Explique por que a corrente gerada nas usinas é alternada e não contínua, relacionando com o princípio de funcionamento dos alternadores.

Passo 1

O enunciado pede para explicar por que as usinas geram corrente alternada em vez de contínua, relacionando essa escolha com o princípio de funcionamento dos alternadores. Para isso, vamos usar a lei de Faraday da indução eletromagnética e o modelo de um alternador (bobina girando num campo magnético).

Passo 2

A base teórica é a lei de Faraday, que diz que a força eletromotriz induzida em uma espira é
\varepsilon \;=\; -\frac{d\Phi}{dt},
onde \Phi é o fluxo magnético através da espira. Se \Phi varia no tempo, a f.e.m. também varia.

Passo 3

Num alternador, uma bobina de área A gira com velocidade angular \omega num campo magnético uniforme B. O ângulo entre a normal da bobina e o campo é \theta=\omega t, então
\Phi(t) = B\,A\cos(\omega t).
Logo
\varepsilon(t) = -\frac{d\Phi}{dt} = -\frac{d}{dt}\bigl(B\,A\cos(\omega t)\bigr) = B\,A\,\omega\sin(\omega t),
que é uma função senoidal, ou seja, alternada.

Passo 4

Para gerar corrente contínua seria preciso um comutador (conjunto de escovas e lâminas) que retifica a saída da bobina, girando junto com ela. Esse dispositivo aumenta custo e manutenção. Já o alternador sem comutador entrega diretamente a tensão alternada descrita acima.
Além de simplificar o gerador, a corrente alternada permite o uso de transformadores para elevar ou reduzir tensão com facilidade, reduzindo perdas na transmissão a longas distâncias. Por essas razões — princípio de indução que gera naturalmente uma f.e.m. senoidal e a praticidade técnica e econômica — as usinas produzem corrente alternada.

Resposta

As usinas usam alternadores porque a rotação da bobina num campo magnético gera naturalmente uma f.e.m. senoidal (corrente alternada) pela lei de Faraday, dispensando comutadores caros e permitindo transformar tensões com facilidade para transmissão eficiente.

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