Geração de Corrente Alternada

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Irene Fagundes Correia
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1 Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina Gerência Educacional de Eletrônica Fundamentos de Eletricidade Geração de Corrente Alternada Clóvis Antônio Petry, professor. Florianópolis, novembro de 2006.

Fundamentos de Eletricidade Geração de Corrente

2 Bibliografia Agradecemos ao Prof. Fernando L. R. Mussoi pela permissão de usar sua apostila para as aulas de Fundamentos de Eletricidade.

aulas de Fundamentos de Eletricidade. http://www.

3 Nesta aula Seqüência de conteúdos: 1. Revisão dos pontos principais da aula de eletromagnetismo; 2. Geração de corrente alternada: Indução eletromagnética; Princípio de funcionamento do gerador de CA; Tensão e freqüência do gerador; Geradores de corrente alternada.

Geração de corrente alternada: Indução eletromagnética; Princípio

4 Parte 1 Revisão Eletromagnetismo

5 Campo magnético Definição: Define-se como campo magnético como toda região do espaço em torno de um condutor percorrido por corrente ou de um imã. Linhas de indução (ou de força) Campo magnético uniforme: Vetor B tem mesmas direção, sentido e intensidade.

6 Campo magnético Vetor indução magnética: Caracteriza cada ponto do campo magnético. Também chamado de vetor campo magnético. ur B Unidade de medida: Tesla [T] B = μ H B intensidade do vetor indução magnética, em tesla [T] H intensidade de campo magnético, em ampères espira/metro [Ae/m] μ permeabilidade magnética do meio em tesla mestro/ampères espira [Tm/Ae]

ur B Unidade de medida: Tesla [T] B = μ H B intensidade do vetor indução magnética, em

7 Campo magnético de uma espira circular Lei de Biot-Savart - A direção do vetor indução é perpendicular à corrente i; - Intensidade determinada por: Δ B = μo i ΔL sen 2 4π r α ( ) μo = 4π 10 N / A 7 2

8 Campo magnético de uma bobina B = N μo L i

9 Campo magnético de um condutor reto Caracterização do campo magnético Campo gerado Vista superior Vista lateral

10 Força a magnética sobre uma carga móvelm F = B q v sen θ ( ) F força magnética agente na carga, em newtons [N] B indução magnética, [T] q valor da carga elétrica, em coulombs [C] v velocidade da carga elétrica em [m/s]

11 Força a magnética sobre uma carga móvelm Regra da mão direita

12 Força a magnética sobre uma carga móvelm

13 Corrente induzida Para se obter corrente induzida num condutor, é importante o movimento relativo entre o circuito e o campo magnético. Necessidade do movimento relativo

14 Fluxo magnético Definição: Quantidade de linhas de indução que atravessam a área A de uma espira imersa num campo magnético de indução B. φ = B A cos( θ ) Ф fluxo magnético, em weber [Wb] B indução magnética, em tesla [T] A área da superfície atravessada pelas linhas de indução, em [m 2 ]

B. φ = B A cos( θ ) Ф fluxo magnético, em weber [Wb] B indução

15 Indução eletromagnética tica Toda vez que o fluxo magnético através de um circuito varia, surge, neste circuito, uma fem induzida. Fem força eletromotriz. I variação de B; II variação de Ф; III variação de B; IV variação de A.

circuito, uma fem induzida. Fem força eletromotriz.

16 Lei de Lenz O sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem. Sentido da corrente induzida

17 Lei de Faraday-Neumann A fem induzida média em um circuito é igual ao quociente da variação do fluxo magnético pelo intervalo de tempo em que ocorre, com sinal trocado. e m Δφ = Δ t e m é a fem induzida, [V] Ф variação no fluxo magnético, [Wb] t intervalo de tempo em que ocorre a variação, [s]

18 Auto-Indu Indução φ = a L i Ф a é o fluxo auto-induzido através da espira, [Wb] i corrente elétrica que percorre a espira, [A] L coeficiente que depende da configuração do circuito e do meio, chamado de indutância e medido em Henrys [H].

espira, [A] L coeficiente que depende da configuração do

19 Auto-Indu Indução e a Δφa = Δ φ a = L Δi (L é uma constante) Δ t Δi = Δ ea L t Circuito e corrente resultante e a fem auto-induzida, [V] L indutância do circuito, [H] i variação da corrente elétrica, [A] t intervalo de tempo em que ocorre a variação, [s]

auto-induzida, [V] L indutância do circuito, [H] i variação da

20 Parte 2 Geração de Corrente Alternada

21 Tensão e corrente alternadas senoidais

22 Indução eletromagnética tica Lei de Faraday-Neumann: Lei de Lenz:

23 Indução eletromagnética tica

24 Indução eletromagnética tica Movimento de um condutor dentro de um campo magnético Influência da direção do movimento do condutor ou a polaridade do campo Influência do ângulo do condutor em relação às linhas de força

25 Princípio de Funcionamento do Gerador de CA Gerador de corrente alternada elementar:

26 Princípio de Funcionamento do Gerador de CA

27 Princípio de Funcionamento do Gerador de CA

28 Princípio de Funcionamento do Gerador de CA Síntese da geração de uma onda senoidal:

29 Princípio de Funcionamento do Gerador de CA Gráfico da corrente produzida pelo gerador:

30 Tensão e Freqüência do Gerador Para um gerador de dois pólos: Para um gerador de p pólos:

31 Tensão e Freqüência do Gerador Freqüência da corrente gerada:

32 Tensão e Freqüência do Gerador Influência do número de pólos do gerador na freqüência da tensão gerada.

33 Tensão e Freqüência do Gerador Símbolos de fontes de tensão e corrente alternadas senoidais:

34 Geradores de Corrente Alternada

35 Geradores de Corrente Alternada Gerador de corrente alternada de pólos girantes e armadura estacionária:

36 Geradores de Corrente Alternada Armadura do estator de um gerador de CA:

37 Geradores de Corrente Alternada Turbina hidráulica acionando o gerador:

38 Geradores de Corrente Alternada

39 Próximo assunto Parâmetros da Forma de Onda da Tensão e da Corrente Alternada Senoidal

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