cada íon vai ocupando sucessivamente a posição dos outros íons. Mas, com as diferenças seguintes:

1a – os íons ou os elétrons não ficam encostados uns nos outros;

2a – há duas correntes de íons; a de íons positivos num sentido, e a de íons negativos em sentido oposto (com excessão do caso dos metais em que há movimento só de elétrons e num só sentido).

Do mesmo modo que no caso do colar, esses íons não entrariam em movimento se nenhuma força atuasse neles, isto é, se não fosse cedida energia a eles. De onde vem essa energia fornecida aos íons? Vem de um dispositivo chamado gerador, e do qual falaremos logo mais.

Se considerarmos no circuito uma secção transversal S qualquer, e o número de íons que passam por essa secção durante certo tempo, chegaremos a duas conclusões análogas àquelas duas do caso do colar:

1a – o número de íons que atravessam essa secção durante certo tempo é igual ao número de íons que atravessa qualquer outra secção durante o mesmo tempo. A carga elétrica que atravessa a secção é igual a soma das cargas dos íons que atravessam-na. Como, em um mesmo tempo, o número de íons que atravessam qualquer secção é o mesmo, concluímos que a carga elétrica que atravessa qualquer secção transversal do circuito é a mesma, durante o mesmo tempo. Para nós é mais importante considerarmos a carga elétrica do que considerarmos o número de íons.

2a – o número de íons que passa pela secção durante certo tempo, isto é, a carga elétrica que passa pela secção durante certo tempo, depende da energia fornecida aos íons durante o mesmo tempo. Assim, se o gerador fornecer muita energia, o número de íons, isto é, a carga elétrica que passará pela secção transversal será grande.

Como é que o gerador fornece energia aos íons? O gerador fornece energia aos íons por meio de um campo elétrico; ele provoca o aparecimento de um campo elétrico no interior dos condutores que formam o circuito. As cargas elétricas dos íons, estando em um campo elétrico, ficam sujeitas a forças que põem os íons em movimento.

Evidentemente o gerador não pode criar essa energia a partir do nada. O que ele faz é uma transformação de energia. Ele recebe energia de certo tipo e depois a transforma em energia elétrica; em outras palavras: ele recebe certa quantidade de energia que permite que ele provoque o aparecimento do campo elétrico.

Quando o gerador transforma energia mecânica em elétrica ele é chamado gerador mecânico ou dínamo; quando transforma energia química é chamado pilha hidroelétrica; quando transforma energia térmica é chamado pilha termoelétrica, etc.. No tópico "Aplicações do efeito termoelétrico" falamos superficialmente de como funciona uma pilha termoelétrica; em eletromagnetismo, veremos como funciona um dínamo.


25 comentários:

  1. Quando o gerador transforma energia mecânica em elétrica ele é chamado gerador mecânico ou dínamo; quando transforma energia química é chamado pilha hidroelétrica; quando transforma energia térmica é chamado pilha termoelétrica, etc..
    Fala que nozes!!

    ResponderExcluir
  2. Geradores de corrente elétrica

    A corrente sempre existe enquanto há diferença de potencial entre dois corpos ligados, por um condutor, por exemplo, mas esta tem pequena duração quando estes corpos são eletrizados pelos métodos vistos em eletrostática, pois entram rapidamente em equilíbrio.

    A forma encontrada para que haja uma diferença de potencial mais duradoura é a criação de geradores elétricos, que são construídos de modo que haja tensão por um intervalo maior de tempo.

    ResponderExcluir
  3. O dínamo é um gerador de eletricidade, um aparelho que transforma Energia Mecânica em Energia Elétrica.


    Hans Orsted observou que a agulha de uma bússola oscilava quando aproximada de um fio condutor percorrido por corrente elétrica. Michel Faraday se interessou pelo fenômeno e após alguns experimentos, observou que quando um imã se move próximo de um circuito elétrico, a corrente elétrica do circuito é alterada. Este fenômeno, chamado de indução magnética é explicado pela Lei de Lenz, que estabelece: o sentido da corrente induzida é oposto da variação do campo magnético que a gera.



    Logo, sabemos hoje que a variação de campo magnético gera corrente elétrica. No dínamo o imã gira com a bobina ao seu redor. Este movimento gera a variação do campo magnético do imã, surgindo então, uma corrente elétrica no conjunto de espiras da bobina. Esta corrente elétrica é utilizada para acender o farol do bicicleta, ou qualquer led que seja instalado no circuito.

