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Como os ímãs são usados em usinas hidrelétricas

A hidroeletricidade é criada quando a água é utilizada como uma fonte de força para gerar energia. As usinas hidrelétricas usam quedas d'água para operar geradores. Os geradores utilizados no processo possuem ímãs rotatórios em seu interior. É a mudança de campos magnéticos que cria as voltagens que fazem a eletricidade fluir.

A usina Hoover gera energia hidrelétrica (hoover dam image by Dave from Fotolia.com)

Considerações

A Lei da Indução de Faraday explica o princípio de como geradores elétricos operam. O físico Michael Faraday descobriu que quando se aproximava um ímã de um fio ou condutor, uma corrente era criada dentro do fio.

Cria-se um eletroímã quando as correntes correm por um fio, assim, produzindo um campo magnético. Esses campos tornam-se mais fortes se o fio estiver em um rolo e também se tiver metais como ferro ou aço em seu interior. De acordo com a Lei da Indução de Faraday, um eletroímã em movimento pode induzir uma corrente em um condutor que seja colocado perto dele.

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Força da água

As represas estocam água de córregos e rios, criando o que é conhecido como reservatório, ou lago artificial. Faz-se com que a água do reservatório caia de uma grande elevação. Essas quedas d'água artificiais têm o que se conhece como energia potencial, que é a capacidade de ser utilizada para realizar uma tarefa com base na posição em um campo gravitacional. A posição da água é sua altura. À medida que ela desce, é direcionada usando tubulações ou túneis que são chamados de eclusas. As eclusas têm comportas e tanques de compensação, e a água deles é regulada pela operação das turbinas.

Turbinas

Uma turbina tem uma parte rotatória chamada rotor, que é uma roda com pás curvas. Algumas turbinas hidrelétricas usam "bacias" em vez de pás. O eixo da roda é conectado a um gerador. A água que cai de tubulações e túneis atingem as pás ou bacias, fazendo com que o eixo gire e este, por sua vez, conduz o gerador.

Geradores

Os geradores elétricos transformam a energia mecânica fornecida pela água em queda em energia elétrica. Eles possuem um braço rotatório, ou armadura, recoberto por rolos, que é colocado dentro de um campo magnético. Em geradores, a parte móvel é chamada rotor e a fixa é chamada estator.

Em um gerador hidrelétrico, o eixo ou coluna da turbina forma a armadura do gerador elétrico. O rotor é normalmente composto de várias camadas de aço ou ferro laminado recobertas por fios de cobre enrolados. Essas camadas são chamadas de polos e cada um desses funciona como um eletroímã. O rotor gira porque está diretamente anexado à armadura. Há um rolo em volta do rotor, normalmente formado por um condutor, como um núcleo de ferro, com aberturas que possuem barras de cobre alinhadas verticalmente. Esse condutor forma o estator.

A eletricidade é gerada porque quando o rotor gira, seu campo magnético variável induz uma corrente alternada nos rolos do estator.

Fatos interessantes

A energia hidrelétrica é responsável por aproximadamente 20% de toda eletricidade gerada no mundo. Nos Estados Unidos, ela é utilizada para gerar 10% da eletricidade. A maior usina hidrelétrica dos Estados Unidos encontra-se na represa Grand Coulee, no rio Columbia, em Washington. A grande represa Grand Coulee também é a terceira maior produtora de hidroeletricidade do mundo. A maior é a usina de Itaipu, do Brasil e Paraguai, localizada no rio Paraná.

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Referências

Recursos

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