geradores

1. GERADORES ELETROMAGNÉTICOS
CENTRO UNIVESITÁRIO DO PIAUÍ –
UNIFAPI
CURSO: Bacharel em Engenharia Civil.
DISCIPLINA: Complementos de Física.
PROFESSOR (a): Edvaldo Coutinho.
Arthur Alves de sousa
Alexsandro Ferreira de Lima
Carlos Arthur
Hélio Laercio Silva Souza
Ludmila Alves de Abreu
Paula Batista Silva
Yezalel Brigido Bezerra Gomes

2. HISTÓRIA DO GERADOR ELÉTRICO
Em 1831, o inglês Michael Faraday inventou um equipamento que
convertia energia mecânica em elétrica, o chamado dínamo. Este
dispositivo era composto por um disco de cobre que girava no campo
magnético formado pelos polos de um íman com formato de
ferradura, produzindo uma corrente elétrica contínua. Antes de
Faraday, a única fonte de energia elétrica conhecida eram as pilhas e
baterias, que transformam a energia química em eletricidade. No
entanto, uma vez que a energia mecânica é a que possui maior
potencial elétrico, considera-se que o dínamo foi o precursor dos
geradores elétricos como os conhecemos atualmente.

3. SIGNIFICADO DE GERADOR ELÉTRICO
O gerador elétrico é um equipamento que converte a energia
mecânica, química, solar ou de qualquer outra natureza em energia
elétrica.

4. COMO FUNCIONAM ESSES GERADORES?
Um gerador de energia portátil cria tensão CA girando uma bobina de
através de um campo magnético. A bobina está ligada a dois anéis
deslizantes que conduzem eletricidade de e para o rotor.

5. TIPOS DE GERADORES
● Gerador Mecânico: converte energia mecânica em elétrica, como os alternadores
de carro. É o mais comum no setor da indústria e o que apresenta maior
capacidade de transformação de energia.
● Gerador Químico: converte energia química (potencial) em elétrica, como as
pilhas e baterias. É quase sempre utilizado para suprir equipamentos de baixo
consumo energético.
● Gerador Luminoso: converte energia térmica em elétrica, como as placas solares
ou fotovoltaicas. Têm sido amplamente utilizados em casas e edifícios privados ou
comerciais.
● Gerador Eólico: converte energia do vento em elétrica, como as turbinas eólicas
(aero geradores), muito utilizadas em Portugal para gerar energia limpa.
● Gerador Térmico: converte energia térmica em elétrica, como as turbinas a vapor.

6. FLUXO MAGNÉTICO
As linhas do campo magnético (B) estão representadas em azul claro. O vetor rosa é normal à
superfície em verde. Por fim θ é o ângulo formado entre as linhas de campo e esse vetor normal.
Para calcular o fluxo magnético ( Φ ) através de uma área A basta usar a fórmula:
Φ = B A cosθ

7. INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
O fenômeno chamado de indução eletromagnética dita como a interação entre um
campo magnético e um circuito elétrico produz uma diferença de potencial elétrico.
Observe que, ao movimentar um ímã com relação a uma bobina (composta por diversas
espiras), uma corrente aparece na bobina. Vale notar também que o sentido desse
movimento altera o sentido da corrente nas espiras.

8. LEI DE FARADAY E LEY DE LENZ
A famosa Lei de Faraday nos diz que:
“A diferença de potencial induzida em uma bobina é proporcional ao
número de espiras e à variação temporal do fluxo magnético sobre
essas espiras. ”
Matematicamente, podemos organizá-la dessa forma:
ε = – N * (ΔΦ / Δt )

9. GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA
Um gerador é um equipamento que se utiliza da indução eletromagnética para gerar energia
elétrica utilizável.
Sua composição é bem parecida com o sistema ímã-bobina que discutimos anteriormente.
No entanto, para fins práticos, mover uma espira sobre um campo magnético estático é uma
opção melhor do que mover um campo mantendo a espira estática.

10. A figura acima mostra a ilustração do princípio de funcionamento de um gerador
eletromagnético, ou seja, uma espira gira submetida a um campo magnético. Em razão
desse movimento, o fluxo através da espira varia, ocasionando uma corrente induzida
que, nesse caso, é uma corrente alternada, tendo seu valor variável e seu sentido
invertido periodicamente. Quando condutores em forma de espiras são girados num
campo magnético nós participamos do processo de transformação de energia mecânica
em energia elétrica.

11. PARTE ELÉTRICA DO GERADOR
● Balanço de energia no gerador – equação característica
A relação entre as tensões úteis, total é dissipada é descrita pela equação característica
dos geradores. Trata-se de uma equação de 1º grau, em que a tensão é escrita em função da
corrente elétrica.
Observe essa fórmula:
U – Tensão útil (V)
ε – força eletromotriz (V)
ri – resistência interna do gerador (Ω)
i – corrente elétrica (A)

12. CURVA CARACTERÍSTICA DOS GERADORES
A curva característica dos geradores é um gráfico que relaciona a tensão
útil com a corrente elétrica. Trata-se de uma reta descendente, como é
mostrado a seguir:
icc – corrente de curto-circuito

13. POTÊNCIAS NO GERADOR
A potência de um gerador é a medida de quanta energia ele é capaz de converter em
energia elétrica a cada segundo. A grandeza potência é definida pela razão entre
energia, em joules, e tempo, em segundos, desse modo, é medida em joules por
segundo, também conhecida como watts (W).
PT – Potência total (W)
PU – Potência útil (W)
PD – Potência dissipada (W)

14. RENDIMENTO DO GERADOR
O rendimento do gerador é uma grandeza dimensional usada para determinar
quão eficiente um gerador é em fornecer energia elétrica. O rendimento é
calculado pela divisão entre a tensão útil e a força eletromotriz ou pela divisão
entre a potência útil e a potência total. Confira:
η – rendimento do gerador

15. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Podemos concluir então o quão são importantes os geradores de
energia para o mundo em geral. Os geradores são equipamentos
de alto desempenho capazes de fornecer energia elétrica para
diversos setores, como o industrial, hospitalar, comercial e rural.
Tudo isso sem depender da distribuição das concessionárias de
energia, que são suscetíveis a falhas e quedas de sinal.

16. Uma bateria elétrica possui uma força eletromotriz de 1,5 V e
resistência interna 0,1 Ω.
Qual a diferença de potencial, em V, entre os polos desta
bateria se ela estiver fornecendo 1,0 A a uma lâmpada?
A)1,5
B)1,4
C)1,3
D)1,2
E)1,0

17. Um gerador de força eletromotriz igual a 12,0 V e resistência
interna de 0,5 Ω é atravessado por uma corrente elétrica de
4,0 A. O rendimento aproximado desse gerador, para essa
intensidade de corrente elétrica é de:
a) 57 %
b) 83 %
c) 62 %
d) 75 %
e) 93 %

18. Uma vez que a tensão útil do gerador foi determinada, basta dividi-la
pela força eletromotriz e multiplicar o resultado por 100, fazendo
isso, encontramos um rendimento de aproximadamente 83%.

19. Obrigado pela atenção!!!