O gerador de um circuito elétrico é um dispositivo capaz de criar uma diferença de potencial elétrico em seus terminais. Um gerador elétrico é um dispositivo que converte um tipo de energia em energia elétrica para que essa energia possa ser utilizada em um circuito elétrico externo.
Um circuito elétrico precisa de uma fonte de energia, um gerador de corrente que aciona os elétrons.
Os geradores em circuitos elétricos podem usar diferentes fontes de energia para convertê-la em energia elétrica. As fontes de energia mais comuns são:
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Energia química; Esta seção inclui baterias elétricas, baterias eletrônicas e células galvânicas das quais as baterias elétricas são compostas.
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Energia mecânica; este tipo de geradores aproveita os campos magnéticos que geram o movimento de alguns mecanismos de geração de energia elétrica. Alguns exemplos são geradores ou geradores elétricos a diesel. força do vento.
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Energia Solar Fotovoltaica; Os painéis solares fotovoltaicos contêm uma série de células solares que transformam a energia de um fóton em corrente elétrica. Esta transformação é realizada nos módulos fotovoltaicos.
Geradores elétricos mecânicos
Esses tipos de geradores geram eletricidade a partir do trabalho mecânico.
O sistema é baseado no fenômeno da indução eletromagnética. Ou seja, quando um condutor de corrente faz um movimento relativo em direção a um campo magnético, o sistema induz a voltagem no condutor elétrico.
Alguns exemplos de geradores mecânicos são:
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O gerador elétrico a diesel.
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Turbinas eólicas para energia eólica.
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Turbinas hidráulicas.
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As turbinas a vapor de usinas nucleares.
Qual é o recorde de Faraday?
O disco de cobre de Faraday é a primeira máquina unipolar. Esta máquina é um gerador que produz corrente contínua e foi a primeira no mundo. Foi inventado por Michael Faraday em 1831, por isso também é chamado de disco de Faraday.
A máquina unipolar fornece uma corrente contínua uniforme (não pulsante) com alta corrente e baixa tensão.
Geradores elétricos de energia solar
Os sistemas fotovoltaicos têm a capacidade de gerar uma corrente contínua a partir da radiação solar.
Os painéis fotovoltaicos são constituídos por células fotovoltaicas. Essas células são feitas com uma estrutura molecular baseada em silício monocristalino ou policristalino. O silício tem a propriedade de que, quando um fóton colide, a probabilidade de ele liberar um elétron é muito alta.
Como funciona uma célula galvânica? Células e baterias elétricas
Uma célula galvânica é uma fonte química de corrente elétrica baseada na interação de dois metais e seus óxidos em um eletrólito. As células galvânicas são capazes de transformar energia química em energia elétrica em um circuito fechado.
Um elemento galvânico consiste em dois meios elementos. Vamos considerar o seguinte exemplo:
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Barra de Zinco em ZnSO 4 Sulfato de Zinco Líquido
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Haste de cobre em sulfato de cobre (II) líquido CuSO 4
Os átomos de metal das hastes de metal (eletrodos) têm a propriedade de se dissolver no líquido (eletrólito). No eletrólito, os íons metálicos carregados positivamente entram no eletrólito e os elétrons carregados negativamente permanecem no eletrodo. Isso criará uma diferença de potencial entre o eletrodo e o eletrólito. O impulso de dissolução de um metal é tanto maior quanto menos nobre for o metal.
Como o zinco é menos nobre que o cobre, a barra de zinco liberará seus íons mais rapidamente e, portanto, terá um potencial negativo maior do que a barra de cobre. Isso cria uma diferença de potencial entre os eletrodos, igual à diferença entre os dois potenciais de eletrodo padrão.
Ao fazer uma conexão elétrica entre as barras de zinco e cobre, os elétrons se moverão do eletrodo de zinco com carga mais negativa (o ânodo) para o eletrodo de cobre com carga menos negativa (o cátodo). Agora existe uma corrente elétrica que é oposta à corrente dos elétrons.
