INSTITUTO FEDERAL DO PARANA. Campus Campo Largo. Geradores Elétricos Prof. Roberto Sales
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- Milton Correia Guterres
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1 Geradores Elétricos 2017
2 Conteúdo Tema: Geração de energia Subtema: Geradores químicos e mecânicos Geradores químicos Contextualização conceitual: Circuito equivalente; Equação do gerador; Curva de carga; Balanço energético; Lei de Ohm-Pouillet Contextualização conceitual: Princípio funcionamento alternador; Dínamo e alternador; Diagrama de conversão; Usinas geradoras de energia; Partes alternador.
3 De onde vem a energia elétrica que usamos
4 Geradores elétricos Transformam uma modalidade de energia em energia elétrica - Geradores químicos - - Geradores fotovoltaicos
5 Geradores químicos * Alessandro Volta
6 Geradores químicos - Circuito equivalente:
7 Circuito equivalente: Geradores químicos - A e B são os terminais de ligação; - E é a força eletromotriz (fem); - r é a resistência interna do gerador; - i é a corrente fornecida pelo gerador; - U é a ddp fornecida pelo gerador.
8 Equação do gerador: Geradores químicos U = E - ri U é a ddp do gerador (V) E é a força eletromotriz (V) r é a resistência interna (Ω)
9 Geradores químicos Curva de carga do gerador: U = E - ri E = U quando circuito estiver aberto (i = 0 A) Icc = E/r U = 0 pois R = 0 (resistência externa do circuito = zero)
10 Balanço energético do gerador: Pela lei da conservação da energia, a potência da entrada é igual a potência dissipada somada à potência fornecida à carga (utilizada). Geradores químicos Pt = Pd Onde, + Pu Pt = E*i Pd = r*i² e Pu = U*i Rendimento do gerador: η = U/E
11 Lei de Ohm-Pouillet É usada para determinar a corrente fornecida pelo gerador. Geradores químicos
12 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Geradores químicos
13 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Geradores químicos
14 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Geradores químicos
15 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Geradores químicos
16 Geradores químicos EXERCÍCIOS PROPOSTOS
17 Geradores químicos EXERCÍCIOS PROPOSTOS
18 Geradores químicos EXERCÍCIOS PROPOSTOS
19 Geradores químicos EXERCÍCIOS PROPOSTOS
20 Geradores químicos EXERCÍCIOS PROPOSTOS
21 Geradores químicos EXERCÍCIOS PROPOSTOS
22 PRÓXIMA AULA Geradores químicos - Serão cobrados exercícios no fim da aula (30 min) como avaliação parcial agregando valor ao conceito do bimestre (20%). - Obs.: Estes slides estão disponibilizados no site como apostila de exercícios.
23 Os alternadores e os dínamos são máquinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. INSTITUTO FEDERAL DO PARANA Os Dínamos produzem corrente contínua; Os Alternadores produzem corrente alternada.
24 Princípio de funcionamento - Fluxo magnético Michael Faraday Podemos definir fluxo magnético pela letra Φ (fi), como sendo o produto entre a indução magnética, a área da superfície plana e o cosseno do ângulo formado, ou seja: Φ = BA cos θ A Área superfície; B Campo magnético; ϴ Ângulo entre a superfície e e o campo magnético
25 Princípio de funcionamento - Fluxo magnético Michael Faraday Φ = BA cos θ A Área superfície; B Campo magnético; ϴ Ângulo entre a superfície e o campo magnético
26 Princípio de funcionamento - Lei da Faraday Michael Faraday, 1831 Lei de Faraday enuncia que: O valor da força eletromotriz induzida, fem, em uma espira de área A é igual à taxa de variação do fluxo magnético através dessa espira. Matematicamente, a Lei de Faraday pode ser escrita como: ε = ΔΦ/ Δt ε = B*A*cos θ O aparecimento da força eletromotriz foi denominado de indução eletromagnética
27 Princípio de funcionamento - Lei de Lenz Heinrich Lenz, 1834 Trabalho próxima aula - Qual a lei de Lenz? - Qual sua importância e implicação na geração de energia?
28 Dínamo Alternador
29 Característica construtiva básica: INSTITUTO FEDERAL DO PARANA Dínamo: * Campo magnético fixo no estator e bobina geradora da fem móvel no rotor Alternador: * Campo magnético fixo ou variável no rotor e bobina geradora da fem fixa no estator
30 Alternador
31 Alternador
32 Diagrama de conversão: ENERGIA POTENCIAL MÁQUINA PRIMÁRIA ALTERNADOR CONSUMO
33 Reservatório de energia potencial Energia primária A matéria prima no reservatório determina o tipo da usina de energia elétrica
34 Evolução na oferta de energia primária O Petróleo, a maior fonte de energia primária do planeta O petróleo é a principal fonte de energia primária, alimentando, por exemplo, quase 95% dos transportes a nível global. Atualmente cerca de 42% da energia primária é transformada em energia elétrica, até 2035 será de 45% do total da energia primária
35 Evolução no consumo de energia primária
36
37 Consumo mundial de energia
38 Projeção de Consumo de Energia Elétrica Brasil
39 Matriz elétrica brasileira * Geração hidráulica 455,6 TWh * Geração total 592,8 TWh
40 Matriz Participação de renováveis na matriz elétrica 2012
41 Capacidade Instalada
42 Consumo de Energia Elétrica Mundo
43 Custo da Energia Elétrica no mundo
44 Usina Termoelétrica Utiliza o vapor de água para impulsionar uma turbina que movimento o alternador Para gerar vapor pode ser utilizado Carvão vegetal ou mineral, lenha, óleo diesel, gás natural dentre outros combustíveis.
45 Usina Hidroelétrica Utiliza a força da queda da água para impulsionar uma turbina que movimento o alternador A vocação natural do Brasil é para a hidroeletricidade, cuja tecnologia de construção e geração já é dominada.
46 Usina Hidroelétrica Características do setor hidroelétrico nacional
47 Usina Nuclear Semelhante à termelétrica mas utiliza a queima de urânio para produzir o vapor que gira a turbina e esta movimenta o alternador.
48 Usina Eólica Utiliza a força dos ventos sobre as pás para movimentar o alternador.
49 Usina Maré Motriz Utiliza a energia das marés, das correntes marítimas, das ondas para movimentar o alternador.
50 Usina Maré Motriz Utiliza a energia das marés, das correntes marítimas, das ondas para movimentar o alternador. Pelamis: Módulos 250 kw Porto do Pecem no Ceará 100 kw
51 Máquina primária São turbinas a gás, água, ou vapor de alta pressão e funcionam em baixa ou alta rotação; são utilizados também motores a combustão interna,
52 Alternador É o elemento principal do processo que faz a conversão de energia mecânica em elétrica.
53 -Estudem estes slides e os demais documentos DÚVIDAS que estão no site. -Resolvam os exercícios propostos para a próxima aula.
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