Transformando energia mecânica em energia elétrica

Transformando energia mecânica em energia elétrica 1. INTRODUÇÃO

Neste tópico, apresentamos os princípios básicos de transformação de energia mecânica em energia elétrica, os quais são fundamentados na Lei de indução de Faraday. Quer a energia elétrica venha do vento ou da água, da força nuclear ou do carvão, das ondas ou das marés, ela é gerada de acordo com o princípio da indução eletromagnética. (Figura 1). |

Figura 1: Transformação de energia mecânica em elétrica1. A LEI DE INDUÇÃO DE FARADAY Vimos que, pela Lei de Faraday, a força eletromotriz induzida () em N espiras condutoras sujeitas a uma indução magnética() é proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo , ou seja: (1)O fluxo magnético pela área A das espiras é dado por: | |

Sendo o ângulo entre a normal () à superfície (linha tracejada) e a indução magnética , como ilustra a figura 2. Assim, podemos concluir que uma f.e.m induzida pode ser gerada em uma espira condutora, por exemplo, de três maneiras diferentes:a) O condutor move-se através de um campo magnético estacionário(somente a área A exposta ao campo varia no tempo). Este princípio se aplica nos geradores de corrente contínua, como mostram as figuras 3a e 3b. Neste caso, a fem induzida no circuito será: (2) Figura 3: A figura ilustra uma espira retangular de área , variável à medida que variamos pelo deslocamento da barra (em azul). é a força de restauração que atua na barra.

Fonte: Serway, 2003.Como ilustra a figura 3a, para induzir uma corrente pelo circuito, aplicamos uma força ( ) sobre a barra móvel (em azul) que desliza sobre dois trilhos metálicos fixos separados pela distância . Um resistor R (considerado como a resistência equivalente do circuito) fecha o circuito para circular e limitar a corrente I induzida (indicada no sentido convencional).

Assim, a velocidade com que a barra se desloca na direção é dada por: .

A variação é ilustrada na figura 3b. Assim, a força eletromotriz