Instalações e Maquinas Elétrica

CONCEITOS BÁCICOS

Nesta aula serão apresentada os principais conceito envolvendo essa incrível forma de energia chamada eletricidade. Entender bem esse conceito, abordado-dos aqui  sob o ponto de vista da engenharia, é condição fundamental para aprender como a energia elétrica é transportada e utilizada.

Eletricidade: Energia na forma elétrica

A eletricidade é uma das formas de energia existentes na natureza. Outras formas conhecidas são: química, mecânica, térmica, luminosa, eólica, sonora e nuclear, para citar as principais. 

Um aspecto fundamental a ser observado é que toda forma de energia é expressão de uma diferença um desequilíbrio. Assim, por exemplo, a energia gravitacional advém de uma diferencia de alturas; a energia térmica advém de uma diferença de temperatura; a energia eólica provem de um desequilíbrio de pressões, e assim por diante. Nesse sentido, que tipo de diferença esta associada à energia elétrica? No caso, uma diferencia de carga elétrica. Sempre que existe um desequilíbrio de carga, haverá uma energia potencial na forma elétrica. Esse desequilíbrio pode ser criado, por exemplo pelo atrito entre partículas de água, gelo e poeira causado pelos ventos nas nuvens, dando origem aos raios, sendo essa, sem dúvida, a primeira manifestação natural de eletricidade conhecimento pelo ser humano.

Uma característica muito interessante da energia elétrica, é que esta não é geada diretamente, mas sim a partir da conversão de alguma outra forma de energia em energia elétrica. Sob oponto de vista pratico, a maior parte da eletricidade atualmente utilizada vem das baterias, ou pilhas, a energia elétrica é  produzida pela conservação de energia química e no caso geradores, a enegia elétrica é obtida apartir da energia mecânica fornecida por uma turbina, como ilustram as figuras abaixo.

Fonte e cargas

Todo dispositivo que converte outras formas de energia em energia elétrica é denominado fonte. Essencialmente, o papel de uma fonte é criar desequilíbrios entre cargas elétricas e,  portanto fornecer energia na forma elétrica. Baterias, pilhas, dínamos e alternadores são alguns exemplos de fontes elétricas.

É denominado de carga de todo equipamento que converte energia elétrica em alguma outra forma energia. São exemplos de carga: a lâmpada, que converte a energia elétrica em luminosa; o forno elétrico, que converte energia elétrica em térmica; o motor elétrico, que converte energia elétrica em mecânica.

 De modo geral, o luxo de energia em um sistema elétrico qualquer vai das fontes para as cargas, como ilustra a figura abaixo.

Eletricidade é um meio, não um fim

Assim como não é gerada diretamente, a eletricidade também não é utilizado diretamente.

Para entender isso basta lembrar dos principais exemplos  de cargas, ou seja, lâmpadas, motores, aquecedores; eles sempre transformam eletricidade em outra forma de energia antes de ser utilizada.

Desse modo, pode-se dizer que a energia elétrica é um meio de transporte de outras formas de energia. E um excelente meio, pela sua eficiência e flexibilidade, limpeza e capilaridade. A figura abaixo ilustra o conceito onde se mostra a turbina a vapor produzindo energia mecânica a partir, por exemplo, da queima de carvão em uma caldeira (energia térmica) ; a turbina aciona um gerador que produz energia elétrica, que é então transportada a distancia através de uma linha de transmissão até um motor elétrico que, por sua vez, produz energia mecânica para acionar um ventilador que produz energia eólica.