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Motor térmico de cilco Otto 

Gerador elétrico

Gerador elétrico

Um gerador elétrico é uma máquina que transforma energia mecânica rotativa em energia elétrica. Nesse sentido, ele funciona na direção oposta à de um motor elétrico.

Um gerador elétrico é qualquer dispositivo capaz de manter uma diferença no potencial elétrico (tensão) entre dois pontos, chamados polos ou terminais. Geradores elétricos são máquinas elétricas destinadas a transformar energia mecânica em elétrica. Essa transformação é alcançada pela ação de um campo magnético nos condutores elétricos dispostos em bobinas em uma estrutura de chapa metálica. Se um movimento relativo entre os condutores e o campo é produzido mecanicamente, uma força eletromotriz é gerada, como o físico Michael Faraday descobriu.

Também poderia ser chamada de máquina geradora de fem (força motriz elétrica).

Os geradores de corrente elétrica podem ser de dois tipos:

  • Gerador elétrico de corrente contínua. No gerador elétrico de corrente contínua, uma bobina de fio que gira em um campo magnético produz uma corrente que muda de direção a cada rotação de 180 °.
  • Gerador elétrico de corrente alternada. Este último é geralmente chamado de alternador ou gerador síncrono. Máquinas síncronas são conectadas diretamente à rede e devem ser sincronizadas corretamente durante a inicialização.9 Além disso, elas são excitadas com controle especial para melhorar a estabilidade do sistema de energia.

Todos os geradores precisam de uma máquina motriz (motor) de algum tipo para produzir a força rotacional, na qual um condutor pode cortar as linhas de força magnéticas e produzir uma fem (força motriz elétrica). A máquina mais simples de motores e geradores é o alternador.

Como funciona um gerador elétrico?

Todos os geradores elétricos (exceto geradores eletrostáticos) operam de acordo com o princípio da indução elétrica, onde a corrente elétrica é gerada quando o condutor se cruza com as forças do campo magnético. Em geradores menores, o campo magnético é fornecido por ímãs permanentes. Por outro lado, unidades maiores possuem eletroímãs mais comuns, que por sua vez requerem uma fonte adicional de corrente de excitação.

Nos geradores CA modernos, a corrente de excitação fornece uma fonte externa separada (gerador ou retificador CC) e, no caso de geradores CC, o circuito de excitação também pode ser conectado ao enrolamento do indutor (ou seja, , o enrolamento do indutor de tensão).

Como a corrente de excitação é muito menor que a corrente no indutor, o circuito de excitação geralmente é montado no rotor do gerador, uma vez que os anéis coletores não são adequados para conduzir uma corrente grande. Pelo contrário, no caso de um gerador de corrente contínua, em que o interruptor montado no rotor fornece a conversão de corrente alternada em corrente contínua, a bobina de excitação é montada no estator e o indutor no rotor.

Em geral, a operação dos geradores é exatamente o oposto dos motores elétricos.

Tipos de geradores elétricos

Existem diferentes maneiras de classificar geradores elétricos, dependendo dos critérios a serem seguidos. Uma das maneiras de classificar os diferentes tipos de gerador é fazê-lo, dependendo de onde a energia primária aparece.

  • Geradores elétricos químicos Como as baterias, pois convertem a energia de certas reações químicas em eletricidade. Um gerador eletroquímico é um tipo de gerador elétrico que converte diretamente a energia química armazenada em substâncias químicas em corrente elétrica, por meio de uma reação química, sem passar por outros tipos de energia, como energia térmica, mecânica ou magnética.
  • Geradores elétricos mecânicos Turbinas eólicas e usinas hidrelétricas incluem alternadores, anteriormente dínamos, que transformam energia mecânica em energia elétrica. Eles são baseados no fenômeno da indução eletromagnética.
  • Geradores elétricos fotovoltaicos. Esses tipos de geradores elétricos são aqueles usados ​​na energia solar fotovoltaica para gerar eletricidade. Graças ao efeito fotovoltaico, os painéis fotovoltaicos geram eletricidade a partir da radiação solar.

    História dos geradores elétricos

    Primeiro, havia apenas sistemas de bateria para suprir o consumo de eletricidade, até que em 1831 o físico Michael Faraday publicou seu trabalho sobre indução eletromagnética, então o físico Franz Ernst Neumann o concluiu em 1841, concluído na fabricação de dínamos , que fornecem corrente contínua. Mas a corrente direta não pôde ser distribuída por grandes distâncias e, com a invenção do alternador e do transformador, isso foi possível.

    Essas primeiras máquinas elétricas foram movidas por motores a vapor e, em seguida, motores de combustão interna, turbinas hidráulicas e turbinas eólicas foram usadas.

    Também é digno de nota o momento que os dispositivos fotovoltaicos formados por semicondutores estão tendo hoje.

    O primeiro uso de alternadores em escala industrial O alternador da Alliance, desenvolvido por Floris Nollet (Bruxelas) em 1849, foi o primeiro gerador usado na indústria. O uso pretendido das máquinas era desmontar a água eletroquimicamente para obter gás luminoso para iluminação. De fato, a maioria das máquinas sem interruptores nos faróis em inglês e francês foi usada para operar lâmpadas de arco. Estes últimos só estavam fora de serviço no início do século XX.

    Autor:

    Data de publicação: 17 de novembro de 2016
    Última revisão: 26 de fevereiro de 2020