Contente
- Como funciona a indução
- Como os geradores usam a indução
- Tipos de Combustível
- Fazendo seu próprio gerador
Uma bateria converte energia química em eletricidade e uma célula solar produz eletricidade a partir da energia solar, mas se você deseja produzir eletricidade a partir de energia mecânica, precisa de um gerador de indução. Esses geradores podem ser pequenos o suficiente para alimentar uma lanterna no estilo de manivela ou grandes o suficiente para energizar cidades inteiras, mas todos trabalham com o princípio da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday, físico e inventor inglês do século XIX. Hoje, os geradores de indução movidos a uma variedade de combustíveis fornecem eletricidade para a maioria da população do mundo.
Como funciona a indução
Hoje em dia, o experimento de indução é provavelmente um dos mais importantes da física, e foi relativamente simples. Enrolou um pedaço de fio condutor em torno de um núcleo circular e conectou o fio a um medidor. Ele descobriu que mover um ímã pelo centro do círculo fazia com que a corrente flua no fio. A corrente parou quando ele parou de mover o ímã e fluiu na direção oposta quando ele inverteu a direção do ímã. Mais tarde, ele formulou a lei da indução eletromagnética, agora conhecida como Lei de Faradays, que relacionava a força da corrente à magnitude da mudança do campo magnético, também conhecido como fluxo magnético. A força do ímã, o número de bobinas ao redor do núcleo e as características do fio condutor influenciam os cálculos para geradores do mundo real.
Como os geradores usam a indução
Quer estejam localizados dentro de um gerador de utilidades domésticas, seu carro ou uma usina nuclear, os geradores geralmente incorporam os mesmos recursos. Eles incluem um rotor com um núcleo oco que gira em torno de um estator. O estator é tipicamente um ímã poderoso, enquanto as bobinas que transportam eletricidade são enroladas ao redor do rotor. Em alguns geradores, as bobinas são enroladas ao redor do estator e o rotor é magnetizado. Não importa. De qualquer maneira, a eletricidade fluirá.
O rotor precisa girar para que a eletricidade flua e é aí que entra a entrada de energia mecânica. Os geradores de larga escala utilizam uma variedade de combustíveis e processos naturais para essa energia. A cada rotação do rotor, o fluxo atual para, inverte, para novamente e retorna à direção de avanço. Esse tipo de eletricidade é chamado de corrente alternada e o número de vezes que muda de direção em um segundo é uma característica importante.
Tipos de Combustível
O rotor na maioria dos geradores é conectado a uma turbina e, em muitas plantas geradoras, a turbina é acionada a vapor. É necessária energia para aquecer a água para produzir esse vapor e essa energia pode ser fornecida por combustíveis fósseis, como carvão e gás natural, biomassa ou fissão nuclear. O combustível também pode vir de fontes naturais, como energia geotérmica - calor natural que emana do fundo do solo. Os geradores hidrelétricos são alimentados pela energia de uma cachoeira. O primeiro gerador hidrelétrico do mundo, projetado por Nikola Tesla e construído por George Westinghouse, está localizado nas Cataratas do Niágara. Gera cerca de 4,9 milhões de quilowatts de energia, o suficiente para 3,8 milhões de residências.
Fazendo seu próprio gerador
É muito fácil construir um gerador. Muitos projetos são possíveis, mas um dos mais fáceis consiste em uma bobina estacionária e um ímã rotativo. Os fios são enrolados em torno de uma unha revestida com fita isolante, e o ímã pode ser um simples em forma de ferradura. Ao fazer um furo na base do ímã, inserir um eixo bem apertado e anexá-lo a uma broca, você pode gerar eletricidade suficiente para acender uma lâmpada apenas operando a broca para fazer o ímã girar em torno da bobina.