Gerador Homopolar – Teoria (máquinas eléctricas 15/…)
Geradores Homopolares
No esquema simples que apresentamos abaixo, fizemos um gerador homopolar através da substituição da pilha, que alimentava o motor homopolar do artigo anterior, por um voltímetro. Enquanto o motor homopolar converte energia eléctrica (fornecida pela pilha) em energia mecânica, o gerador homopolar faz o inverso: nós fornecemos-lhe energia mecânica para fazer rodar o seu disco e obtemos uma f.em. e (se existir um caminho) uma corrente eléctrica.
O diagrama acima mostra uma carga móvel q viajando com o disco, com velocidade v no ponto e instante de tempo mostrados acima. A carga está sujeita à força da Lei de Lenz qvXB, cuja direcção é a do eixo. Isso dá-nos o aparecimento de uma f.e.m. como indicado pelo voltímetro (e uma corrente se o circuito estiver completo).
Também neste caso, um gerador homopolar é conceptualmente mais simples do que os seus primos multipolares mas, porque existe apenas um caminho para a corrente, a f.e.m. é menor. (Por outro lado, escovas ideais permitem, em princípio, obter uma corrente maior).
No nosso gerador, acima, uma mão (esquerda) roda o rotor e outra (direita) roda o íman, que é o bloco negro no meio, logo à direita dos dois fios azuis. O eixo de rotação é horizontal, enquanto o da animação é vertical. O multímetro está a ler mV DC.
Questões
A figura abaixo mostra um gerador homopolar no qual o rotor não está a rodar e no qual o íman também não está a rodar.
A nossa primeira pergunta é:
Se nenhum dos dois, rotor nem íman, será produzida alguma f.e.m.?
OK, demasiado fácil. E vimos já o que se passa quando o disco roda e o íman fica parado. Restam as outras duas possibilidades, mostradas abaixo?
Se o rotor e íman estão ambos a rodar, será que alguma f.e.m. é produzida? (animação abaixo à esquerda)
Se o íman roda sozinho, sem o disco rodar, será que aparece alguma f.e.m. (animação abaixo, à direita)
Pense cuidadosamente acerca destas questões antes de responder e antes de ver os filmes que apresentamos no próximo post. Em ciência, a resposta competente é sempre obtida perguntando ao universo, isto é, fazendo a experiência. Os filmes referidos mostram configurações interessantes: o íman e o rotor a rodar em simultâneo e o íman a rodar mas o rotor não.
Veja pois o próximo artigo, mas não sem antes pensar cuidadosa e aturadamente no assunto, como sugerimos.
Janeiro 13, 2011 2 Comentários
Motor Homopolar – Teoria (máquinas eléctricas 14/…)
Motor Homopolar
Os motores e geradores homopolares são mais simples que os seus primos multipolares, mas raramente são usados na prática. Contudo, eles ilustram os princípios de funcionamento das máquinas eléctricas duma maneira muito simpática, para além de que um motor homopolar é muito simples de construir e de perceber.
O íman permanente da animação acima produz um campo magnético B, que é sobe verticalmente através do disco condutor. A pilha fornece corrente que flui através de uma escova em direcção à haste central, e depois volta à direita através do rebordo da escova. A corrente (convencional) i é sujeita a uma força na direcção i x B, que dá para fora, na nossa direcção (reveja a multiplicação de vectores). Esta força é transmitida ao disco, que roda no sentido mostrado à esquerda.
Devido ao facto de existir sempre um caminho para a corrente entre as escovas (ou, pelo menos, haverá se elas forem ideais), o torque resultante é constante. Note que (nesta versão) há apenas um caminho para a corrente, o que não acontece num motor típico multipolar, em que há vários. Por outro lado, a corrente pode ser maior se as escovas apresentarem baixa resistência.
Num desenho/projecto muito simples para construir um motor homopolar, o íman ele próprio (ou é o revestimento) toca a pilha e é utilizado como contacto com as escovas. Neste projecto, o rotor não é um disco, mas apenas um bocado de fio de cobre com dois caminhos para a corrente (para equilibrar). O bocado de fio inclui todas as três escovas. Utilizamos uma pilha de 1.5 V, sendo que um dos seus terminais é o contacto para uma escova (o ponto central do fio), e um íman cilíndrico, cuja circunferência é o ponto de contacto para as outras duas escovas.
Aviso de Segurança – porque a bateria é curto-circuitada por um bocado de fio de cobre condutor, este motor apenas deverá funcionar por pequenos períodos de tempo: Não apenas descarrega a bateria rapidamente, mas também pode aquecê-la muito, o que constitui um perigo potencial.
Janeiro 4, 2011 Não há comentários
Pára-Raios prediais e ligação à terra de protecção (parte 3/4)
[… continuação]
Medições, Verificações e Manutenção
É aqui que muitos dos sistemas, mesmos os mais sofisticados, falham. É normal os sistemas serem feitos cumprindo todas as normas.
O problema é que estes sistemas, devido à sua natureza dinâmica e dos solos, para além do rigor que exige aos seus parâmetros, exigem uma manutenção sistemática, que normalmente não é feita.
Tenha pois muito cuidado, pois um sistema de protecção em más condições pode ser pior que não ter sistema, devido à confiança enganadora que transporta consigo.
Deve então proceder do seguinte modo:
– Verificar o bom estado de conservação, de fixação e de funcionamento dos captores, das descidas, dos elementos de ligação, etc., com confirmação, por medição da respectiva continuidade eléctrica;
– Verificar o bom estado de funcionamento dos disruptores e dos descarregadores de sobretensão existentes no pára-raios;
– Verificar o valor da resistência de contacto do eléctrodo de terra, o qual não deve ser superior em mais de 50% ao valor obtido aquando da primeira inspecção, nunca devendo exceder 10 Ω.
Classificação dos Edifícios e Estruturas para determinação da necessidade ou não do Sistema de Protecção contra Descargas Atmosféricas (SPAD)
Como é fácil constatar por todos, nem todos os edifícios possuem SPAD. Tal verifica-se por que nem todos eles, por lei, são obrigados a tê-la, o que não constitui qualquer perigo, pois a sua colocação não iria melhorar essa mesma segurança.
Nesse sentido a Direcção Geral de Geologia e Energia, estabeleceu as normas que determinam quais os edifícios que têm obrigatoriamente de possuir o SPAD e aqueles em que tal não se revela necessário.
É isso que vemos resumido nos quadros seguintes, auto-elucidativos:
[continua…]
Dezembro 27, 2010 Não há comentários
