quinta-feira, novembro 11, 2010

CORRELAÇÃO ENTRE ÁGUA E ENERGIA ELÉTRICA

Quando iluminamos a nossa casa com o clarão de uma lâmpada certamente não pensamos no processo desencadeado desde a fonte primária de energia até o romper das trevas.
A maior parte da energia elétrica utilizada em nossas residências provém de centrais hidrelétricas que utilizam quedas d`água para movimentar potentes turbinas.
Para tentar compreender este processo, partimos de um experimento realizado na escola e apresentado nas imagens a seguir:



A água que está armazenada na caixa de água posicionada na parte superior do experimento (como toda a água com a qual temos contato) um dia esteve nos oceanos. A exposição aos raios solares facilitou o processo de evaporação e fez com que fossem formadas as nuvens. As correntes de vento trouxeram essas nuvens até o planalto central e estas por sua vez precipitaram sobre a terra, formaram lagos, abasteceram lençóis freáticos e escorreram pelas calhas do rio. Foram captadas, tratadas e encaminhadas à nossa escola pela companhia de abastecimento e, finalmente, abasteceu as nossas caixas.
Considerando-se a posição da caixa em certa altura e sua consequente massa, sob contínua ação da força da gravidade subentendemos que existe energia potencial.
Considerando-se que essa água pode escoar por canos e mangueiras em certa velocidade, subentendemos a possibilidade de converter-se energia potencial em energia cinética.
Tal energia cinética pode ser utilizada para proporcionar giro a um gerador elétrico cujo funcionamento está baseado na geração de corrente elétrica por meio da variação de um campo magnético.
As imagens a seguir demonstram o gerador e seu funcionamento por meio do fluxo de água.
O objeto apresentado na imagem acima é composto por um pequeno motor de toca-fita acoplado a um eixo que contém uma pequena hélice metálica. O circuito elétrico do motor se encontra unido por um LED.

O fluxo de água faz com que e hélice gire com transferência de giro para o pequeno motor, que é comporto por um par de ímas fixo e por uma bobina móvel. O giro do eixo possibilita a variação do campo magnético com relação à bobida, que por sua vez orienta os elétrons do fio metálico da bobina em uma dada direção. Fenômeno associado a emissão de luz pelo LED.

Para tentar compreender um pouco mais sobre a ação de campo magnético variável em metais, propusemos o experimento apresentado no vídeo a seguir:
video
O vídeo apresenta um eixo giratório ao qual se afixou um par de ímas e uma bandeja de isopor que contém pequena quantidade de limalha de ferro. Conforme a rotação do eixo, podemos observa que as partículas de ferro também giram. Quando invertemos o movimento do eixo, as partículas também giram em sentido contrário. Este mesmo fenômeno também pode ser observado quando um pequeno motor como o apresentado na imagem abaixo é colocado em funcionamento. Neste caso o íma está afixado dentro da pequena caixa preta e a bobina elétrica está conectada a um par de pilhas de 1,5 volts cada.
No funcionamento do pequeno motor acima a corrente elétrica parte dos pólos negativos (onde ocorre oxidação) da para os pólos positivos (onde ocorre redução) da pilha. A corrente elétrica ao percorrer ao fio gera um campo eletromagnético que, ao interagir com o campo magnético gerado pelo íma, potencializa o movimento.
São vários os conceitos que podem aparecer na nas discussões que envolvem a geração de energia hidrelétrica. Neste sentido proponho que se busque correlações entre estes conceitos.

Eis alguns exemplos: água, energia elétrica, energia potencial, energia cinética, pressão, campo magnético, corrente elétrica, campo eletromagnético, chuva, calor, nuvens, vapor, mares, lagos, rios, oceanos, estiagem, queimadas, apagão, vegetação, estado físico, temperatura, diferença de potencial, desmatamento, sol, ...

Questões em debate:

Qual a relação que se estabelece entre a água e a geração de energia elétrica?
Como o aquecimento global pode interferir na geração de energia elétrica?
Qual a relação que se estabelece entre o funcionamento de um refrigerador e o ciclo das água no planeta Terra?

Nenhum comentário:

Postar um comentário