Gerador Elétrico

A origem

Geradores elétricos são instrumentos extensamente utilizados por hospitais, em grandes eventos, também em supermercados ou grandes redes de lojas. Basicamente, a função de um gerador elétrico é transformar outras formas de energia, a química ou a mecânica, por exemplo, em energia elétrica.

Este equipamento teria sido inventado no ano de 1866 pelo alemão Werner Von Siemens, co-fundador da “Siemens”, e também, inventor do telégrafo. Vamos a algumas características deste equipamento

Características e funcionamento de um gerador elétrico

O dínamo de uma bicicleta – gerador de corrente contínua – é o tipo mais comum de gerador elétrico. O dínamo depende da indução eletromagnética para conseguir converter energia mecânica em elétrica.

Para melhor compreender todo esse processo vamos a um pouco de física: a lei primária de indução eletromagnética baseia-se na “Lei de Faraday” de indução, em parceria, com a “Lei de Ampere”, as quais são matematicamente expressas pela terceira e quarta equações de Maxwell.

Voltando ao dínamo podemos dizer, que este funciona convertendo a energia mecânica que está contida na rotação do eixo, fazendo com que a intensidade do campo magnético produzido por um tipo de “ímã permanente” atravesse o conjunto de enrolamentos que varia no tempo, assim, pela “Lei de Faraday” ocorrem induções de tensões nos terminais destes.

Existem diversos tipos de geradores elétricos, como, por exemplo, a “Máquina de Wimshurst”, ainda em escalas maiores existem os geradores de “Van de Graaff”, extensamente utilizados em trabalhos que necessitam de altas tensões, porém, com baixa corrente e potências não tão altas. Em tais tipos de geradores, a densidade volumétrica de energia não é nada pequena, e, para que haja uma grande quantidade de energia sendo convertida existe a necessidade de um grande volume por parte da estrutura do gerador.

Mas isso, por exemplo, não ocorre em geradores que baseiam-se em princípios eletromagnéticos, afinal, estes permitem uma certa concentração volumétrica de energia que é muito superior. Tal sistema é usado em aceleradores de partículas, por exemplo.

Função básica e explicações

Os geradores elétricos possuem dois polos, um negativo – terminal de menor potencial elétrico – e outro positivo – terminal de maior potencial elétrico. Quando um gerador for colocado em um circuito certamente irá fornecer energia potencial elétrica para as cargas que se movimentam ao sair do polo negativo em direção ao positivo.

Pode-se dizer que a potência elétrica total produzida por um gerador é proporcional à intensidade de corrente elétrica. Matematicamente falando:

Pg = fem . i

Onde:

Pg= Potência elétrica total gerada;

fem= constante de proporcionalidade denominada força eletromotriz;

i = intensidade de corrente elétrica entre os terminais do gerador;

Dizemos ainda que a força eletromotriz de um gerador é definida pelo quociente:

fem = Pgi

As unidades de medida são watts (W) para potência elétrica e ampere (A) para intensidade da corrente elétrica. Já a unidade de medida para a força eletromotriz é o volt (V), isso é válido para o sistema internacional.

Sobre o rendimento elétrico de um gerador pode-se dizer que a potência elétrica lançada, nada mais é do que a potência elétrica fornecida pelo gerador ao circuito externo. Já o rendimento de um gerador é a razão entre a potência lançada e a total gerada.

Tipos de geradores

Atualmente existem diversos tipos de geradores elétricos e eles podem ser divididos da seguinte maneira:

Geradores que convertem energia mecânica em elétrica: gerador de indução, gerador de síncrono, gerador de corrente contínua, e também podemos citar os motores elétricos que apesar de fazerem o processo inverso (energia elétrica em mecânica) baseiam-se no mesmo princípio de conversão.

Motores elétricos que convertem energia elétrica em mecânica: motor síncrono, motor de indução e motor de corrente contínua.

Gerador que converte energia química em elétrica: geradores de células à combustível e pilhas.

Existem ainda aqueles que convertem diretamente a energia luminosa do Sol em elétrica, denominados geradores fotovoltaicos.

Pode-se dizer que os geradores elétricos foram um grande passo para a humanidade, afinal, a partir das transformações de energia que os mesmos propiciam é que muitos outros objetos foram inventados, o princípio do funcionamento da TV, ou mesmo de um carro (energia mecânica em elétrica) só foi possível a partir deste equipamento.

Cabe ainda dizer que hoje eles são extensamente utilizados em locais onde não pode haver imprevistos ocasionados pela falta de luz, como hospitais e supermercados, por exemplo.

É mais do que certo que essa invenção do ano de 1866 revolucionou a maneira como a sociedade pensava a geração, e porque não dizer, distribuição de energia. Os princípios utilizados por um gerador elétrico vêm de diversos estudos, por isso, pode-se dizer que este é um equipamento complexo, mas, ao mesmo tempo, extremamente necessário ao homem.

Atualmente, há inclusive, formas de geração de energia sustentáveis sendo pensadas e os geradores elétricos acabam por fazer parte disso, vide o gerador fotovoltaico citado neste artigo.