Conversão de Energia Elétrica

Histórico

A Conversão de Energia Elétrica é um dos processos importantes na utilização de energia. Essa utilização está fortemente entrelaçada com o desenvolvimento humano. Portanto a ponto de tornar-se duvidosa a existência da civilização, como a conhecemos, sem ela. Por consequência o uso da energia libertou, em grande parte, à humanidade das inexoráveis leis biológicas da natureza. Entretanto também a escravizou às novas condições decorrentes desse uso. Primeiramente, graças ao uso do fogo, o homem estabeleceu-se em regiões inóspitas, mas sua subsistência, nessas regiões, passou a depender dele. Em segundo lugar, já no período civilizado, e que se seguiu ao processamento de materiais pelo fogo, foi a utilização de energia na produção de trabalho. Esse passo não só libertou a humanidade do uso do trabalho muscular, quer do homem quer do animal. Entretanto, com suas limitações e cruezas, mas também abriu um novo manancial de trabalho, várias ordens de magnitude superior ao muscular. Iniciou-se assim, o desenvolvimento explosivo da civilização.

Dependência Energética

Esse segundo passo caracteriza-se pela conversão de energia. A ela, mas não só a ela, devemos a presente época com suas liberdades. As quais eram inimagináveis em períodos anteriores, mas também se ela viesse a faltar entraríamos em colapso. Não só na parte material produziu-se um desenvolvimento enorme, mas houve, também, um grande progresso no mundo das ideias. O qual trouxe logo a seguir uma compreensão melhor das várias formas de energia e em particular da elétrica. Esta, pela sua versatilidade na conversão, pela sua flexibilidade no controle, transmissão e distribuição, passou a ocupar papel de alta importância no nosso desenvolvimento.

Avanços Tecnológicos

Não parou na execução de trabalho a importância da energia elétrica. Esta, além de invadir o processamento de materiais, tomou papel primordial. A energia elétrica foi empregada como portadora de sinais nas comunicações e na detecção e processamento de sinais e dados. Essas aplicações  possibilitou o advento da automação e da computação, que prometem produzir alterações fundamentais na civilização de hoje. Proporcionalmente ao poderio trazido pela energia, cresceu a nossa dependência dela. Hoje nos vemos ameaçados da destruição pelo esgotamento de suas fontes e pela poluição que ela acarreta. Por menos que os novos conhecimentos que dela se originaram nos permitam o domínio dos processos mais fundamentais do universo.

Conteúdo

Este link trata da Conversão de Energia Elétrica. Aproximadamente um terço da energia utilizada hoje é convertida à forma mecânica, para ser convertida à forma elétrica e depois transmitida e distribuída para reco a uma grande variedade de formas, entre as quais a forma mecânica desse papel primordial. Procura-se dar, aqui, uma visão de conjunto de alguns processos de conversão eletromecânica, de suas aplicações práticas e dos princípios fundamentais que os governam.

Tópicos Básicos

Nos primeiros posts publicados sobre Conversão de Energia Elétrica desenvolvem-se as ideias fundamentais sobre os conversores eletromecânicos de energia. O esquema de análise, definindo variáveis, parâmetros e características, é estabelecido. A possibilidade de conversão, com suas características de passividade e reversibilidade, é demonstrada. O caminho seguido é dos dispositivos mais simples para os mais complexos, a fim de facilitar a compreensão e salientar a unidade básica dos princípios fundamentais. Os dispositivos abordados incluem transformadores, eletroímãs, medidores, transdutores, atuadores e sensores. Essa escolha foi feita por serem esses os dispositivos mais simples e mais básicos na Engenharia Elétrica, mas muito importantes. Os Posts posteriores abordam-se as máquinas elétricas usuais. Dá-se ênfase, assim, à unidade inerente às várias máquinas e às equações gerais que as caracterizam. Uma interpretação intuitiva, que permite escrever as equações por inspeção, é apresentada e utilizada também para facilitar a interpretação física do funcionamento. Essa interpretação baseia-se em bobinas girantes e é, a nosso ver, mais poderosa do que a de fluxos girantes. A modelagem é restrita ao funcionamento em regime permanente equilibrado, sendo os circuitos equivalentes, derivados das equações. As limitações desses modelos são assim óbvias.

Tópicos Avançados

Algumas outras publicações estendem-se os métodos desenvolvidos ao estudo de algumas máquinas especiais como servomotores e motores monofásicos e trifásicos. A dinâmica de máquinas de corrente contínua e alternada, assíncrona e síncrona é dada como exemplo de aplicação e de análise na Conversão de Energia Elétrica. Completa-se, assim, esta excursão pelos vários tópicos introdutórios à conversão eletromecânica, que se espera possa dar uma base sólida aos engenheiros de sistemas e motive os interessados em dispositivos e componentes a penetrar nos detalhes construtivos e de projeto nos desafios vindouros de sua carreira profissional.