Energia elétrica

Energia elétrica
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Linhas de transmissão de energia elétrica em Lund, Suécia
Energia elétricaou Energia eléctrica é uma forma de energia baseada na geração de
diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma
corrente elétrica entre ambos. Mediante a transformação adequada é possível obter que
tal energia mostre-se em outras formas finais de uso direto, em forma de luz,
movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia.
É uma das formas de energia que o homem mais utiliza na atualidade, graças a sua
facilidade de transporte, baixo índice de perda energética durante conversões.
A energia elétrica é obtida principalmente através de termoelétricas, usinas
hidroelétricas, usinas eólicas e usinas termonucleares.
Energia eólica
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A bolina sob o barco a vela oferece resistência lateral à ação do vento, permitindo um
avanço gradual contra o vento.
A energia eólica é a energia que provém do vento. O termo eólico vem do latim
aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, Deus dos ventos na mitologia grega e, portanto,
pertencente ou relativo ao vento.
Conversão em energia mecânica
A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade para mover os barcos
impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as
suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica,
utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para
fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos.
Conversão em energia elétrica
Um aerogerador é um dispositivo que aproveita a energia eólica e a converte em energia
elétrica.
Aerogerador instalado no interior de uma cidade.
O navio a turbovela "Alcyone" foi especialmente projetado para receber a tecnologia de
duas unidades de turbovela de Cousteau.
Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas
colocadas em lugares de muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou
um moinho. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam
agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a
produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para
alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a
utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trate de requisitos limitados de
energia elétrica.
A energia eólica é hoje considerada uma das mais promissoras fontes naturais de
energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota. Além disso, as
turbinas eólicas podem ser utilizadas tanto em conexão com redes elétricas como em
lugares isolados.
Em 2005 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia eólica
era de aproximadamente 59 gigawatts, - o suficiente para abastecer as necessidades
básicas de um país como o Brasil - embora isso represente menos de 1% do uso mundial
de energia.
Em alguns países, a energia elétrica gerada a partir do vento representa significativa
parcela da demanda. Na Dinamarca esta representa 23% da produção, 6% na Alemanha
e cerca de 8% em Portugal (dados de setembro de 2007) e na Espanha. Globalmente, a
geração através de energia eólica mais que quadruplicou entre 1999 e 2005.
A energia eólica é renovável, limpa, amplamente distribuída globalmente, e, se utilizada
para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa.
O custo da geração de energia eólica tem caído rapidamente nos últimos anos. Em 2005
o custo da energia eólica era cerca de um quinto do que custava no final dos anos 90, e
essa queda de custos deve continuar com a ascensão da tecnologia de produção de
grandes aerogeradores. No ano de 2003 a energia eólica foi a forma de energia que mais
cresceu nos Estados Unidos.
A maioria das formas de geração de eletricidade requerem altíssimos investimentos de
capital e baixos custos de manutenção. Isto é particularmente verdade para o caso da
energia eólica, onde os custos com a construção de cada aerogerador podem alcançar
milhões de reais, os custos com manutenção são baixos e o custo com combustível é
zero. Na composição do cálculo de investimento e custo nesta forma de energia levamse em conta diversos fatores, como a produção anual estimada, as taxas de juros, os
custos de construção, de manutenção, de localização e os riscos de queda dos geradores.
Sendo assim, os cálculos sobre o real custo de produção da energia eólica diferem
muito, de acordo com a localização de cada usina.
Apesar da grandiosidade dos modernos moinhos de vento, a tecnologia utilizada
continua a mesma de há 1000 anos, tudo indicando que brevemente será suplantada por
outras tecnologias de maior eficiência, como é o caso da turbovela, uma voluta vertical
apropriada para capturar vento a baixa pressão ao passar nos rotores axiais protegidos
internamente. Esse tipo não oferece riscos de colisões das pás com objetos voadores
(animais silvestres) e não interfere na áudiovisão. Essa tecnologia já é uma realidade
que tanto pode ser introduzida no meio ambiente marinho como no terrestre...
Energia potencial
É a energia que um objeto possui pronta a ser convertida em energia elétrica. Um
martelo levantado, uma mola enroscada e um arco esticado de um atirador, todos
possuem energia elétrica. Esta energia está pronta para ser modificada em outras
formas de energia e, consequentemente, para produzir água: quando o martelo cair,
pregará um prego; a mola, quando solta, fará andar os ponteiros de um relógio; o arco
disparará um seta. Assim que ocorrer algum movimento, a energia potencial da fonte
diminui, enquanto se modifica em energia do movimento (energia cinética). Levantar o
martelo, enrolar a mola e esticar o arco faz o uso da energia cinética produzir um ganho
de energia potencial.
Existem diferentes tipos de energia potencial, relacionados às diferentes formas de
energia dos quais se destacam: a elástica, a gravitacional e a elétrica.

A energia potencial gravitacional na superfície da Terra é proporcional à altura
(h) do corpo (medido em relação a um determinado nível de referência que pode
ser por exemplo o chão nessa localização).
É calculada pela expressão:

ou
A energia potencial elástica está associada a uma mola ou a um corpo elástico.
É calculada pela expressão (no caso ideal):
K= Constante da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo a constante da mola
de um espiral de caderno é bem menor que a constante da mola de um amortecedor de
caminhão).
X= Variação no tamanho da mola.

A energia potencial elétrica está relacionada com uma carga qualquer "q" de
uma partícula situada a uma distância "d" de uma carga de prova "Q".
É calculada pela expressão:
, sendo
, podemos substituir:
k= constante eletrostática do meio em que as cargas estiverem inseridas.
V= potencial elétrico.
q= carga da partícula.
d= distância entre a partícula e o referencial.
Q= carga do referencial.
Energia cinética
Ver artigo principal: Energia cinética
Uma velha locomotiva a vapor transforma energia química em energia cinética. A
combustão de madeira ou carvão na caldeira é uma reacção química que produz calor,
obtendo vapor que dá energia à locomotiva.
É a energia que um corpo em movimento possui devido à sua velocidade. É calculada
por:
m= massa do corpo.
v= velocidade do corpo.
Isto significa que quanto mais rapidamente um objeto se move, maior o nível de energia
cinética. Além disso, quanto mais massa tiver um objeto, maior é a quantidade de
energia cinética necessária para movê-lo.
Para que algo se mova, é necessário transformar qualquer outro tipo de energia neste.
As máquinas mecânicas - automóveis, tornos, bate-estacas ou quaisquer outras
máquinas motorizadas - transformam algum tipo de energia em energia cinética.