O Eletromagnetismo na Engenharia

Eletromagnetismo

Resumo - O presente trabalho consiste na automação de um gerador eólico para área urbana, sendo especificamente aplicado em lugares com limitação de área, como cobertura de edifícios, telhado de casas entre outros. O objetivo do projeto será localizar a posição vertical ideal para maior eficiência, posicionando a hélice no centro da corrente de vento, gerando maior potência.

Palavras chaves - Automação, Gerador Eólico, Posição Vertical.

INTRODUÇÃO

A verdadeira origem do magnetismo ainda é um mistério. Diz lenda que um pastor de ovelhas da Grécia Antiga usava um cajado com ponta de ferro e ao passar por pedras de magnetita observou que seu cajado era atraído por estas pedras [1].

Os pensadores da Grécia antiga foram os primeiros a estudar o eletromagnetismo através da fricção do âmbar, uma resina fóssil, que atraia pedaços de palha [2].

O físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1771-1851) além de professor estudou muito com o alemão Johann Wilhelm Ritter sobre a relação entre eletricidade e magnetismo. Em 21 de abril em 1820, o físico desenvolveu a experiência que presenciou, no momento em que guardava os equipamentos usados na aula percebeu que sua bússola defletia o norte magnético [1].

Já o Francês André-Marie Ampère foi um grande desenvolvedor dos estudos de eletromagnetismo e foi o responsável pela construção do primeiro eletroímã [1].

O estudo da Indução eletromagnética começou pelo físico inglês Michael Faraday e foi aprofundada por Joseph Henry e Heinrich Lenz. Além de Nicolas Tesla que estudou sobre o campo magnético. [1].

O conceito de magnetismo é um fluxo ordenado de elétrons, quando aplicamos certa diferença de potencial em um fio observa-se que os elétrons passando pelo o fio geram campo magnético, pois estes estão passando em uma determinada direção. O inverso dessa teoria também é possível gerando eletricidade através da variação de campos magnéticos [2].

USINAS HIDRELÉTRICAS

As usinas hidrelétricas geram energia por meio de indução existente no gerador, sendo um exemplo muito presente da utilização dos conceitos de eletromagnetismo na indústria.[3]

No Brasil a principal geradora de energia são as usinas hidrelétricas, devido a grande disponibilidade de talvegues, 90 por cento da energia brasileira advém de usinas hidrelétricas. [4]

A utilização do eletromagnetismo é muito ampla e nesse tema vimos a aplicação na geração de energia limpa e renovável. O Brasil utiliza grande parte da geração das usinas hidrelétricas para abastecer o país. Desta forma tendo um retorno muito eficiente na casa de cada morador. [4]

A grande importância para uma usina ter uma boa eficiência é o fluxo da água. [5]

A construção de uma usina hidrelétrica se dá sempre em pontos do rio com quedas d’água. O princípio é transformar a energia mecânica em energia elétrica, através dos geradores. [6]

O conceito físico do funcionamento de uma usina é a transformação de energias e as etapas do processo para a obtenção de eletricidade dá-se como na fig. 1: [7]

[pic 1]

Fig.1. Etapas de uma usina hidrelétrica

1.        Começa-se observando o reservatório que esta em um nível mais alto do que a saída da corrente no final do processo, isso faz com que a agua represada tenha uma energia potencial gravitacional. [8]

2.        Quando essa água entra no duto essa energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética, até o momento de contato com a turbina fazendo que rotacione a mesma. [8]

3.        A turbina faz com que gire outras pás que são do gerador e essas pás encontram-se entre dois imãs um com o polo norte e outro com o polo sul direcionado para o centro da rotação das pás, como na Fig. 2. Essas pás possuem elétrons e o movimento delas com imãs pertos criam um movimento coordenado de elétrons, tendo assim campo magnético e eletricidade, logo se tem a energia cinética da água transformada em energia elétrica. [8]