Produção de Energia Elétrica

Olá, como vão?

Antes de mais nada, temos que tomar cuidado com o termo Produção de Energia Elétrica. Isto pode dar a ideia de que energia pode ser criada – o que não ocorre. Temos, na verdade, transformação de energia de uma forma para outra e exemplos são fartos, como em um ventilador, que transforma energia elétrica em mecânica. Então, ao falarmos em produção de energia elétrica, estaremos nos referindo à transformação de um tipo de energia em energia elétrica.

O método mais conhecido para produzir energia elétrica é através das barragens: quando se abrem as comportas, a água que sai faz mover turbinas, as quais, ao rodarem, fornecem energia mecânica a um gerador elétrico (em tudo semelhante a um dínamo, por exemplo, daqueles que se usavam antigamente nas bicicletas, que aproveitavam a rotação de uma roda para gerar eletricidade, a qual fazia acender uma lâmpada). Um gerador elétrico usa a indução eletromagnética (Lei de Faraday) como princípio gerador de correntes elétricas (o dínamo é apenas um exemplo de um gerador elétrico): o movimento de rotação que o dínamo sofre faz rodar ímãs no seu interior, que criam correntes elétricas numa bobina.

produção de energia eletrica - hidrelétrica

Também se pode gerar eletricidade usando a força do vento, por exemplo. O problema, neste caso, é que não há controle sobre ele, ao contrário da barragem, onde se abrem as comportas como se desejar (naturalmente, supondo que estejam cheias). Contudo, a maior produção de energia elétrica vem das máquinas térmicas (cerca de 80% da energia elétrica usada no mundo). Tal como o nome indica, tem que haver uma fonte de calor: as mais significativas são a queima de combustíveis fósseis (gás natural, carvão e petróleo) e reações de fissão nuclear; são ainda usadas fontes renováveis, como a energia térmica do Sol (não me refiro aos painéis solares, os quais transformam diretamente a luz em corrente elétrica através do efeito fotoelétrico e que são uma outra opção para a geração de eletricidade), ou fontes geotérmicas (como a emissão de gases sob pressão existentes debaixo do solo), entre outros. Este calor produz trabalho, tal como numa locomotiva a vapor, que ao queimar carvão produz o aquecimento de um depósito de água líquida, a qual vaporiza e empurra um pistão dentro de um cilindro, o qual faz mover as rodas.

As centrais elétricas só se tornaram economicamente viáveis com a introdução da corrente alternada e altas tensões para a transmissão de eletricidade. O problema associado à corrente contínua era o fato de não se conseguir “transformá-la” facilmente para uma dada tensão desejável. Por exemplo, se houvesse necessidade de se alimentar uma máquina com 500 volts e outra com 100 volts, haveria necessidade de diferentes linhas a alimentar cada uma das máquinas (vindas, é claro, de diferentes geradores elétricos). Chegou-se a pensar que o negócio da eletricidade seria em torno da venda de geradores elétricos e não da própria corrente elétrica. Já o problema com baixas tensões era a eficiência das linhas. A solução foi proposta por Nikola Tesla, a qual usava transformadores e corrente alternada (correntes cuja direção do fluir de carga muda periodicamente). Descobriu-se que ao se usarem duas bobinas (enrolamentos de fio) paralelas, quando uma dada corrente alternada passa por uma bobina, com uma dada tensão, esta produz um campo magnético, o qual gera uma corrente elétrica na segunda bobina. A tensão nesta pode ser controlada através do número de espiras (uma espira corresponde a um “círculo” do enrolamento em espiral na bobina), isto porque a tensão dividida pelo número de espiras é igual em ambas as bobinas. Se a segunda bobina tiver, por exemplo, menos espiras, isso implica que irá também ter uma tensão menor. Assim, hoje em dia, podem-se usar altas tensões para fazer a transmissão a longas distâncias e depois, transformadores para fazer a distribuição local*.

Abraço a todos,

Prof. Douglas

* adapatado de http://sophiaofnature.wordpress.com/2013/05/10/transmissao-electrica/

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