Trabalhos De Físicas

Estudo de caso de um sistema de carga de um automóvel através do funcionamento do alternador, baseado na evolução de sistemas de carregamento através da indução eletromagnética.

Resumo

O presente artigo aborda sobre equipamentos Alternadores e Dínamos, cuja sua função é transformar energia mecânica em energia elétrica, através de indução eletromagnética é utilizado em diversas áreas desde geradores de energia portáteis, em automóveis e até nas usinas hidrelétricas, os dínamos só existem em carros mais antigos e sua função é a mesma do que a do alternador. Descreve o funcionamento de um alternador baseado no carregamento gerado pelo mesmo para a bateria; o consumo de energia através dos acessórios relacionados ao veiculo resulta na queda de energia. Será apresentado por fotos para provar que este equipamento em analise é capaz de sustentar o sistema em que foi submetido e verificar a variação em dados na analise.

Palavras chave: Dínamo; Alternador; Tensão.

1. Introdução

De repente no painel de seu carro, aquela imagem de bateria começa a piscar, por dias esse problema persiste, e como consequência seu carro começa a ficar ruim pra pegar, até que um dia ele te deixa na mão, assim é a vida de muitos brasileiros no seu dia a dia.

Segundo Maxim Behar (2002) um grande avanço tecnológico foi obtido na construção de muitos acessórios que aperfeiçoaram o funcionamento dos alternadores. Chegou-se, então, aos enormes geradores das grandes centrais elétricas, que possibilitaram a utilização da energia elétrica em larga escala. Por mais complicados que sejam esses geradores, seu funcionamento baseia-se no alternador. Os geradores podem ser projetados para suprir pequenas quantidades de energia, desde alguns watts até centenas de quilowatts. Da forma, eles podem fornecer energia na forma de corrente continua ou corrente alternada, neste trabalho serão feitas considerações gerais com relação as características físicas e elétricas dos geradores CC (corrente continua), e dos CA (corrente alternada). (BEHAR, MAXIM, 2002).

Segundo Newton Braga (1926) o alternador trabalha com o princípio inverso do motor de partida, já que o alternador carrega a bateria e alimenta todos os consumidores elétricos com sua corrente quando o motor do veículo está em funcionamento. Já o motor de arranque só funciona até à partida do motor de combustão, sendo assim, ele fica inoperante após esse período.

O alternador usado nos veículos de hoje, apresenta vantagens sobre os dínamos (usados nos antigos WV), mesmo em baixa rotação, carrega a bateria. Em movimento, por trabalhar em rotação maior gerando mais corrente, carrega a bateria em tempo menor.

A carga através do alternador funciona de tal forma que sera apresentado no estudo de caso que se mantiver o motor ligado e com todos os acessórios desligados por uns dez minutos haverá carga suficiente para uma ou duas partidas do motor de arranque. Outra forma é acionar o motor e manter o motor acelerado (3.000 giros) por dois ou três minutos. O resultado é o mesmo.

2. Revisão da Literatura

2.1 História da Corrente Elétrica

Segundo Só Física (2008), o gerador elétrico foi inventado por Michael Faraday no ano de 1831, que consistia num disco de cobre em que rodava entre os polos de um ímã. Este não era um dínamo, pois não utilizar um comutador. O disco de Michael Faraday gerava pouca tensão, pois possuía apenas um caminho de corrente em torno do campo eletromagnético. Com estudos Michael Faraday e outros estudiosos descobriram que poderiam ser geradas mais tensões elevadas e úteis, descobriram que se fossem enrolar múltiplas voltas de fio numa bobina isso geraria qualquer tensão desejada isso graças à alteração do número de voltas do fio.

Um dos primeiros dínamos construídos foi baseado nos princípios de Faraday e foi construído por Hippolyte Pixii no ano de 1832, utilizava apenas um íman permanente que rodava por uma manivela e se encontrava posto de maneira que os seus polos, norte e sul e que passassem perto de uma peça de ferro que se encontrava enrolada em fio. Fazendo testes Hippolyte Pixii descobriu que toda vez que o íman passava pelo fio, havia uma oscilação de corrente na bobina. Foi ai que Hippolyte Pixiii inventou o comutador, um cilindro de metal dividido, um eixo que possuía dois contatos metálicos em mola pressionados contra ele. (NOGUEIRA, DIOGO, 2010).

No que diz Só Fisica (2008) os primeiros desenhos dos dínamos foram apresentados pelo alemão Werner Siemens e pelo britânico Charles Wheatstone no ano de 1867, que tinham em comum o fato de usarem eletroímãs em vez de ímans permanentes. Os primeiros dínamos a gerar quantidades consideráveis de energia fabricados para as indústrias foram fabricadas por Zénobe Gramme no ano de 1871, este dínamo tinha um fluxo magnético por ter um preenchimento do espaço ocupado pelo campo magnético e com núcleos de ferro pesado com isso apresentava redução do espeço entre as áreas rotativas e as estacionárias.

2.1.2 Utilizações modernas

Os dínamos são usados em algumas aplicações de baixa potência, quando é necessária corrente contínua e tensões reduzidas, já que os alternadores dotados com retificadores semicondutores tendem a ser pouco eficientes. São utilizados dínamos de alavanca em relógios de corda, lâmpadas LED bem como noutros equipamentos de carregamento de baterias. (SÒ FISICA, 2008).

2.2 Corrente elétrica

Corrente elétrica é o movimento de cargas elétricas (elétrons) entre dois pontos unidos por um material condutor. A unidade de medida pelo Sistema Internacional(SI) é o Ampere, cuja simbologia é representada por A. Os elétrons e a corrente elétrica não são visíveis, mas podemos comprovar sua existência.

2.2.1 Existem dois tipos de corrente elétrica

2.2.1.1 CORRENTE CONTÍNUA

Essa energia gerada por pilhas e baterias. Uma corrente só é considerada contínua quando não altera seu sentido, ou seja, é sempre positiva ou sempre negativa (Figura 1). A maior parte dos circuitos eletrônicos trabalha com corrente contínua, embora nem todas tenham o mesmo rendimento.

Figura 1 Fonte: http://www.sofisica.com.br/

2.2.1.2 CORRENTE ALTERNADA

Esta energia é gerada por usinas que