Qual a função de um gerador elétrico? Qual a diferença entre um gerador de corrente contínua e um gerador de corrente alternada?
Passo 1
Beleza, então temos duas perguntinhas: “Qual a função de um gerador elétrico?” e “Qual a diferença entre gerador de corrente contínua (CC) e gerador de corrente alternada (CA)?”
Matéria envolvida: Eletromagnetismo, em especial Indução Eletromagnética.
O que vamos precisar:
Matéria envolvida: Eletromagnetismo, em especial Indução Eletromagnética.
O que vamos precisar:
- Entender o princípio de Faraday (como se gera uma tensão a partir de um campo magnético variável).
- Ver como esse princípio vira gerador CC ou CA (comutador vs. anéis deslizantes).
Passo 2
Função de um gerador elétrico
– Um gerador elétrico converte energia mecânica (turbo, rotação, vento, água etc.) em energia elétrica.
– Teoria por trás: Lei de Faraday da Indução Eletromagnética, que diz que uma diferença de potencial (tensão) é induzida sempre que o fluxo magnético Φ que atravessa uma espira muda no tempo.
– A fórmula-chave é
– Um gerador elétrico converte energia mecânica (turbo, rotação, vento, água etc.) em energia elétrica.
– Teoria por trás: Lei de Faraday da Indução Eletromagnética, que diz que uma diferença de potencial (tensão) é induzida sempre que o fluxo magnético Φ que atravessa uma espira muda no tempo.
– A fórmula-chave é
onde
• é a força eletromotriz induzida (tensão)
• é o número de espiras
• é o fluxo magnético.
– Na prática, gira-se uma bobina (ou um imã) para variar Φ e gerar tensão.
•
•
•
– Na prática, gira-se uma bobina (ou um imã) para variar Φ e gerar tensão.
Passo 3
Gerador de Corrente Contínua (CC)
– Estrutura básica: bobina giratória + comutador (conjunto de chapas metálicas segmentadas).
– O comutador “inverte” a ligação elétrica no momento certo, fazendo com que o pólo positivo e negativo da saída permaneçam fixos.
– Resultado: uma tensão que, apesar de oscilar internamente entre +e – no giro, sai como um valor médio sempre positivo (ou sempre negativo) – ou seja, corrente que “vai só num sentido”.
– Estrutura básica: bobina giratória + comutador (conjunto de chapas metálicas segmentadas).
– O comutador “inverte” a ligação elétrica no momento certo, fazendo com que o pólo positivo e negativo da saída permaneçam fixos.
– Resultado: uma tensão que, apesar de oscilar internamente entre +e – no giro, sai como um valor médio sempre positivo (ou sempre negativo) – ou seja, corrente que “vai só num sentido”.
Passo 4
Gerador de Corrente Alternada (CA)
– Estrutura básica: bobina giratória + anéis deslizantes (slip rings).
– Os anéis deslizam sobre escovas de grafite, mas não invertem a ligação.
– Resultado: a tensão gerada varia senoidalmente no tempo, tipicamente
– Estrutura básica: bobina giratória + anéis deslizantes (slip rings).
– Os anéis deslizam sobre escovas de grafite, mas não invertem a ligação.
– Resultado: a tensão gerada varia senoidalmente no tempo, tipicamente
e a corrente também muda de sentido periodicamente (o sinal “+” e “–” se revezam).
Passo 5
Principais diferenças na prática
– No CC você usa comutador para “retificar” internamente e ter saída unidirecional.
– No CA você usa anéis para manter a bobina girando livremente e entregar tensão que muda de sinal.
– Aplicações: CC em cargas que precisam de tensão estável (baterias, motores de tração), CA para distribuição de energia em alta tensão e motores industriais.
– No CC você usa comutador para “retificar” internamente e ter saída unidirecional.
– No CA você usa anéis para manter a bobina girando livremente e entregar tensão que muda de sinal.
– Aplicações: CC em cargas que precisam de tensão estável (baterias, motores de tração), CA para distribuição de energia em alta tensão e motores industriais.
Resposta
Um gerador elétrico serve para transformar energia mecânica em elétrica graças à indução eletromagnética (Lei de Faraday). A diferença é que o gerador CC usa um comutador para entregar corrente sempre num sentido (tensão contínua), enquanto o gerador CA usa anéis deslizantes para entregar uma tensão que varia em forma de seno e troca de sentido periodicamente (corrente alternada).