Uma bateria converte energia química em eletricidade, e uma célula solar produz eletricidade a partir da energia do sol, mas se você quiser produzir eletricidade a partir de energia mecânica, precisa de um gerador de indução. Esses geradores podem ser pequenos o bastante para alimentar uma lanterna estilo manivela ou grande o suficiente para energizar cidades inteiras, mas todos trabalham com base no princípio da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday, físico e inventor inglês do século XIX. Hoje, geradores de indução que funcionam com uma variedade de combustíveis fornecem eletricidade para a maioria da população mundial.

Como funciona a indução

O experimento de indução de Faraday é provavelmente um dos mais importantes da física, e foi um relativamente simples. Ele enrolou um pedaço de fio condutor em torno de um núcleo circular e conectou o fio a um metro. Ele descobriu que mover um ímã pelo centro do círculo fazia a corrente fluir pelo fio. A corrente parou quando ele parou de mover o imã, e fluiu na direção oposta quando ele inverteu a direção do imã. Mais tarde, ele formulou a lei da indução eletromagnética, agora conhecida como Lei de Faraday, que relacionou a força da corrente com a magnitude da mudança do campo magnético, também conhecida como fluxo magnético. A força do ímã, o número de bobinas em torno do núcleo e as características do fio condutor influenciam os cálculos para geradores do mundo real.

Como os geradores usam a indução

Se localizado dentro de uma casa gerador de energia, seu carro ou uma usina nuclear, geradores geralmente incorporam os mesmos recursos. Eles incluem um rotor com um núcleo oco que gira em torno de um estator. O estator é tipicamente um ímã poderoso, enquanto as bobinas que transportam eletricidade são enroladas ao redor do rotor. Em alguns geradores, as bobinas são enroladas ao redor do estator e o rotor é magnetizado. Não importa. De qualquer forma, a eletricidade fluirá.

O rotor precisa girar para que a eletricidade flua, e é aí que entra a energia mecânica. Os geradores de grande escala utilizam uma variedade de combustíveis e processos naturais para essa energia. Com cada rotação do rotor, o fluxo de corrente é interrompido, inverte, pára novamente e retorna à direção para frente. Esse tipo de eletricidade é chamado de corrente alternada, e o número de vezes que muda de direção em um segundo é uma característica importante.

Tipos de combustível

O rotor na maioria dos geradores é conectado a uma turbina. e em muitas usinas geradoras, a turbina é movida a vapor. A energia é necessária para aquecer a água para produzir este vapor, e essa energia pode ser fornecida por combustíveis fósseis, como carvão e gás natural, biomassa ou fissão nuclear. O combustível também pode vir de fontes naturais, como energia geotérmica - calor natural que emana das profundezas do solo. Geradores hidrelétricos são alimentados pela energia de uma cachoeira. O primeiro gerador hidrelétrico do mundo, projetado por Nikola Tesla e construído por George Westinghouse, está localizado nas Cataratas do Niágara. Ela gera cerca de 4,9 milhões de quilowatts de energia, o suficiente para 3,8 milhões de lares.

Criando seu próprio gerador

É muito fácil construir um gerador. Muitos projetos são possíveis, mas um dos mais fáceis consiste de uma bobina estacionária e um ímã giratório. Os fios são enrolados em torno de um prego revestido com fita insultante, e o ímã pode ser um simples em forma de ferradura. Quando você faz um furo na base do imã, insere um eixo apertado e conecta o eixo a uma broca, você pode gerar eletricidade suficiente para acender uma lâmpada apenas operando a broca para fazer o imã girar em torno da bobina. br>