Poderosas linhas de energia que cruzam nossas ruas e bairros da cidade levam eletricidade a tensões extremamente altas das usinas elétricas para nossas casas. E muitas pessoas nem imaginam que esse trabalho é realizado pelos transformadores elétricos.
Rede de Transmissão com transformadores elétricos.
Não é incomum que a linha de energia seja projetada para 400.000 – 750.000 volts!
Mas os aparelhos em nossas casas usam voltagens mil vezes menores – geralmente de 110 a 250 volts. Se você tentar operar uma torradeira ou TV de um poste de eletricidade, ela explodirá instantaneamente! Nem pense em tentar, porque a eletricidade nas linhas de ar quase certamente o matará.
Assim, é necessário reduzir de alguma forma a eletricidade de alta voltagem das usinas para a voltagem mais baixa usada em fábricas, escritórios e residências.
Parte do equipamento que faz isso, contando com energia eletromagnética é chamado de transformadores elétricos. Podemos ver alguns modelos e funções de transformadores em várias empresas. Vamos dar uma olhada em como isso funciona!
Por que usamos altas tensões?
Provavelmente, sua primeira pergunta: se fotocopiadoras, computadores, máquinas de lavar e geladeiras com capacidade de 110-250 volts são usados em nossas residências e escritórios, por que usinas elétricas simplesmente não transmitem eletricidade a essa voltagem? Por que eles usam tensões tão altas? Para explicar isso, precisamos saber um pouco sobre como a eletricidade acontece.
À medida que a eletricidade flui através do fio de metal, elétrons que transportam sua energia se movem através da estrutura metálica, encontram-se e colapsam e, via de regra, gastam energia, como crianças brincando num parque.
É por isso que os fios aquecem quando a eletricidade flui através deles, o que é muito útil em torradeiras elétricas e outros aparelhos que usam elementos de aquecimento.
Acontece que quanto maior a tensão que você usa, menor a corrente, menos energia é desperdiçada. Assim, a eletricidade que vem de usinas elétricas é enviada pelos fios a tensões extremamente altas para economizar energia.
Mas há outro motivo. As plantas industriais têm enormes máquinas nas fábricas, que são muito maiores e mais intensivas em energia do que qualquer coisa que você tenha em casa.
A energia usada pelo dispositivo está diretamente relacionada (proporcional) com a voltagem usada. Assim, em vez de trabalhar a 110-250 volts, as máquinas que consomem muita energia podem usar 10.000-30.000 volts.
Como funciona a eletricidade
Como os transformadores elétricos funcionam?
O transformador elétrico é baseado em um fato muito simples sobre a eletricidade: quando uma corrente elétrica flutuante flui através de um fio, ela cria em torno dele um campo magnético, uma amostra invisível de magnetismo, ou um “fluxo magnético”.
A força do magnetismo, que tem um nome bastante técnico para a densidade do fluxo magnético, está diretamente relacionada à magnitude da corrente elétrica. Assim, quanto maior a corrente, mais forte é o campo magnético.
Agora há outro fato interessante sobre eletricidade. Quando um campo magnético oscila em torno de um pedaço de fio, gera uma corrente elétrica no fio. Portanto, se colocarmos a segunda bobina de fio ao lado da primeira e enviarmos uma corrente elétrica flutuante para a primeira bobina, criaremos uma corrente elétrica no segundo fio.
A corrente na primeira bobina é geralmente chamada de corrente primária, e a corrente no segundo fio é a corrente secundária. O que fizemos aqui é passar uma corrente elétrica através do espaço vazio de uma bobina de fio para a outra.
Isso é chamado de indução eletromagnética, porque a corrente na primeira bobina causa (ou “induz”) a corrente na segunda bobina. Podemos tornar a energia elétrica mais eficiente de uma bobina a outra, envolvendo-a em torno de uma barra de ferro macia, às vezes chamada de núcleo.
Fábricas, oficinas mecânicas e até produtores rurais que precisam irrigar suas plantações, podem exigir entregas de 400 volts ou mais. Em outras palavras, diferentes consumidores de eletricidade precisam de voltagens diferentes. Podem precisar de um gerador trifásico de fase, como exemplo.
Faz sentido enviar eletricidade de alta voltagem de uma usina elétrica e depois convertê-la em uma voltagem mais baixa quando ela atinge seus vários destinos. Apesar disso, as usinas centralizadas ainda são muito ineficientes, cerca de dois terços da energia que entra na usina como combustível bruto é perdido na própria usina e no caminho para sua casa.
Conhecer todo o processo que percorre as instalações elétricas é algo fascinante.
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