Os geradores de CA são máquinas eletromecânicas que usam o giro de um rotor em um campo magnético para gerar eletricidade de corrente alternada. Você usa a saída de um gerador de CA quando liga uma luz ou liga o carro. Os geradores de CA da empresa de energia que alimentam a sua casa estão na extremidade grande da faixa de tamanho. O alternador no seu veículo está na extremidade pequena.
História
Em 1831, Michael Faraday descobriu que, ao girar um laço de fio de cobre entre os pólos de um imã permanente, ele poderia produzir uma corrente elétrica alternada (referências 1). A descoberta de Faraday da indução eletromagnética levou aos desenvolvimentos e refinamentos dos atuais geradores de corrente alternada.
Operação
Os geradores de CA geram eletricidade pela rotação de uma armadura em um campo eletromagnético. O campo magnético é produzido por ímãs permanentes ou por um circuito de corrente contínua nos enrolamentos do estator. A tensão, o fluxo de corrente e a frequência da corrente são controlados pela força do campo magnético, pelos enrolamentos no rotor, pelos pólos no estator e pela velocidade que o eixo gira (ver referências 2). Por exemplo, um pequeno gerador em espera pode produzir 30 amperes a 120 volts CA e 60 ciclos por segundo (Hertz). Sessenta Hertz é a frequência padrão nos Estados Unidos. Viajantes para a Europa encontram outras frequências.
Poder mecânico
O alternador no seu carro é alimentado pelo motor. A energia para a sua casa é gerada na maioria dos casos por turbinas a vapor, água ou a gás. O vapor é produzido pela queima de carvão, petróleo ou gás natural, ou pelo calor gerado pela decomposição radioativa no caso da energia nuclear. A energia hidrelétrica é gerada pela energia da água mantida por uma barragem. As turbinas a gás usam os produtos do gás natural ou da combustão de óleo diretamente para transformar uma turbina. A energia do vento é usada para gerar geradores, assim como os motores de combustão interna. Esses motores usam gasolina, diesel, propano ou gás natural como combustível. Alguns geradores de CA são acionados por motores elétricos CC (corrente contínua) em uma forma de conjunto gerador-motor (referências 3).
Pequenos Aplicativos
Geradores AC em tamanhos de três a 2.000 quilowatts e alimentados por motores que operam com combustíveis hidrocarbonetos são usados para geradores portáteis para projetos de construção, como unidades de reserva para proteger edifícios de cortes de energia, como única fonte de energia em locais remotos e para limitar a energia uso em sistemas de utilidade que cobram extra para uso acima de uma determinada quantidade (Referências 4).
Grandes aplicações
Geradores de corrente alternada maiores são usados para as mesmas finalidades que os menores, mas também têm outras aplicações, como extração de petróleo e gás, máquinas de mineração, transporte ferroviário e marítimo. Muitas vezes, esses geradores são embalados com um motor ou uma turbina para serem usados como grupo gerador-motor. Essas aplicações exigem de 200 quilowatts a 18 megawatts. Eles podem fornecer uma proporção significativa da energia elétrica de um edifício quando usado para substituir grande parte da energia da rede elétrica em um computador ou instalação de telecomunicações (referências 5).
