Efeitos da Corrente Elétrica. Prof. Luciano Mentz

Transcrição

1 Efeitos da Corrente Elétrica Prof. Luciano Mentz

2 1. Efeito Magnético Corrente elétrica produz campo magnético. Esse efeito é facilmente verificado com uma bússola e será estudado no eletromagnetismo. 2. Efeito Químico Quando a corrente elétrica atravessa uma solução iônica ocorre a eletrólise. Esse efeito é aplicado na galvanização de metais e estudo na disciplina de química

3 3. Efeito Fisiológico 4. Efeito Luminoso Quando a corrente elétrica atravessa um gás, sob baixa pressão, ocorre emissão de luz. Esse efeito é aplicado nas lâmpadas fluorescentes e de vapor de sódio. Será estudado em física moderna.

4 5. Efeito Térmico ou Efeito Joule Elétrons em movimento aquecem o condutor, devido as colisões dos elétrons livres com os átomos. Esse efeito ocorre nos aquecedores elétricos, chuveiros elétricos, ferros elétricos, chapinha, torradeira, secador de cabelo...

5 ENERGIA ELÉTRICA

6 Como gerar Energia Elétrica? Reações Químicas Movimento de bobinas em campos magnéticos Células Fotovoltaicas

7 ímãs geram Campo Magnético entre os seus pólos Quando varia o fluxo magnético entre os pólos, corrente elétrica alternada é criada. N S

8 Usinas Hidrelétricas

9 Energia Potencial Gravitacional Energia Cinética Energia Cinética na bobina Energia Elétrica

10 Usinas Hidrelétricas Prós: Energia Renovável e não-poluidora (limpa). Após construída, muito barato de ser mantida. Alto rendimento. Contra: Fonte limitada a geografia da região (necessita de quedas d água), danos ambientais na área acima da represa (inundada) e rio abaixo. Necessita de chuvas constante. Brasil: Quase 65% da energia produzia está nas hidrelétricas.

11 Argumentos a favor: Belo Monte: 1 MWh = R$22,00 Eólica: 1 MWh = R$99,00 Solar: 1 MWh = R$200,00 Produção Energética equivalente a 19 termelétricas ou 19 angra I, 3700 torres eólicas, 49,9 milhões de placas solares Demanda energética aumentou 7,8% em A capacidade média de operação da usina (42%) é superior a das usinas na França e Espanha. Desenvolvimento nas cidades próximo as usinas.

12 Argumentos contrários: Área alagada: 640 km² Porto Alegre: 470 km² Canoas: 131 km² 20 mil pessoas sairão de suas casas. 100 mil novos moradores em Altamira (população atual: 100 mil). 100 milhões m³ de floresta desmatada para os canais encher o reservatório. 100 km do rio com vazão reduzida. Mil índios desalocados.

13 Usinas Termelétricas gás natural, carvão e óleo

14 Queima do Combustível (reação química) Energia Térmica Energia Cinética na bobina Energia Elétrica

15 Usinas Termelétricas Prós: Barato, não depende do clima (seca ou estação chuvosa) e pode ser ligada e desligada. Instalação em qualquer lugar com água próxima. Empregos e rotatividade econômica. Contra: Energia não-renovável, emite poluentes na atmosfera (enxofre, CO 2, mercúrio...), contribui para a chuva ácida e aquecimento global. Problemas de saúde para moradores próximos as usinas. Requer sistema de transporte. Aquecimento da água do rio/lago. Brasil: Aproximadamente 18% da matriz energética.

16 Usinas Nucleares

17 Fissão Nuclear (quebra do núcleo do átomo) Energia Térmica Energia Cinética na bobina Energia Elétrica

18 Usinas Nuclear Prós: Energia limpa, combustível barato, fonte mais concentrada de geração de energia, o resíduo mais compacto de todas as fontes, fácil de transportar. Não depende do clima. Instalação em qualquer lugar com água próxima. 96% do combustível é utilizado Contra: Energia não-renovável, muitos investimentos nos sistemas de emergência, de resíduo radioativo e de armazenamento. Aquecimento da água do mar/rio. Em caso de acidente a radiação durará por séculos e medo de ataques terroristas ou produção de uma bomba atômica. Brasil: 1,53% da matriz energética (Angra 1 e 2, Angra 3 em construção, e estudos para colocar 2 no nordeste). Mundo: 210 usinas em 31 países. França 78%, Bélgica 54%, Suécia 48%, Japão 30%, EUA 19%.

19 Usinas Eólicas Energia Cinética dos ventos Energia Cinética na bobina Energia Elétrica

20 Usinas Eólicas Prós: é grátis! Não poluidora e renovável. Contra: Equipamento caro de se manter, necessita de ventos constantes. Impacto ambiental em aves migratórias, necessita de armazenamento de energia de alto custo (por exemplo baterias), baixo rendimento. Poluição visual e sonora. Brasil: 1,56% da matriz energética (20º produtor mundial). Objetivo: 3% até 2016 (4º maior produtor)

21 Usinas Geotérmicas Energia Térmica da Terra Energia Cinética na bobina Energia Elétrica

22 Biomassa Queima da matéria orgânica Energia Térmica Energia Cinética na bobina Brasil: 7,91% Energia Elétrica

23 Energia Solar Prós: é grátis! Não poluidora e renovável. Contra: Células fotovoltaicas são muito caras. Depende de grande incidência solar e armazenamento de energia (baterias). Produção do kwh mais caro entre todas formas de energia. Rendimento médio: 25%

24 Perdas de Energia Nos Processos Atrito (Energia Cinética) Energia Térmica Energia Sonora Efeito Joule (Energia Elétrica) Energia Térmica

25 Custo médio na produção de 1 MWh Hidrelétrica R$10 a R$25 Nuclear R$22 (Angra I e II, especificamente) Termelétrica R$75 Eólica R$98 Solar R$200

26

27 (ENEM-2010) Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado. Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental? a) Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração. b) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia. c) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população. d) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local. e) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída.

28 Questão 20 Enem 2009 O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil. Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina? (A) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado. (B) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor. (C) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira. (D) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente. (E) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover outro gerador.

29 Questão 25 Enem 2008 A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. Roger A. Hinrichs e Merlin Kleinbach. Energia e meio ambiente. Ed. ABDR (com adaptações). Depreende-se das informações acima que as usinas geotérmicas (A) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas. (B) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica. (C) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. (D) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica. (E) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica.

30

31 Respostas 1) D 2) E 3) D 4) A