Planejativo

Gerador de corrente alternada e Transformadores

Carga elétrica

Força elétrica (Lei de Coulomb)

Campo elétrico e Linhas de força

Potencial elétrico, Trabalho e Energia

Condutor esférico e Capacitância

Corrente e Potência elétrica

Leis de Ohm

Associação de Resistores

Geradores elétricos

Leis de Kirchhoff e Ponte de Wheatstone

Capacitores

Eletromagnetismo: Visão geral, Imã e Regra da mão direita

Campo magnético

Força Magnética e regra da mão esquerda

Indução Eletromagnética (Lei de Lenz)

Lei de Faraday e Variação do fluxo magnético

Efeito fotoelétrico

Teoria da relatividade

Física quântica

Processos de eletrização

Receptores elétricos

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

1. Conceitos básicos de corrente alternada

A corrente alternada é uma forma de corrente elétrica onde a direção do fluxo de cargas varia rapidamente, levando os elétrons a oscilar periodicamente em direções opostas. É amplamente usada na transmissão de energia elétrica e em motores elétricos, sendo produzida por meio de geradores AC.

A geração de energia elétrica é uma das aplicações mais importantes da indução eletromagnética. Essa descoberta permitiu a produção em larga escala desse tipo de energia.

Essa geração pode ocorrer em instalações complexas, como usinas de energia elétrica, ou em dispositivos mais simples, como dínamos de bicicletas.

Existem diferentes tipos de usinas de energia elétrica, mas todas funcionam com base no mesmo princípio. Nessas usinas, a energia mecânica resultante da rotação de um eixo é utilizada para produzir energia elétrica.

Por exemplo, nas usinas hidrelétricas, a água é represada em grandes barragens. O desnível causado por essa represagem faz com que a água se movimente.

O movimento da água em uma usina hidrelétrica é fundamental para acionar as pás da turbina, que estão conectadas ao eixo do gerador de eletricidade. Essa rotação mecânica é convertida em energia elétrica por meio da indução eletromagnética.

No gerador, a rotação do eixo faz com que um conjunto de bobinas seja exposto a um campo magnético. Esse campo magnético é gerado por ímãs fixos ou por eletroímãs alimentados por corrente contínua. À medida que as bobinas giram no campo magnético, ocorre a indução de corrente elétrica nelas.

A corrente produzida nesse processo é alternada, ou seja, seu sentido e intensidade variam ao longo do tempo. Essa corrente alternada é mais adequada para a transmissão e distribuição de energia elétrica em longas distâncias, sendo amplamente utilizada em redes elétricas.

Portanto, nas usinas de energia elétrica, como as hidrelétricas, o movimento da água é transformado em rotação mecânica, que, por sua vez, gera corrente elétrica alternada por meio do princípio da indução eletromagnética. Essa corrente alternada é a forma mais comum de energia elétrica utilizada nos sistemas de distribuição e consumo.

Após ser gerada nas usinas, a energia elétrica é transmitida para os centros consumidores através de sistemas de transmissão. No entanto, antes de ser transportada por longas distâncias, são utilizados dispositivos chamados transformadores para elevar a tensão, a fim de reduzir as perdas de energia durante o transporte.

Quando a energia elétrica chega ao destino final, ocorre uma nova modificação na tensão, de acordo com as necessidades específicas. Essas alterações são realizadas por meio de transformadores, que são dispositivos projetados para modificar a tensão alternada.

Basicamente, um transformador é composto por um núcleo feito de material ferromagnético, no qual estão enroladas duas bobinas independentes, conhecidas como enrolamentos de fios. A bobina conectada à fonte de energia é chamada de primário, pois recebe a tensão que será transformada. A outra bobina é chamada de secundário.

Essa configuração permite que o transformador altere a tensão de entrada para uma tensão desejada no enrolamento secundário. A relação entre o número de voltas dos fios nos enrolamentos primário e secundário determina a taxa de transformação da tensão.

Dessa forma, os transformadores desempenham um papel crucial na transmissão e distribuição eficiente de energia elétrica, permitindo a adaptação da tensão aos diferentes requisitos de consumo em diversos locais.

A corrente alternada que entra na bobina primária do transformador gera um fluxo magnético variável no núcleo do transformador. Esta variação do fluxo produz, por sua vez, uma corrente induzida alternada na bobina secundária.

A mudança na tensão induzida é determinada pela proporção entre o número de voltas do fio em ambas as bobinas (primária e secundária).

Se a bobina secundária tiver mais voltas do que a bobina primária, a tensão será aumentada pelo transformador. Por outro lado, se a bobina primária tiver mais voltas do que a secundária, o transformador reduzirá a tensão.

Essa relação entre o número de espiras e a tensão, pode ser expressa usando-se a seguinte fórmula: