Dispositivos que funcionam com energia elétrica (telefones, computadores, lava-louças e máquinas de café) são usados diariamente e facilitam nossas vidas. A eletricidade é trazida para nossas casas com o uso de geradores elétricos. Os modernos geradores elétricos funcionam da mesma forma que o gerador inventado por Michael Faraday em 1831. Os geradores mais usados são os geradores AC (corrente alternada), que são os geradores de energia diários.
Definição
Um gerador elétrico é um dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica. A lei que o rege é o princípio da "indução eletromagnética" inventado por Faraday. O princípio afirma que um campo magnético variável causa uma voltagem em um condutor. Existem dois tipos de geradores elétricos: geradores CA e CC (corrente contínua). O gerador CA produz corrente que inverte continuamente a direção e o gerador CC produz corrente que flui em apenas uma direção.
Partes
As partes básicas de um gerador CA são a potência mecânica, os ímãs e um ou mais rotores. Sem nenhuma dessas partes, a eletricidade não pode ser produzida. Cada parte tem seu próprio papel.
Como funciona
Cada átomo consiste de um número igual de prótons (positivos) e elétrons (negativos). Alguns materiais (chamados de condutores) possuem elétrons que podem fluir de um átomo ao outro. O fluxo de elétrons é chamado de eletricidade. Um imã pode facilmente causar um fluxo de elétrons de um átomo ao outro. Quando um ímã se aproxima de um fio, a força do ímã faz com que os elétrons fluam e, assim, produz eletricidade. Dentro de um gerador de corrente alternada, um ou mais rotores (bobinas de fio), acionados por uma força mecânica, giram dentro de um campo magnético.
Energia mecânica
A energia mecânica é usada por um gerador de corrente alternada para produzir eletricidade. Fontes como água, vento ou carvão podem ser usadas para movimentar os rotores dentro de um gerador. O tipo mais simples de gerador é acionado por uma manivela. Geradores maiores podem ser acionados por turbinas eólicas ou a água, ar comprimido ou motores de combustão interna. Por exemplo: se um rio flui através ou perto de uma cidade, a fonte de energia mecânica é o fluxo de água.
Ímã
O ímã é um material que produz campo magnético. Tem um pólo norte e um pólo sul e atrai materiais ferromagnéticos (metais que são atraídos para o ímã e que podem ser magnetizados, como ferro, níquel ou cobalto). Dentro de um gerador de corrente alternada, um imã cria um campo magnético entre o pólo norte e o pólo sul. Quando o rotor se move entre os pólos norte e sul do ímã, os elétrons na bobina começam a fluir.
Rotor
O rotor é uma bobina de fio que gira dentro do campo magnético. O material usado para o fio deve ser um bom condutor (feito de átomos com elétrons frouxamente retidos). Quando o fio está próximo ao pólo sul, os elétrons fluem para um lado e quando está próximo ao pólo norte, os elétrons fluem para o outro lado. Como o fio gira do pólo norte para o pólo sul do ímã e de volta para o pólo norte e assim por diante, a corrente elétrica inverte a direção constantemente.
