RESUMO: INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA, LEI DE FARADAY, LEI DE LENZ, FLUXO MAGNÉTICO.

•  Depois deste conteúdo, você será capaz de responder a seguinte pergunta: Como é o processo para criação de energia elétrica, realizado pelas Usinas Hidrelétricas até chegar em nossa casa?

     Não dá para responder tal pergunta, antes de ver alguns conceitos importantes, então estudaremos brevemente cada um deles, e assim entenderemos como funciona este processo.Este que está ligado com o Magnetismo.

        Indução Eletromagnética:

       A indução eletromagnética foi descoberta através de um raciocínio simples: você já sabe que cargas elétricas em movimentos formam uma corrente elétrica, que a corrente elétrica gera um campo magnético, daí surgiu a hipótese; se cargas em movimento geram um campo magnético, será que um campo magnético em movimento gera uma corrente elétrica?
         Quem respondeu essas perguntas foram dois cientistas: o americano Joseph Henry e o Inglês Michael Faraday em 1831, eles fizeram uma experiência, aproximando e afastando um imã de uma bobina ligado a um galvanômetro, conforme demonstrado no vídeo a seguir:

·      Perceberam que os ponteiros do galvanômetro se mexia quando eles aproximavam e afastavam o imã. Isto significava que o movimento do campo magnético gerado pelo imã criava uma corrente elétrica que percorria a bobina

·          O movimento do ponteiro tinha sentidos diferentes, iam para um lado quando o imã aproximava e para o outro quando o imã se afastava.

·         A intensidade da corrente elétrica, estava diretamente relacionada com a rapidez do movimento do imã, quanto mais rápido maior a corrente.

            Com esta terceira conclusão, surgiu a Lei de Faraday e para se entender melhor esta lei, primeiramente é preciso entender outro conceito, o de Fluxo Magnético.

 Fluxo Magnético:

             Vamos imaginar um campo magnético B, e dentro deste campo magnético, um retângulo.

 

             










              Dependendo da posição, o número de linhas do campo magnético que passa pelo retângulo é maior ou menor, no primeiro desenho, o número de linhas que passam pelo retângulo é máximo, no segundo com o retângulo mais inclinado o número de linhas é menor. No último nenhuma linha do campo magnético atravessa o retângulo.

            A posição do retângulo determina se mais ou menos linhas do campo magnético de atravessa por ele. É mais fácil de entender se pensarmos que este retângulo é uma espira, então quanto mais linhas do campo magnético atravessa por ela, maior será o fluxo magnético nesta espira.

                    Caso use um imã mais forte, que crie um campo magnético mais intenso, o número de linhas que passará pela espira será maior e o fluxo magnético também, e se a espira for maior, mais linhas passará por ela.

                 Você deve estar se perguntando, mas o que o fluxo magnético tem a ver com a geração de energia elétrica?

                    Para comprovar esta relação, basta fazer uma Bobina, que nada mais é do que um conjunto de espiras, que pode ser um rolo fio de cobre, e colocar no galvanômetro, que é um aparelho utilizado para medir a intensidade de corrente, que está inicialmente no zero, quando passamos o imã por ele, logo este começa a oscilar, então logo existe uma corrente, quando aproximamos o imã da bobina a intensidade do campo magnético aumenta e junto o fluxo magnético da bobina, quando a gente afasta, diminui, esta variação de intensidade que cria a corrente elétrica. Como demonstrado no vídeo a seguir:

 

                   A variação de intensidade do campo magnético corresponde a variação do fluxo magnético que passa pela bobina, a esta variação de intensidade de fluxo magnético é que cria a corrente elétrica.

                 Existe outra maneira de fazer o fluxo variar, ao invés de afastar ou aproximar o imã da bobina, pode-se fazer a bobina girar, pois, quanto maior a rotação, maior a variação do fluxo e consequentemente maior a corrente elétrica.

                    A corrente elétrica só surge quando há variação do fluxo magnético, para que haja esta variação é necessário que haja movimento. O fluxo magnético variava quando aproximávamos o imã ou afastávamos da bobina, ou seja, para haver uma variação de fluxo magnético é preciso que haja movimento, isto é energia cinética do imã ou da bobina. Ou seja sem energia cinética, sem movimento não há energia elétrica. Esta energia faz os elétrons se moverem criando uma corrente elétrica, a variação do fluxo magnético numa bobina ou em um circuito gera uma “força eletromotriz induzida” e esta força gera a corrente elétrica.

              Com isso já fica mais fácil de intender a LEI DE FARADAY que diz: Sempre que um circuito estiver imerso num fluxo magnético variável, surge neste circuito, uma força eletromotriz induzida.

                    Junto com a lei de Faraday, precisamos aprender outra lei que vai ajudar no entendimento do magnetismo, a LEI DE LENZ.

                    Você já aprendeu que quando se aproxima um imã de uma bobina, surge uma corrente elétrica, que por sua vez esta corrente elétrica gera um campo magnético, a LEI DE LENZ, diz o seguinte: Que o campo magnético gerado por esta corrente elétrica tem sempre um sentido, que se opões ao movimento do imã.
                     Assim como demonstra o vídeo a seguir:

               Depois de compreender a LEI DE FARADAY e a LEI DE LENZ, podemos estudar a “corrente alternada” que é a corrente elétrica que chega em nossas casas.

          Para existir esta corrente alternada, é necessário um gerador específico de produzir corrente alternada, também conhecido como Dínamo. As hidrelétricas usam este tipo de gerador para produzir energia elétrica, mas neste caso, esses Dínamos estão acoplados nas turbinas. A força da água faz as turbinas girarem, e este movimento provoca a variação do fluxo magnético e pronto! Surge a corrente elétrica.

           O vídeo a seguir demonstra como funcionam os Dínamos.

   

              Umas das vantagens da corrente alternada, é que ela pode ser gerada diretamente pelo movimento de rotação, como por exemplo, as turbinas das usinas hidrelétricas, que são impulsionadas pela água, outra vantagem da corrente alternada é que dá para usar transformadores, que são aparelhos que reduzem voltagem de 220 v para 110 v, e podem aumentar de 110v para 220 v, e não somente estas, pois eles podem aumentar ou reduzir todos os tipos de voltagem.

                   Por exemplo, tendo duas bobinas, uma percorrida por uma corrente elétrica que gera um campo magnético de fluxo variável, vai atingir a outra bobina criando uma corrente alternada. Para a tensão aumentar ou diminuir, depende da relação do número de espiras presentes na primeira e na segunda bobina, quanto maior a relação do número de espiras da primeira com a segunda bobina, maior é a variação da voltagem das duas bobinas.

·                Agora já somo capazes de responder a pergunta feita no começo de nosso estudo,” Como é o processo para criação de energia elétrica, realizado pelas Usinas Hidrelétricas até chegar em nossa casa?”

 

Agora a pergunta está fácil de ser respondida. A energia elétrica é gerada nas usinas hidrelétricas, quando a corrente da água faz com que as turbinas da usina girem, criando assim uma corrente magnética de fluxo magnético variado, e este fluxo magnético variado que cria uma corrente elétrica. Essas turbinas possuem um gerador especifico de gerar corrente alternada, conhecido também como Dínamo, e depois disso ela para a rede de transmissão que distribui essa energia elétrica para a população.