O que é um dinamo

Dínamos podem ser encontrados em barragens hidrelétricas.

Dínamo é uma palavra que costumava significar simplesmente um gerador elétrico, mas hoje se refere a um gerador que produz corrente contínua (DC) por meio de um comutador, uma chave elétrica que gera eletricidade a partir da força de uma haste giratória. Como qualquer outro gerador, seu objetivo é produzir eletricidade a partir de energia mecânica. A fonte de energia mecânica pode ser uma barragem, um moinho de vento ou uma usina de carvão ou óleo, sendo a última a mais comum. Os dínamos foram rapidamente substituídos por outros geradores elétricos devido às vantagens da corrente alternada ( CA ), às ineficiências do comutador e aos métodos de estado sólido para converter CA em energia CC.

O inventor Thomas Edison acreditava que a eletricidade por corrente contínua era melhor do que a corrente alternada.

Um dos geradores elétricos mais simples e antigos, o dínamo usado pela primeira vez para gerar energia para a indústria. O famoso inventor Thomas Edison acreditava que o futuro da eletricidade seria baseado em DC, mas descobriu-se que seu rival excêntrico, Nikola Tesla, estava correto e que a eletricidade seria baseada em AC em vez de DC, condenando efetivamente o dínamo a demonstrações nas aulas de ciências do ensino médio.

O dínamo é fundamentalmente baseado na lei da indução de Faraday, que afirma: “A força eletromagnética induzida ou EMF em qualquer circuito fechado é igual à taxa de variação de tempo do fluxo magnético que liga o circuito.” Basicamente, isso significa que uma corrente em um circuito fechado pode ser induzida quando uma força mecânica é aplicada contra o campo magnético que liga o circuito, como em um gerador, ou vice-versa, como em um motor. O primeiro baseado na lei de Faraday foi construído em 1832 pelo fabricante francês de instrumentos, Hippolyte Pixii.

Esse gerador deu os primeiros passos no uso da eletricidade na indústria. Construíram-se cada vez maiores, ligados entre si em uma série. O dínamo não foi apenas o primeiro gerador elétrico comercialmente útil , mas também um dos primeiros motores, que foi descoberto por acidente. Hoje, é lembrado principalmente como um dispositivo simples no qual se baseavam dispositivos elétricos posteriores, mais complexos, como o motor elétrico, o alternador de corrente alternada e o conversor rotativo.

André Marie Ampère

Físico e matemático francês, nasceu em 1775, em Lyon, e morreu em 1836, em Marselha. Tornou-se céleb...

Dínamo é um dispositivo que converte a energia mecânica em energia elétrica. Esse tipo de aparelho é encontrado em diversos lugares. Desde usinas geradoras de energia e, até mesmo, algumas bicicletas. Dessa forma, veja como esse aparato funciona, seus componentes, suas aplicações e muito mais!

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Índice do conteúdo:

  • O que é
  • Como funciona
  • Aplicações
  • Videoaulas

O dínamo é um aparelho capaz de gerar corrente contínua. Para isso, ele converte a energia mecânica em energia elétrica. Isso é feito por meio da indução eletromagnética. Esse aparelho é composto, basicamente, de um ímã que gira em torno de um eixo móvel. Ao redor dele há um fio condutor enrolado em espiras. Isto é, o ímã gira próximo a uma bobina.

Relacionadas

O princípio físico empregado no funcionamento do dínamo é a Lei de Faraday-Neumann-Lenz. Ou seja, a lei de indução eletromagnética. A qual postula que ao variar a posição de relativa de um ímã e um bobina, uma corrente elétrica é induzida em um fio condutor. Para que isso aconteça, é preciso que o dínamo possua alguns componentes básicos:

Os componentes do dínamo

  • Eixo: parte na qual transmite o movimento de rotação para o ímã.
  • Ímã: fica em torno do eixo e oscila para induzir a corrente elétrica na bobina.
  • Bobina: conjunto de espiras metálicas enroladas. Geralmente são feitas em cobre.

Esses são os componentes básicos de um gerador de energia elétrica a partir da energia mecânica. Um aparelho real e funcional contará com diversas outras partes. As quais devem variar conforme a finalidade do dispositivo.

Como funciona o dínamo

A energia mecânica é aplicada para girar o eixo no qual se encontra o ímã. Essa energia pode vir de diversos lugares. Por exemplo, desde o movimento das águas de um rio ou a rotação das rodas de uma bicicleta. Com isso, ímã entrará em movimento circular e suas polaridades serão invertidas a cada 180 graus de rotação.

