Geradores de Energia Elétrica
(Conceitos básicos)
Prof. Luiz Ferraz Netto leobarretos@uol.com.br Geradores Mecânicos de Energia Elétrica
Todo dispositivo cuja finalidade é produzir energia elétrica à custa de energia mecânica constitui uma máquina geradora de energia elétrica (diz-se também, impropriamente, máquina geradora de eletricidade ---eletricidade não é uma grandeza física, é um ramo da Física).
O funcionamento dessas máquinas se baseia ou em fenômenos eletrostáticos (como no caso do gerador Van de Graaff), ou na indução eletromagnética (como no caso do disco de Faraday). Nas aplicações industriais a energia elétrica provém quase exclusivamente de geradores mecânicos cujo princípio é o fenômeno da indução eletromagnética …exibir mais conteúdo…

Adotemos como origem dos tempos um dos instantes em que a normal n à espira forma com o campo de indução B ângulo igual a um reto, passando de agudo para obtuso.
Com a notação da ilustração acima, o fluxo de indução na espira em qualquer instante é dado por:
 = B.A.cos(.t + /2) = - B.A.sen .t
Sendo E = - d/dt, vem: E = .B.A.cos .t
Se a espira for substituída por uma bobina de N espiras, a força eletromotriz induzida é:
E = N..B.A.cos .t
Como vemos, esta força eletromotriz induzida obedece a uma lei harmônica cuja amplitude é:
Emáx.= N..B.A
Em função do tempo, a força eletromotriz induzida tem a representação cartesiana dada na ilustração acima (figura da direita). A mudança de sinal da força eletromotriz significa fisicamente que ela muda de polaridade, impulsionando uma corrente elétrica ora em um sentido, ora em sentido oposto.
Uma força eletromotriz que muda de polaridade periodicamente é designada como força eletromotriz alternante; no caso presente, trata-se de uma força eletromotriz alternante harmônica.
A força eletromotriz que impele a corrente em nossas instalações elétricas domiciliares é do tipo alternante harmônica; em São Paulo, a força eletromotriz eficaz é igual a 117 volts (oportunamente daremos detalhes disso). Um exemplo numérico virá bem a calhar.
Exemplo:
Uma leve moldura de fibra, retangular, de área A = 0,0100 m2 funciona como carretel onde se enrolam N = 42 espiras de fio de cobre