A energia elétrica está presente em todos os lugares ao nosso redor. No momento, a tela na qual você está lendo este artigo é alimentada por energia elétrica.
Energia elétrica é a energia de partículas elétricas (geralmente elétrons) que se movem através de um condutor elétrico. Mas como a eletricidade é produzida? Como essas partículas são postas em movimento?
De acordo com a lei da conservação da energia, a energia não pode ser criada ou destruída, apenas pode ser transformada. Portanto, não podemos "criar" energia elétrica, mas podemos usar outra energia primária para convertê-la em eletricidade.
Existem dois tipos de eletricidade:
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A eletricidade estática ocorre quando um átomo tem um número diferente de partículas positivas e negativas. Por exemplo, se esfregarmos um balão com lã, parte dos elétrons da lã passam para o balão, aumentando as cargas negativas.
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Eletricidade dinâmica é o que usamos diariamente em dispositivos eletrônicos, consiste em um fluxo ordenado de elétrons através de um condutor. Neste artigo, vamos nos concentrar na geração de energia dinâmica.
Geração de eletricidade por meio de energias renováveis
As energias renováveis são aquelas formas de gerar eletricidade a partir de uma fonte renovável, ou seja, de fontes inesgotáveis (radiação solar, vento, etc.).
As principais fontes de energia renovável são:
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Energia solar fotovoltaica: um conjunto de painéis solares captura a energia da luz para saltar um elétron de um material chamado silício. A soma desses elétrons gera uma corrente elétrica.
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Energia solar térmica: um conjunto de espelhos concentra a radiação solar em um ponto. A temperatura neste ponto fica muito alta e é usada para gerar vapor para acionar uma turbina conectada a um gerador elétrico.
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Energia eólica: os parques eólicos são conjuntos de moinhos de vento que capturam a força do vento para acionar uma turbina eólica. Essa turbina está conectada a um gerador que fornece eletricidade para a rede elétrica.
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Energia geotérmica: este tipo de energia é usada para obter calor do subsolo para aquecer casas, mas também como fonte de calor para usinas geotérmicas. Este tipo de planta funciona da mesma forma que outras plantas a vapor convencionais, mas usando uma fonte de calor diferente.
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Energia das marés e energia das ondas: esses dois tipos de energia renovável usam o movimento da água do mar para gerar energia elétrica. Em particular, ele funciona com marés, correntes oceânicas e ondas.
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Energia de biomassa: este tipo de energia obtém energia da combustão de matéria orgânica. A matéria orgânica utilizada são produtos, resíduos e resíduos das atividades agrícolas.
A principal vantagem das energias renováveis é que (com exceção da biomassa) não geram gases de efeito estufa. Em outras palavras, são energias que não contribuem para as mudanças climáticas.
Geração de energia elétrica por meio de fontes não renováveis
As fontes de energia não renováveis são aquelas que utilizam recursos que não são regenerados com rapidez suficiente para compensar o consumo que é feito.
As principais fontes de energia não renováveis são:
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Combustíveis fósseis: as usinas convencionais usam combustíveis fósseis para gerar vapor e acionar uma turbina conectada a um gerador elétrico. Geralmente, os combustíveis mais usados neste tipo de usina são carvão, gás natural e petróleo.
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Energia nuclear: as usinas nucleares funcionam da mesma forma que uma usina a vapor convencional. A diferença é que, em vez de usar combustíveis fósseis, eles obtêm calor por meio de reações de energia nuclear.
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Energia eletroquímica: este tipo de energia converte a energia química em eletricidade, como em uma bateria.
Geração de eletricidade por meio da energia nuclear
O processo de obtenção de eletricidade por meio da energia nuclear é resultado de um processo termodinâmico e mecânico.
Uma usina nuclear tem o objetivo de transformar a energia interna dos átomos de urânio em energia elétrica. O urânio é um elemento químico da tabela periódica com um número atômico muito alto, o que o torna um elemento muito instável.
Este processo é realizado seguindo as seguintes etapas:
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A princípio, o reator nuclear gera reações de fissão que emitem grande quantidade de calor.
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Com toda essa energia térmica, obtém-se vapor de alta pressão.
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O vapor, graças à sua alta pressão, aciona as turbinas a vapor da usina.
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Desta forma, obtém-se energia mecânica, a energia de rotação de um eixo.
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Por fim, o responsável pela transformação da energia mecânica em elétrica é o gerador elétrico.