Essa oscilação na posição relativa entre o ímã e a bobina faz com que uma corrente contínua seja induzida em um fio condutor ligado ao dínamo. Isto é, o movimento do ímã faz com que os elétrons livres dentro do material condutor mudem de posição. Dessa forma, acontece o surgimento de uma diferença de potencial (ddp). Consequentemente, uma corrente elétrica.

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Os usos desse material são diversos. Desde sua invenção, em meados do século XIX, ele vem sendo empregado em muitas áreas. Veja algumas delas:

  • Bicicletas: são os dispositivos ligados às rodas e que são responsáveis por alimentar uma lanterna.
  • Freio regenerativo: carros elétricos e híbridos usam a atração magnética para diminuir a velocidade e carregar parte da bateria.
  • Geradores: os geradores elétricos costumam converter energia mecânica em energia elétrica.
  • Usinas eólicas: a energia mecânica é provida pelo vento e é convertida em energia elétrica.
  • Fórmula 1: carros de fórmula 1 contemporâneos são híbridos e possuem um sistema que usa a energia mecânica para carregar parte de suas baterias.

Além destes usos, existem diversos outros. Percebê-los é muito simples. Só é necessário a atenção. Por isso, basta observar o mundo de maneira crítica.

Vídeos sobre dínamo

Assista aos vídeos selecionados. Assim, será possível aprofundar seu conhecimento sobre esse tema. Afinal, esse conceito físico é muito importante para compreender melhor o mundo que nos cerca.

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Usar iluminação na bicicleta é uma questão de segurança. Afinal, com a imprudência dos motoristas, infelizmente, é preciso se mostrar presente na rua. Contudo, já parou para pensar como os dínamos das bicicletas funcionam? Nesse vídeo o professor Cesar Staudinger explica os conceitos físicos por trás desse aparelho.

Construção de um dínamo simples

Os ímãs podem ser usados para converter energia mecânica em energia elétrica. Isso acontece por meio da indução eletromagnética. É possível construir um gerador desses usando materiais de fácil acesso. Para ver como fazer, basta assistir ao vídeo do canal Manual do Mundo.

Como fazer um dínamo usando um motor elétrico

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O canal Manual do Mundo ensina a fazer um gerador elétrico que converte a energia mecânica em energia elétrica. Esse tipo de experimento pode ser feito em feiras de ciência ou como demonstração do conceito físico.

O dínamo é um aparelho muito usado desde o início do século passado. Afinal, esse dispositivo é simples e eficaz. Além disso, com o aumento do uso de veículos elétricos e híbridos, esse aparelho estará cada vez mais presente em nosso cotidiano. Por isso, vale lembrar que seu funcionamento está baseado no princípio físico da indução eletromagnética

Referências

Física III: eletricidade e magnetismo (2016) – YOUNG, H. D. et al.n
Física: Volume 3 (2008) – HALLIDAY, D. et al.
Curso de Física Básica: Volume 3 (2014) – NUSSENZVEIG, H. D.

Exercícios resolvidos

1. [UFMG]

A corrente elétrica induzida em uma espira circular será:

a) nula, quando o fluxo magnético que atravessa a espira for constante b) inversamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo. c) no mesmo sentido da variação do fluxo magnético. d) tanto maior quanto maior for a resistência da espira.

e) sempre a mesma, qualquer que seja a resistência da espira.

Alternativa correta: A

Segundo a Lei de Faraday, se o fluxo magnético através da espira não variar com o passar do tempo, então, não haverá corrente elétrica induzida na espira.

2. [UPF]

A indução eletromagnética é um fenômeno que se encontra presente em diversos equipamentos que utilizamos cotidianamente. Ela é utilizada para gerar energia elétrica e seu princípio físico consiste no aparecimento de uma força eletromotriz entre os extremos de um fio condutor. Para que essa força eletromotriz surja, é necessário haver a variação de

a) campo elétrico. b) resistência elétrica. c) capacitância elétrica. d) temperatura.

e) fluxo magnético.

Alternativa correta: E

Para que haja a indução eletromagnética, é necessário que haja a variação do fluxo do campo magnético entre os condutores. Isso deve acontecer por meio de um movimento relativo entre o ímã e o enrolamento elétrico.

Dínamo é um aparelho gerador de eletricidade responsável por converter energia mecânica em elétrica, por meio de indução eletromagnética.

O termo dínamo vem do grego dynamis e significa força. De modo geral, é um aparelho de eletricidade responsável pela conversão de energia mecânica em energia elétrica.

