Geração de Energia Elétrica: Uma Introdução aos Princípios e Aplicações, Notas de estudo de Física

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ELETRICIDADE

Prof.ª: Alessandra F. Candeia de Araujo Eng.ª Eletricista / Técnica em Automação Industrial CREA-ES 0046650/D E- mail: [email protected]

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GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Como já vimos, a eletrostática é a parte da eletricidade que estuda a eletricidade estática. Esta, por sua vez, refere-se às cargas armazenadas em um corpo, ou seja, sua energia potencial. Por outro lado, a eletrodinâmica estuda a eletricidade dinâmica que se refere ao movimento dos elétrons livres de um átomo para outro. Para haver movimento dos elétrons livres em um corpo, é necessário aplicar nesse corpo uma tensão elétrica. Essa tensão resulta na formação de um polo com excesso de elétrons denominado pólo negativo e de outro com falta de elétrons denominado de pólo positivo. Essa tensão é fornecida por uma fonte geradora de eletricidade.

Fontes Geradoras de Energia Elétrica

A existência da tensão é condição fundamental para o funcionamento de todos os aparelhos elétricos. As fontes geradoras são os meios pelos quais se pode fornecer a tensão necessária ao funcionamento desses consumidores. Para haver movimento dos elétrons livres em um corpo, é necessário aplicar nesse corpo uma tensão elétrica que é fornecida por uma fonte geradora de energia elétrica. Além da pilha, para gerar tensão elétrica, existem outras maneiras de criar um desequilíbrio elétrico, essencial para se obter a tensão necessária para fazer funcionar algum circuito

TERMOPAR TIPO J ( Liga: (+) Ferro (99,5%) (-) Constantan - Cu58 Ni Faixa de utilização: 0 a 800°C

• f.e.m. produzida: 0 a 42,922mV

Geração de Energia Elétrica por Ação de

Luz

Esse tipo de energia é gerado por células fotovoltaicas. Elas são feitas da junção de duas finas camadas de silício ( material semicondutor) unidas em forma de sanduiche, no qual são ligados dois fios metálicos. Quando a luz do sol atinge a parte superior desta junção o feixe de energia de luz chamado de fótons começa a se chocar com os elétrons livres, que se movimentam de uma camada para a outra, fazendo com que circule uma carga elétrica entre os fios.

Geração de energia por ação mecânica

Alguns cristais, como o quartzo, a turmalina, mica, a calcita e os sais de Rochelle,

quando submetidos a ações mecânicas como compressão e torção, desenvolvem

uma diferença de potencial. Eles são chamados de materiais piezoelétricos.

Se um cristal de um desses materiais for colocado entre duas placas metálicas e

sobre elas for aplicada uma variação de pressão, obteremos uma tensão elétrica

(ddp) produzida por essa variação. O valor da diferença de potencial dependerá da

pressão exercida sobre o conjunto.

As células fotovoltaicas são usadas na geração de eletricidade para: Satélites e estações espaciais; Recarga de baterias de carros elétricos; Iluminação; Calculadoras portáteis.

Ex.: Ultrassons, transdutores de pressão, isqueiros eletrônicos, acendedores elétricos.

CORRENTE CONTÍNUA CC OU DC – Os elétrons se movimentam em um único sentido. CORRENTE ALTERNADA CA OU AC – Os elétrons se movimentam ora em um sentido, ora em outro com a variação do tempo.

USINAS GERADORAS DE ELETRICIDADE

As usinas geradoras de eletricidade são conjuntos de obra de engenharia e de equipamentos que transformam, geralmente em grande escala, diversas formas de energia em energia elétrica. Partindo deste conceito, podemos dizer que os principais tipos de usinas geradoras de eletricidade são: Usina hidrelétrica, termoelétrica, nuclear e eólica.

USINA HIDRELÉTRICA

É aquela que usa a energia potencial gravitacional da água, ápos represada em uma barragem, convertida em energia cinética, que faz girar a turbina, transformando energia mecânica em energia potencial elétrica no gerador. A energia produzida pelo gerador é levada por meio de linhas de transmissão até o consumidor.

Sistema Elétrico de Potência (SEP) – conjunto das instalações e equipamentos destinados à geração, transmissão e distribuição de energia até a medição. Trabalha com vários níveis de tensão, classificadas como extra alta , alta, média e baixa tensão e normalmente em CA, 60 Hz. No Brasil 77% da geração é através das hidrelétricas, onde a passagem da água por turbinas geradoras transformam a energia mecânica, originada pela queda d’agua, em energia elétrica.

Pesquise sobre as usinas térmicas, nucleares e eólicas.