Thursday 16 May 2013

Dínamos


Recebe o nome de dínamo (da palavra grega dynamis, que significa força) um gerador de eletricidade, destinado a transformar energia mecânica em energia elétrica.
Este equipamento consiste basicamente de um ímã fixo em um eixo móvel, sendo que ao redor deste há uma bobina(um extenso fio enrolado em espiras e feito de material condutor elétrico, geralmente cobre), sem que haja contato físico entre a bobina e o ímã.
Dois tipos de dínamo são utilizados:
  • dínamo em corrente contínua, no qual seu conjunto fornece corrente contínua, ou seja, corrente que circula num só sentido apenas.
  • alternador, ou dínamo de corrente alternada, fornecedor de corrente alternada, corrente que circula em um e outro sentido alternadamente. Há certa confusão entre estas denominações, e algumas fontes costumam-se referir a este conjunto especificamente como alternador, apenas. Assim, dínamo seria somente o gerador de corrente contínua.
O princípio de funcionamento de um dínamo está ligado ao fenômeno da indução eletromagnética num quadro plano que gira em campo magnético unifome. Tal fenômeno pode ser explicado pela Lei de Lenz, que estabelece que o sentido da corrente induzida é oposto da variação do campo magnético que a gera. Assim, a variação de um campo eletromagnético gera corrente elétrica. Tanto no dínamo de corrente alternada como no de corrente contínua o quadro é percorrido por corrente alternada. A diferença entre eles está na maneira de colher essa corrente para fora do quadro. Essa captação da corrente para fora do quadro é feita por um dispositivo chamado coletor.
desenvolvimento do dínamo inicia-se com as pesquisas de Hans Orsted, que, ao observar que a agulha de umabússola oscilava quando aproximada a um fio condutor percorrido por corrente elétrica. Posteriormente, Michel Faraday se interessou pelo fenômeno e após alguns experimentos, observou que quando um imã se move próximo de um circuito elétrico ativo, a corrente elétrica do circuito é alterada.
Os principais componentes de um dínamo são:
  • campo eletromagnético -  Eletroímã fixo constituído por uma barra de ferro e bobinas; quando exposta a uma corrente carregada eletricamente, cria-se um campo magnético.
  • comutador - Placas condutoras que são isoladas umas das outras e ligadas à bobina do campo, recebendo e retificando a corrente alternada induzida.
  • eixo - Parte cilíndrica que transmite um movimento de rotação a armadura do Dínamo.
  • quadro - Caixa metálica que abriga o campo magnético.
  • ventoinha - Dispositivo com pás que permite a circulação do ar de modo a resfriar o dínamo.
  • armadura - Parte móvel do dínamo que é constituída por uma bobina, que produz uma corrente eléctrica à medida que gira dentro do campo.
  • bobina - Fio condutor que é enrolado em torno do cilindro da armadura, que gira no campo magnético produzido pelo indutor para criar uma corrente eléctrica.
  • escova - Condutor que é friccionado contra as placas do comutador e transmite a corrente contínua produzida pelo dínamo a um circuito exterior.
Bibliografia:
ESTEVÃO, Vanks. Como funciona um Dínamo? Disponível em: <http://www.efeitojoule.com/2008/06/como-funciona-dinamo-bicicleta.html>. Acesso em: 25 abr. 2012.
Dínamos ou geradores mecânicos de eletricidade. Disponível em: <http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/inducao/dinamos/>. Acesso em: 25 abr. 2012.
Dynamo (em inglês). Disponível em:
<http://visual.merriam-webster.com/science/physics-electricity-magnetism/generators/dynamo.php#brush31913>. Acesso em: 25 abr. 2012.




Dínamos ou geradores mecânicos de eletricidade


Chamam-se geradores mecânicos de corrente elétrica, ou dínamos, aos dispositivos que transformam energia mecânica em energia elétrica.
Os dínamos se dividem em dois grandes grupos:

1º - Dínamo com corrente contínua


É aquele que fornece corrente contínua, isto é, corrente que circula num único sentido.

2º - Dínamo com corrente alternada


Também chamado alternador – é aquele que fornece corrente alternada, isto é, corrente que circula num sentido e noutro alternadamente.

Princípio de funcionamento


Os dínamos funcionam por meio de indução eletromagnética. E esta é sem dúvida a mais importante aplicação do fenômeno de indução. Isso porque esse fenômeno é o único que fornece corrente elétrica com grande energia, como por exemplo, essa corrente que é fornecida para iluminação das cidades e para as indústrias.
O princípio de funcionamento dos dínamos em geral, tanto de corrente contínua como de corrente alternada, é a indução eletromagnética num quadro plano que gira num campo magnético unifome. A indução nesse quadro foi estudada no tópico "Indução num Quadro Plano em Rotação num Campo Uniforme". Vimos que, à medida que o quadro gira, ele é percorrido por uma corrente alternada senoidal .
Tanto no dínamo de corrente alternada como no de corrente contínua o quadro é percorrido por corrente alternada. A diferença entre eles está na maneira de colher essa corrente para fora do quadro. Essa captação da corrente para fora do quadro é feita por um dispositivo chamado coletor.

a. Coletor de corrente alternada


Suponhamos que o quadro seja aberto em A e D, e daí sejam tirados dois condutores AB e CD que são ligados a dois anéis, B e D. Encostados a esses anéis existem dois pedaços de carvão (que é condutor), m e n (fig. 322). O circuito externo, R, onde vai ser utilizada a corrente, é ligado a esses pedaços de carvão. À medida que o quadro gira dentro do campo magnético, os anéis giram juntos com ele. Os pedaços de carvão m e n ficam fixos e os anéis ficam raspando neles. A corrente que se produz no quadro passa para os anéis, deste para o carvão e do carvão vai para o circuito externo. É fácil ver que, com esse dispositivo, quando a corrente elétrica muda de sentido no quadro, também muda de sentido no circuito externo, isto é, no circuito externo ela é captada também como alternada. A figura 323 mostra o quadro entre os polos do ímã que produz o campo magnético.
Coletor de corrente alternada
Figura 322
Coletor
Figura 323
Coletor é o nome que se dá ao conjunto dos anéis e pedaços de carvão (fig. 323). Os pedaços de carvão são chamados escovas.

b. Coletor de corrente continua


Em vez de dois anéis ele se compõe de dois semi-anéis. Cada semi-anel é ligado a uma ponta do quadro girando junto com o quadro. Os pedaços de carvão são fixos, e são ligados ao circuito externo. Quando os semi-anéis giram eles ficam apertados contra os pedaços de carvão (figura acima).
Vemos que, em cada meio período, um semi-anel está em contato com um pedaço de carvão diferente.
A posição dos carvões é ajustada de tal modo que, no instante em que a corrente muda de sentido no quadro, há troca de contato entre os carvões e os semi-anéis. Desse modo, fora do quadro, a corrente caminha sempre no mesmo sentido, isto é, é contínua.


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