Gerador

Um Gerador Eléctrico é um dispositivo que produz uma Força Electromotriz (f.e.m.) pela variação do número de Linhas de Fluxo (Linhas de Força) Magnético, Φ, que atravessam uma Bobina de Fio. A Figura 1 é um tipo de Gerador. Accionando a manivela, a Bobina gira entre os Pólos do Íman e uma Tensão de CA (AC) é produzida.

Figura 1: Gerador Eléctrico
O seu princípio de operação é baseado na Indução Electromagnética, definida pela Lei de Faraday, que diz:

A Força Electromotriz, Efem, induzida numa Bobina é proporcional ao número de espiras, N, da Bobina, e à Taxa Temporal de Variação, dΦ / dt, do número de Linhas de Fluxo Magnético, Φ, que atravessam a superfície (A) limitada pela Bobina.
Um Efeito Induzido é sempre de tal forma a Opor-se à causa que o produz.
No Gerador, a Bobina está sob a influência de Campo Magnético Estacionário. A Densidade do Fluxo Magnético, B, é constante e Φ = B x Aef, assim Φ é proporcional à Área Efectiva, Aef, da Espira. À medida que a Espira gira em ângulos diferentes, há uma alteração da Área Efectiva Aef da Espira que é mos apresentrada na Figura 2.

Figura 2: Área Efectiva da Espira para Diferentes Ângulos de Rotação
A Taxa Temporal de Variação do Φ, dΦ / dt, é a maior nos pontos zero da Forma de Onda e é menor nos picos da Forma de Onda. Assim, a Força Electromotriz Eemfem Induzida é máxima nos pontos zero e é mínima nos picos, Figura 3. A saída da Força Electromotriz Eemf Induzida na saída do Gerador é uma Tensão de Corrente Alternada, CA (AC), e a sua Forma de Onda é mostraapresentada na Figura 4.

Figura 3: Diferentes Taxas Temporais do Fluxo Magnético, para Vários Ângulos de Rotação

Figura 4: Posição do Plano da Bobina de Fio, relativamente à Direcção do Campo Magnético, e a correspondente Força Electromotriz InduzidaFigure 4: Position of the Rotating Wire Coil Plane to the Magnetic Field Direction and the Induced Electromotive