Como funcionam os geradores elétricos?

O funcionamento dos geradores elétricos é baseado no fenômeno da indução eletromagnética: quando um condutor faz um movimento relativo em direção a um campo magnético, uma tensão é induzida no condutor. Particularmente, se um ímã estiver girando em uma bobina, a tensão AC (corrente alternada) é induzida dentro da bobina. Para mais informações, consulte o guia que explica como funcionam os geradores elétricos com uma imagem que ilustra o seu funcionamento principal.

A tensão induzida (chamada força eletromotriz fem) cria uma corrente através de um circuito externo conectado à turbina, produzindo energia que é transferida para a carga. Portanto, a energia cinética que gira na fonte do campo magnético é convertida em eletricidade. A corrente que flui através da carga externa cria, por sua vez, um campo magnético que se opõe à mudança de fluxo na bobina, portanto a bobina se opõe ao movimento. Quanto maior a corrente, maior a força que terá que ser aplicada ao imã para evitar que ele desacelere.

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Operação de Geradores Elétricos

Na prática, o campo magnético é mais frequentemente induzido por um eletroímã do que por um ímã permanente. Em sistemas CA, o eletroímã gira e a armadura produtora de energia é fixa. Em condições normais, a armadura é formada por um grupo de bobinas que formam um cilindro. O eletroímã é composto de bobinas de campo fixadas no topo de um núcleo de ferro. Um fluxo de corrente nas bobinas de campo é necessário para produzir um campo magnético.

Esta corrente pode ser obtida de uma fonte externa ou da própria armadura do sistema. As fontes de alimentação CA modernas com bobinas de campo são auto-excitadas. Nesses dispositivos, a corrente para as bobinas de campo é alimentada por um enrolamento excitador adicional na armadura. O magnetismo residual dos núcleos eletromagnéticos produz o campo magnético inicial.

Quando a fonte de energia começa a ativar a armadura, a armadura inicialmente gira em um campo magnético muito fraco e produz pouca fem. Essa fem cria uma corrente nas bobinas de campo que aumenta o fluxo magnético, que, por sua vez, aumenta a fem da armadura. Este processo continua até que a tensão de saída desejada seja alcançada.

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