Dinamo

Dínamo

É um aparelho que gera corrente contínua(CC), convertendo energia mecânica em eléctrica , através de indução eletromagnética. É constituído por um íman e uma bobina. A energia mecânica (de um rio, por exemplo) faz girar um eixo no qual se encontra o ímã, fazendo alternar os polos norte e sul na bobina e por indução geram uma energia eléctrica e campo magnético. O contrário e/ou contra - partida, ou seja, a bobina no eixo, também é possível e faz o mesmo, desenvolvendo dai o Campo. Os dínamos podem retirar energia mecânica das turbinas, que podem ser frias (no caso da queda d'água) ou quentes (no caso do vapor da água). As polaridades do imã são invertidas a cada 180 graus de rotação para que o dínamo gere uma corrente contínua, ao contrário dos alternadores, que transformam energia de movimento em energia elétrica alternada, ou seja, que possuem pausas, mas estas pausas são tão rápidas que não são detectáveis. No interior do dínamo, existe um fio condutor em espiral, e ímãs com a mesma polaridade direcionadas para a espiral. Quando os ímãs são movimentados de forma circular, seu campo magnético atrai os elétrons do condutor, de forma á fazer com que esses elétrons passem para a outra parte do fio. No caso da existência de um metal, os elétrons "puxados" fariam existir uma Diferença de potêncial (DDP), e assim, uma tensão induzida.

Indução eletromagnética

A indução electromagnética é o fenômeno que origina a produção de uma força electromotriz (f.e.m. ou Tensão) num meio ou corpo exposto a um campo magnético variável, ou bem num meio móvel exposto a um campo magnético estático. É assim que, quando o dito corpo é um condutor, produz-se uma corrente induzida. Este fenómeno foi descoberto por Michael Faraday que o expressou indicando que a magnitude da tensão induzida é proporcional à variação do fluxo magnético (Lei de Faraday). Por outro lado, Heinrich Lenz comprovou que a corrente devida ao f.e.m. induzida se opõe à mudança de fluxo magnético, de forma tal que a corrente tende a manter o fluxo. Isto é válido tanto para o caso em que a intensidade do fluxo varie, ou que o corpo condutor se mova em relação a ele. Indução electromagnética é o princípio fundamental sobre o qual operam transformadores, geradores, motores elétricos e a maioria das demais máquinas eléctricas. A energia eólica é uma das fontes de energia renováveis que estão a ser utilizadas para reduzir a contaminação produzida pelos combustíveis fósseis. Portugal é um dos países em que a energia eólica corresponde a uma percentagem mais elevada da energia elétrica total, com aproximadamente 9%. Independentemente do tipo de combustível ou fonte de energia usada para gerar energia elétrica, em quase todos os casos é gerada energia mecânica de rotação que é logo usada para gerar eletricidade. O princípio que permite transformar a energia mecânica de rotação em eletricidade é a indução eletromagnética.

Campo elétrico induzido

Consideremos uma barra condutora em movimento dentro de um campo magnético uniforme, , como se mostra na figura abaixo. Sobre cada partícula com carga dentro do condutor atua uma força magnética:

Barra condutora em movimento, dentro de um campo magnético. A força magnética faz acumular cargas opostas nos extremos da barra. Essa força magnética faz deslocar as cargas de condução no condutor; na situação da figura acima, ficará um excesso de cargas negativas no extremo inferior da barra, e um excesso de cargas positivas no extremo superior, independentemente do sinal das cargas de condução. Mas se analisarmos o problema do ponto de vista do referencial S', que se desloca com o condutor, nesse referencial o condutor está em repouso e, portanto, não existe nenhuma força magnética sobre as cargas. Como se explica acumulação de cargas nos dois extremos da barra. O problema está em que a velocidade é uma grandeza relativa, diferente em diferentes referenciais; isso implica que, para que a equação acima seja correta, é preciso alguma condição adicional que defina exclua todos os referenciais, excepto um onde a equação é válida. A segunda lei de Newton implica que as força deve ser invariante, devido a que a aceleração e a massa são invariantes. O problema resolve-se admitindo que os campos elétrico e magnético não são invariantes. Dois observadores em dois referenciais diferentes observam diferentes valores para os campos elétrico e magnético, mas observam a mesma força eletromagnética:

Campo elétrico induzido pelo movimento dentro do campo magnético

A força eletromagnética é invariante. A primeira equação é válida unicamente num referencial em que o campo elétrico seja nulo. No referencial que se desloca com a barra na figura, deverá aparecer um campo elétrico induzido:

que produz uma força elétrica igual à força magnética observada no referencial em que a barra se desloca com velocidade relativa .(figura ao lado)

É como se existisse uma , no condutor, igual a diferença de potencial entre os extremos.

Se o comprimento da barra for , a fem induzida será:

Força eletromotriz

Força eletromotriz (FEM), geralmente denotada como , é a propriedade de que dispõe um dispositivo qualquer a qual tende a ocasionar produção de corrente elétrica num circuito. É uma grandeza escalar e não deve ser confundida com uma diferença de potencial elétrico (DDP), apesar de ambas terem a mesma unidade de medida. No Sistema Internacional de Unidades a unidade da força eletromotriz e da DDP é J/C (Joule por Coulomb), mais conhecida como V (Volt). A DDP entre dois pontos é o trabalho por unidade de carga que a força eletrostática realiza sobre uma carga que é transportada de um ponto até o outro; a DDP entre dois pontos é independente do caminho ou trajeto que une um ponto ao outro. A força eletromotriz é o trabalho por unidade de carga que uma força não-eletrostática realiza quando uma carga é transportada de um ponto a outro por um particular trajeto; isto é, a força eletromotriz, contrariamente da DDP, depende do caminho. Por exemplo, a força eletromotriz em uma pilha ou bateria somente existe entre dois pontos conectados por um caminho interno a essas fontes. Todos os materiais exercem uma certa resistência, por