Possui formação básica, composto por um ímã ligado à um eixo móvel. Além disso, o equipamento contém uma bobina, espécie de fio que conduz eletricidade.

A utilização deste equipamento pode ser feita de duas maneiras: na corrente contínua e na corrente alternada. Ou seja, dependendo do modo de utilização do aparelho, as características podem mudar. De toda forma, o dínamo possui a função de induzir eletricidade por meio de um quadro plano localizado, por exemplo, no campo magnético.

Os estudos sobre este equipamento se iniciaram com Hans Orsted, físico e químico dinamarquês. O cientista observou que, quando uma agulha de uma bússola era colocada perto de um fio condutor de corrente elétrica, ocorria um fenômeno de oscilação. Em seguida, essas observações foram aprofundadas por Michael Faraday, físico e químico britânico.

Mas, afinal, quais são os princípios de funcionamento de um dínamo? Vamos descobrir!

Características

O equipamento gerador de eletricidade, ou seja, o dínamo, possui duas formas de utilização. Como já dissemos, ele pode ser utilizado tanto na corrente contínua, quanto na corrente alternada. A formação do equipamento consiste em um ímã ligado a algum eixo móvel.

Neste caso, o ímã é fixo ao eixo móvel, além de apresentar uma bobina ao redor do aparelho. A bobina é composta por fio elétrico condutor, como o cobre, por exemplo. Além disso, funciona para produzir um campo magnético, utilizado para diferentes finalidades.

Nesse sentido, o campo magnético sofre variação e gera corrente elétrica. Para que o dínamo funcione, o equipamento deve induzir eletricidade por meio de um quadro plano, ligado ao campo magnético da corrente elétrica. Geralmente, esse campo é uniforme e a lei que explica essa funcionalidade é a Lei de Lenz.

O que é um dinamo
Exemplo de dínamo Gerador Eólico

De acordo com esse princípio, a corrente elétrica, formada pelo campo magnético, é dada de forma oposta. Esse fenômeno é possível por meio da variação deste campo, que estabelece a corrente induzida em sentido oposto à eletricidade gerada anteriormente.

Assim, quando o dínamo é utilizado na corrente contínua, a geração de energia segue apenas um sentido, definição própria da própria corrente.

Já na corrente alternada, a geração de energia é feita em um ou mais sentidos de forma alternada. Por conta disso, o equipamento é também denominado de alternador.

De forma geral, a energia do gerador de eletricidade é percorrida por corrente alternada. Assim, o que diferencia uma forma de corrente da outra é a forma como essa energia é retirada do quadro plano. Neste caso, para que a energia seja retirada do quadro, o coletor deve ser utilizado.

Componentes de um dínamo

O dínamo é um equipamento gerador de eletricidade. Como vimos, esse aparelho transforma energia mecânica em energia elétrica. Com isso, vários são os componentes que formam o dínamo para que o processo de geração de eletricidade ocorra.

Ou seja, uma das partes que compõem o equipamento é o campo eletromagnético. Esse campo é formado por um ímã fixo, que funciona junto às bobinas. Assim, quando as bobinas se aproximam de uma corrente carregada de energia, um campo magnético é criado ao redor do aparelho.

O que é um dinamo
Esquema de gerador monofásico elementar.

Além disso, o dínamo possui um comutador que funciona para retificar a corrente alternada que é induzida. O comutador é formado por placas condutoras, geralmente ligadas à bobina presente no campo eletromagnético.

Também fazem parte da composição do dínamo as seguintes partes:

  • Eixo – formado por um cilindro, responsável pela transmissão de movimento de rotação. Além disso, funciona como armadura do dínamo;
  • Quadro – constituído por uma caixa metálica. A principal função é abrigar o campo magnético;
  • Ventoinha – utilizada para resfriar o dínamo. Com isso, é formada por um dispositivo que se assemelha a pás, permitindo que o ar circule dentro do aparelho;
  • Armadura – é a parte formada pela bobina, sendo móvel e responsável pela produção de corrente elétrica. A produção, neste caso, ocorre quando a corrente gira no campo eletromagnético;
  • Bobina – consiste num fio enrolado ao equipamento elétrico. A principal função é produzir campo magnético, criando a corrente elétrica;
  • Escova – responsável pela condução de corrente contínua que o dínamo produz para um circuito exterior.

O que achou da matéria? Se gostou, confira também o que é Ondulatória e quais as características de uma Partícula.

Fontes: Info Escola, Efeito Joule e Efísica

Imagens: Resumo Escolar, MF Rural e DocPlayr