Qual é o Princípio de Funcionamento do Alternador?

Qual é o Princípio de Funcionamento do Alternador?

Definição de alternador

Um alternador é uma máquina que utiliza a indução eletromagnética para converter energia mecânica em eletricidade de corrente alternada.

Princípio de funcionamento

O alternador funciona com base na Lei de Faraday, na qual o movimento entre um condutor e um campo magnético induz uma corrente elétrica.

Processo de indução

Suponha que este ciclo de uma volta ABCD possa ser girado contra os eixos a-b. Digamos que o ciclo comece a girar no sentido horário. Após rotação de 90 graus: Um lado do loop AB ou condutor AB está localizado à frente do polo S e o condutor CD está localizado à frente do polo N. Nesta posição, o movimento tangencial do condutor AB é perpendicular às linhas de fluxo do polo N ao polo S. Portanto, a taxa de corte de fluxo do condutor AB é a maior aqui, e por esse corte de fluxo, o condutor AB gerará uma corrente induzida, cuja direção pode ser determinada pela regra da mão direita de Fleming. De acordo com essa regra, a direção desta corrente será de A para B. Ao mesmo tempo, o condutor CD está localizado abaixo do polo N, e aqui também, se aplicarmos a regra da mão direita de Fleming, encontraremos a direção da corrente induzida, que irá de C para D.

Após uma rotação adicional de 90 graus no sentido horário, o anel ABCD atinge uma posição vertical. Aqui, o movimento dos condutores AB e CD estão alinhados paralelamente às linhas de fluxo, então o fluxo magnético não é cortado e, portanto, nenhuma corrente é gerada.

Corrente alternada

Após outra rotação de 90 graus no sentido horário, o anel volta à posição horizontal, onde o condutor AB está sob o polo N e CD está sob o polo S. Aqui, se aplicarmos novamente a regra da mão direita de Fleming, veremos que a corrente induzida no condutor AB vai de B para A, e a corrente induzida no condutor CD vai de D para C.

Conforme o loop se move da posição vertical para a horizontal, a corrente no condutor aumenta de zero ao máximo. A corrente flui de B para A, A para D, D para C, C para B, de A para B, B para C, C para D e D para A em um circuito fechado. Quando o loop se aproxima novamente da posição vertical, a corrente cai a zero. À medida que continua a girar, a corrente muda de direção. Cada volta completa faz com que a corrente atinja o pico, caia a zero, atinja o pico na direção oposta e retorne a zero, completando um ciclo de onda senoidal a cada 360 graus de rotação. O processo ilustra como a corrente alternada pode ser gerada girando um condutor em um campo magnético.

Configuração prática

Alternadores modernos geralmente têm armaduras fixas e campos magnéticos rotativos que aumentam a eficiência na geração de corrente alternada trifásica para uma ampla gama de distribuição de energia.