    ResponderExcluir
  4. Existem dois tipos de corrente elétrica. O tipo produzido por baterias é o de corrente contínua, no qual o fluxo de elétrons é constante numa dada direção. O tipo usado na maioria dos aparelhos elétricos é o de corrente alternada, no qual a direção do fluxo de elétrons se alterna. A freqüência da corrente alternada pode variar dentro de uma faixa muito ampla. As linhas de alimentação operam com 50 Hertz (ciclos por segundo) na Europa e 60 Hz nos Estados Unidos. A maior parte da eletricidade atualmente é produzida por geradores de corrente alternada.

    ResponderExcluir
  5. Para um gerador real, o valor esperado para o seu rendimento está no intervalo maior que zero e menor que um. Não pode ser igual a zero, pois este rendimento indica que o gerador está com defeito e não pode ser igual a um, pois desse modo ele seria um gerador ideal, ou seja, com resistência interna igual a zero. É muito comum multiplicarmos o valor do rendimento por cem, pois desse modo teremos o resultado percentual do rendimento.

    ResponderExcluir
  6. Geradores Mecânicos de Energia Elétrica
    Todo dispositivo cuja finalidade é produzir energia elétrica à custa de energia mecânica constitui uma máquina geradora de energia elétrica (diz-se também, impropriamente, máquina geradora de eletricidade --- eletricidade não é uma grandeza física, é um ramo da Física).
    O funcionamento dessas máquinas se baseia ou em fenômenos eletrostáticos, ou na indução eletromagnética. Nas aplicações industriais a energia elétrica provém quase exclusivamente de geradores mecânicos cujo princípio é o fenômeno da indução eletromagnética ; os geradores mecânicos de corrente alternante são também denominados alternadores; os geradores mecânicos de corrente contínua são também denominados dínamos. Vale, desde já, notar que: "dínamo" de bicicleta não é dínamo e sim 'alternador'.
    Numa máquina elétrica (seja gerador ou motor), distinguem-se essencialmente duas partes, a saber: o estator, conjunto de órgãos ligados rigidamente à carcaça e o rotor, sistema rígido que gira em torno de um eixo apoiado em mancais fixos na carcaça. Sob ponto dê vista funcional distinguem-se o indutor, que produz o campo magnético, e o induzido que engendra a corrente induzida.
    No dínamo o rotor é o induzido e o estator é o indutor; nos alternador dá-se geralmente o contrario.
    A corrente induzida produz campo magnético que, em acordo com a Lei de Lenz, exerce forças contrárias à rotação do rotor; por isso em dínamos e alternadores, o rotor precisa ser acionado mecanicamente. O mesmo conclui do Princípio de Conservação da Energia: a energia elétrica extraída da máquina, acrescida de eventuais perdas, é compensada por suprimento de energia mecânica.

    ResponderExcluir
  7. Todo dispositivo cuja finalidade é produzir energia elétrica à custa de energia mecânica constitui uma máquina geradora de energia elétrica (diz-se também, impropriamente, máquina geradora de eletricidade --- eletricidade não é uma grandeza física, é um ramo da Física).
    O funcionamento dessas máquinas se baseia ou em fenômenos eletrostáticos (como no caso do gerador Van de Graaff), ou na indução eletromagnética (como no caso do disco de Faraday). Nas aplicações industriais a energia elétrica provém quase exclusivamente de geradores mecânicos cujo princípio é o fenômeno da indução eletromagnética (e dos quais o disco de Faraday é um simples precursor); os geradores mecânicos de corrente alternante são também denominados alternadores; os geradores mecânicos de corrente contínua são também denominados dínamos. Vale, desde já, notar que: "dínamo" de bicicleta não é dínamo e sim 'alternador'

    ResponderExcluir
  8. O gerador é posto em curto-circuito quando os seus pólos são ligados diretamente por um fio condutor de baixa resistência. Quando isso acontece, a diferença de potencial entre os pólos é igual a zero e assim se obtém uma corrente definida como corrente de curto circuito (icc) que é a maior possível a passar pelo gerador.

    A potência no gerador
    Quando o gerador é ligado a um circuito, começa a fluir uma corrente nele, pois a finalidade do gerador é manter uma diferença de potencial U. A potência útil do gerador é definida pelo produto da diferença de potencial lançada no circuito pela corrente que flui nele.
    O gerador real também possui uma resistência elétrica e ela é uma fonte de dissipação, por isso além de uma potência útil, também teremos uma dissipada.
    A soma da potência útil pela da dissipada no circuito dará a potência total do gerador que é definida pelo produto da força eletromotriz pela corrente elétrica.

    ResponderExcluir
  9. Este comentário foi removido pelo autor.

    ResponderExcluir
  10. Quando o gerador transforma energia mecânica em elétrica ele é chamado gerador mecânico ou dínamo; quando transforma energia química é chamado pilha hidroelétrica; quando transforma energia térmica é chamado pilha termoelétrica, etc..O dínamo é um gerador de eletricidade, um aparelho que transforma Energia Mecânica em Energia Elétrica.


    Hans Orsted observou que a agulha de uma bússola oscilava quando aproximada de um fio condutor percorrido por corrente elétrica. Michel Faraday se interessou pelo fenômeno e após alguns experimentos, observou que quando um imã se move próximo de um circuito elétrico, a corrente elétrica do circuito é alterada. Este fenômeno, chamado de indução magnética é explicado pela Lei de Lenz, que estabelece: o sentido da corrente induzida é oposto da variação do campo magnético que a gera.



    Logo, sabemos hoje que a variação de campo magnético gera corrente elétrica. No dínamo o imã gira com a bobina ao seu redor. Este movimento gera a variação do campo magnético do imã, surgindo então, uma corrente elétrica no conjunto de espiras da bobina. Esta corrente elétrica é utilizada para acender o farol do bicicleta, ou qualquer led que seja instalado no circuito.

    ResponderExcluir
  11. No caso de um gerador que fornece uma corrente contínua, um interruptor mecânico ou anel comutador alterna o sentido da corrente de forma que a mesma permaneça unidirecional independente do sentido da posição da força eletromotriz induzida pelo campo. Os grandes geradores das usinas geradoras de energia elétrica fornecem corrente alternada e utilizam turbinas hidráulicas e Geradores Síncronos.

    ResponderExcluir
  12. Gerador é um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica.

    * Tipos de geradores que convertem energia mecânica em elétrica:
    o Gerador Síncrono
    o Gerador de indução ou Gerador Assíncrono
    o Gerador de Corrente contínua

    ResponderExcluir
  13. O tipo mais comum de gerador elétrico, o dínamo (gerador de corrente contínua) de uma bicicleta, depende da indução eletromagnética para converter energia mecânica em energia elétrica, a lei básica de indução eletromagnética é baseada na Lei de Faraday de indução combinada com a Lei de Ampere que são matematicamente expressas pela 3º e 4º equações de Maxwell respectivamente.

    ResponderExcluir
  14. O gerador elétrico é um mecanismo que transforma energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica. O gerador elétrico mais comum é o dínamo (gerador de corrente contínua) de bicicleta, que já estudamos em “como funciona um dínamo”.
    O gerador elétrico é o agente do circuito que o abastece, fornecendo energia elétrica às cargas que o atravessam.
    O físico italiano Alessandro Volta foi quem desenvolveu o primeiro gerador. Estudando efeitos de contração muscular de patas de rãs, sob ação de descargas elétricas, Alessandro Volta descobriu que quando dois discos de metais diferentes, como cobre e zinco, estavam separados por um disco de pano ou papelão umedecido com água salgada, surgia uma diferença de potencial entre os discos de metais.

    ResponderExcluir
  15. O E é a força eletromotriz que, na verdade, é a diferença de potencial do gerador quando ele não está ligado ao circuito, ou seja, para um gerador em aberto temos que U = E. Quando o ligamos a um circuito, teremos a diferença de potencial U menor que a força eletromotriz E. Isto acontece porque o gerador apresenta uma resistência elétrica que é definida como resistência interna r.

    A diferença de potencial lançada no circuito será a diferença entre a força eletromotriz E pela diferença de potencial que foi aplicada na resistência interna no gerador. Desse raciocínio, temos a equação característica do gerador.

    O gerador é posto em curto-circuito quando os seus pólos são ligados diretamente por um fio condutor de baixa resistência. Quando isso acontece, a diferença de potencial entre os pólos é igual a zero e assim se obtém uma corrente definida como corrente de curto circuito (icc) que é a maior possível a passar pelo gerador.

    ResponderExcluir
  16. quando o gerador transforma energia mecanica em eletrica ele é chamado gerador mecanico ou dinamo.Quando transforma energia quimica e chamado pilha hidroeletrica quando transforma energia termica e chamado pilha termoeletrica, etc..O dinamo e um gerador de eletricidade um aparelho que transforma energia mecanica em energia eletrica.Geradores eletricos sao aparelhos que convertem energia, o nome gerador eletrico sugere um conceito muito errado pois a energia não e gerada e sim transformada, pois o principio da converção de energia seria violado.

    ResponderExcluir
  17. Tipo de gerador que converte energia química em elétrica
    *Geradores de célula à combustível ou célula de combustível
    *Pilhas
    Tipo de gerador que converte diretamente a energia luminosa do Sol em elétrica
    *Geradores fotovoltáicos
    O tipo mais comum de gerador elétrico, o dínamo (gerador de corrente contínua) de uma bicicleta, depende da indução eletromagnética para converter energia mecânica em energia elétrica, a lei básica de indução eletromagnética é baseada na Lei de Faraday de indução combinada com a Lei de Ampere que são matematicamente expressas pela 3º e 4º equações de Maxwell respectivamente.

