Imagine um gerador elétrico em uma usina hidrelétrica. Explique como o princípio da indução eletromagnética é utilizado para converter a energia mecânica das turbinas em energia elétrica.
Passo 1
Beleza, então o exercício pede: “Imagina um gerador numa usina hidrelétrica. Explica como o princípio da indução eletromagnética converte a energia mecânica da turbina em energia elétrica.”
Conteúdo: Indução eletromagnética (Lei de Faraday, fluxo magnético). Vamos precisar entender o que é fluxo magnético, a Lei de Faraday e como o movimento relativo entre campo e bobina gera tensão.
Conteúdo: Indução eletromagnética (Lei de Faraday, fluxo magnético). Vamos precisar entender o que é fluxo magnético, a Lei de Faraday e como o movimento relativo entre campo e bobina gera tensão.
Passo 2
Primeiro, o que é fluxo magnético? Grosso modo, é quanto “campo magnético” passa através de uma superfície. A gente define:
onde
-
-
Se o campo entrar reto pela bobina,
Passo 3
Agora, a Lei de Faraday diz que, sempre que esse fluxo muda ao longo do tempo, surge uma força eletromotriz (tensão) na bobina:
onde
-
-
O “–” indica a Lei de Lenz, que diz que a corrente gerada se opõe à mudança de fluxo.
Passo 4
Na prática da usina hidrelétrica:
- A água em queda gira a turbina (energia mecânica).
- A turbina está acoplada a um rotor, que geralmente tem ímãs ou enrolamentos alimentados por corrente contínua (campo magnético).
- Ao girar, o rotor faz o campo magnético “varrer” as bobinas do estator (fixas).
- Isso faz o fluxo
nas bobinas mudar o tempo todo, gerando uma tensão nelas. - Essa tensão induz uma corrente elétrica quando conectamos um circuito externo (rede de transmissão).
Resposta
O gerador converte energia mecânica em elétrica usando indução eletromagnética: a turbina faz o rotor girar, mudando o fluxo magnético pelas bobinas do estator e, pela Lei de Faraday
, surge uma tensão que alimenta a rede elétrica.