Um gerador em engenharia elétrica é um dispositivo pelo qual a energia de um tipo mecânico é convertida em energia elétrica. Esses dispositivos são amplamente utilizados na fabricação e em alguns sistemas técnicos, por exemplo, em automóveis. O funcionamento do gerador é baseado no fenômeno da indução eletromagnética.
Dispositivo alternador
Na prática, vários tipos de geradores são usados. Mas cada um deles inclui os mesmos blocos de construção. Isso inclui um ímã, que cria o campo apropriado, e um enrolamento de fio especial, onde uma força eletromotriz (EMF) é gerada. No modelo mais simples do gerador, o papel do enrolamento é desempenhado por uma estrutura que pode girar em torno de um eixo horizontal ou vertical. A amplitude EMF é proporcional ao número de voltas no enrolamento e à amplitude das oscilações do fluxo magnético.
Para obter um fluxo magnético significativo, um sistema especial é usado nos geradores. Ele consiste em um par de núcleos de aço. Os enrolamentos, que criam um campo magnético alternado, são colocados nas ranhuras do primeiro deles. Essas voltas que induzem EMF são colocadas nas ranhuras do segundo núcleo.
O núcleo interno é denominado rotor. Ele gira em torno do eixo junto com o enrolamento nele. O núcleo que permanece imóvel atua como um estator. Para tornar o fluxo de indução magnética o mais forte e as perdas de energia mínimas, a distância entre o estator e o rotor é tentada ser a menor possível.
Qual é o princípio do gerador
A força eletromotriz surge nos enrolamentos do estator imediatamente após o surgimento de um campo elétrico, que é caracterizado por formações de vórtices. Esses processos são gerados por uma mudança no fluxo magnético, que é observada durante a rotação acelerada do rotor.
A corrente do rotor é fornecida ao circuito elétrico por meio de contatos em forma de elementos deslizantes. Para tornar isso mais fácil, anéis chamados anéis de contato são fixados nas extremidades do enrolamento. Escovas fixas são pressionadas contra os anéis, por meio dos quais é feita a conexão entre o circuito elétrico e o enrolamento do rotor móvel.
Nas voltas do enrolamento magnético, onde é criado um campo magnético, a corrente tem uma intensidade relativamente pequena quando comparada com a corrente que o gerador dá ao circuito externo. Por esta razão, os projetistas dos primeiros geradores decidiram desviar a corrente dos enrolamentos localizados estaticamente e fornecer uma corrente fraca ao ímã giratório através dos contatos proporcionando deslizamento. Em geradores de baixa potência, o campo cria um ímã permanente que pode girar. Este design permite simplificar todo o sistema e não usar anéis e escovas.
Um moderno gerador industrial de corrente elétrica é uma estrutura maciça e volumosa, que consiste em estruturas metálicas, isoladores e condutores de cobre. O dispositivo pode ter vários metros de tamanho. Mas mesmo para uma estrutura tão sólida, é muito importante manter as dimensões exatas das peças e os intervalos entre as partes móveis da máquina elétrica.