    O dínamo funciona convertendo a energia mecânica contida na rotação do eixo do mesmo que faz com que a intensidade de um campo magnético produzido por um Ímã permanente que atravessa um conjunto de enrolamentos varie no tempo, o que pela Lei da indução de Faraday leva a indução de tensões nos terminais dos mesmos

    ResponderExcluir
  18. Gerador é um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica.
    O funcionamento da máquina se baseia ou em fenômenos eletrostáticos (como no caso do gerador Van de Graaff), ou na indução eletromagnética (como no caso do disco de Faraday). Nas aplicações industriais a energia elétrica provém quase exclusivamente de geradores mecânicos cujo princípio é o fenômeno da indução eletromagnética (e dos quais o disco de Faraday é um simples precursor); os geradores mecânicos de corrente alternante são também denominados alternadores; os geradores mecânicos de corrente contínua são também denominados dínamos.
    Numa máquina elétrica (seja gerador ou motor), distinguem-se essencialmente duas partes, a saber: o estator, conjunto de órgãos ligados rigidamente à carcaça e o rotor, sistema rígido que gira em torno de um eixo apoiado em mancais fixos na carcaça. Sob ponto dê vista funcional distinguem-se o indutor, que produz o campo magnético, e o induzido que engendra a corrente induzida.
    No dínamo o rotor é o induzido e o estator é o indutor; nos alternador dá-se geralmente o contrario.

    ResponderExcluir
  19. A associação de geradores serve para encontrarmos uma certa d.d.p. (diferença de potencial – tensão), para um circuito, que não pode ser fornecida por apenas um gerador. Então, pode-se associar os geradores em série e em paralelo.

    ResponderExcluir
  20. Geradores são dispositivos destinados a manter uma diferença de potencial entre os dois pontos aos quais estão ligados; têm como função básica aumentar a energia potencial das cargas que os atravessam. Exemplos: baterias e pilhas.

    Numa pilha, por exemplo, a energia resultante das reações químicas que acontecem no seu interior é utilizada para a realização de um trabalho sobre as cargas, fazendo que elas adquiram um potencial maior e, conseqüentemente, a capacidade de fornecer energia elétrica.

    ResponderExcluir
  21. Este comentário foi removido pelo autor.

    ResponderExcluir
  22. Para relacionarmos a energia que o gerador fornece aos íons com a carga elétrica que atravessa uma secção transversal do circuito definimos uma grandeza característica do gerador, chamada força eletromotriz.

    A energia que o gerador fornece aos íons ou aos elétrons na prática chamamos energia fornecida ao circuito.

    Chama-se força eletromotriz de um gerador ao quociente da energia que o gerador fornece ao circuito durante certo tempo pela carga elétrica que atravessa uma secção transversal do circuito durante o mesmo tempo.

    DEFINIÇÃO:Em geral se representa a força eletromotriz pela letra E (ou e), ou pelas iniciais f.e.m.. Sendo W a energia que o gerador fornece ao circuito durante o tempo t, e Q a carga elétrica que passa por qualquer secção transversal durante-o mesmo tempo, temos, por definição:
    Estudaremos o caso de geradores de força eletromotriz constante. É claro que quando E é constante, a energia W fornecida pelo gerador é proporcional à carga Q que ele fornece durante o mesmo tempo.

    ResponderExcluir
  23. Oi 3m1,primeiramente quero dizer que um Gerador é um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica.Mas,o nome gerador elétrico sugere um conceito muito errado pois a energia não é gerada e sim transformada, pois o Princípio da Conservação de energia seria violado.
    Aah,existe 2 tipos de geradores:Gerador ideal- é um gerador capaz de fornecer às cargas elétricas que o atravessam toda a energia gerada, a tensão elétrica medida entre seus pólos leva o nome de f.e.m. força eletro motriz-Gerador real- são quando a corrente elétrica que o atravessa sobre uma certa resistência, assim uma perda da energia total, será chamado de r a resistência do gerador.
    Equação para um gerador real, devido à resistência interna a perda de energia se dará por:
    i.r, assim temos que:

    U = E – i.r , o gerador real, fica caracterizado por dois parâmetros a f.e.m. E e a resistência interna r.

    U=E-r.i

    U=Tensão (v)

    E= Força eletromatriz (v)

    r= Resistencia interna (Ω)

    i = corrente (A)

    Vlw aew gente,até a próxima.

    ResponderExcluir
  24. Os geradores de energia são Renan Oliveira e Diego Souza,e a força da turbina é tardelli e Obina!GGGGAAAALLLLLOOOOO!!!
    Clube Atlético mineiro o rei de Minas e do Brasil!

    ResponderExcluir