INTRODUÇÃO

Este trabalho se refere à produção transmissão e distribuição de energia elétrica, no decorrer deste poderemos aprender muito mais sobre as usinas de energia, os transformadores elétricos entre vários outros que com o trabalho poderá ficar bem mais fácil o entendimento sobre o tema em geral;

Energia elétrica que pode ser definida como a capacidade de trabalho de uma corrente elétrica. Como toda Energia, a energia elétrica é a propriedade de um sistema elétrico que permite a realização de trabalho. Ela é obtida através de várias formas. O que chamamos de “eletricidade” pode ser entendido como Energia Elétrica se, no fenômeno descrito a eletricidade realiza trabalho por meio de cargas elétricas.

OBJETIVO

Este trabalho tem como objetivo o melhor entendimento sobre a energia neste saberemos bem detalhadamente cada tópico que se envolve com a Energia como, por exemplo: linhas de transmissão; o efeito corona; os transformadores elétricos; os processos de transmissão de energia, tudo isto para dominarmos bem o assunto que por sinal é fundamental para a nossa sobrevivência.

Usinas geradoras de energia elétrica

Usina hidrelétrica

Esquema de funcionamento de uma hidrelétrica

A energia hidrelétrica é a obtenção de energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico de um rio. Para que esse processo seja realizado é necessária a construção de usinas em rios que possuam elevado volume de água e que apresentem desníveis em seu curso.

A força da água em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa por tubulações da usina com muita força e velocidade, realizando a movimentação das turbinas. Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (energia da água) em energia mecânica (movimento das turbinas). As turbinas em movimento estão conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.

Normalmente as usinas hidrelétricas são construídas em locais distantes dos centros consumidores, esse fato eleva os valores do transporte de energia, que é transmitida por fios até as cidades.

A eficiência energética das hidrelétricas é muito eficaz, em torno de 95%. O investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo do combustível (água) é nulo.

Itaipu, a maior hidrelétrica do mundo.

Atualmente, as usinas hidrelétricas são responsáveis por aproximadamente 18% da produção de energia elétrica no mundo. Esses dados só não são maiores pelo fato de poucos países apresentarem as condições naturais para a instalação de usinas hidrelétricas. As nações que possuem grande potencial hidráulico são os Estados Unidos, Canadá, Brasil, Rússia e China. No Brasil, mais de 95% da energia elétrica produzida é proveniente de usinas hidrelétricas.

Apesar de ser uma fonte de energia renovável e não emitir poluentes, a energia hidrelétrica não está isenta de impactos ambientais e sociais. A inundação de áreas para a construção de barragens gera problemas de realocação das populações ribeirinhas, comunidades indígenas e pequenos agricultores. Os principais impactos ambientais ocasionados pelo represamento da água para a formação de imensos lagos artificiais são: destruição de extensas áreas de vegetação natural, matas ciliares, o desmoronamento das margens, o assoreamento do leito dos rios, prejuízos à fauna e à flora locais, alterações no regime hidráulico dos rios, possibilidades da transmissão de doenças, como esquistossomose e malária, extinção de algumas espécies de peixes.

Usina Termoelétrica ou Usina Termelétrica

É uma instalação industrial usada para geração de energia elétrica/eletricidade a partir da energia liberada em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou não renovável. Outras formas de geração de eletricidade são energia solar, energia eólica ou hidrelétrica.

Geralmente algum tipo de combustível fóssil como petróleo, gás natural ou carvão é queimado na câmara de combustão. O vapor movimenta as pás de uma turbina, cada turbina é conectada a um gerador que gera eletricidade.

Há vários tipos de usinas termelétricas, sendo que os processos de produção de energia são praticamente iguais, porém com combustíveis diferentes. Alguns exemplos são:

Usina a óleo, usina a carvão, usina nuclear e usina a gás: usa gás natural como o combustível para alimentar um turbina de gás. Porque os gases produzem uma alta temperatura através da queima, e são usados para produzir o vapor para mover uma segundo turbina, e esta por sua vez de vapor. Como a diferença da temperatura, que é produzida com a combustão dos gases liberados torna-se mais elevada do que uma turbina do gás e por vapor, portanto os rendimentos obtidos são superiores, da ordem de 55%.

Termoelétrica de Cuiabá.

Impactos Ambientais

Como vários tipos de geração de energia, a termeletricidade também causa impactos ambientais. Contribuem para o aquecimento global através do efeito estufa e da chuva ácida. A queima de gás natural lança na atmosfera grandes quantidades de poluentes, além de ser um combustível fóssil que não se recupera.

O Brasil lança por ano 4,5 milhões de toneladas de carbono na atmosfera, com o incremento na construção de usinas termelétricas esse indicador chegará a 16 milhões.

As termoelétricas apresentam um alto custo de operação, em virtude do dinheiro utilizado na compra de combustíveis.

Usinas Eólicas

As Usinas Eólicas aproveitam a força da velocidade dos ventos para gerar eletricidade.

São grandes hélices (como cata-ventos gigantes) instaladas em altas torres ou em locais altos. Esses locais devem ser privilegiados do ponto de vista de ventos. É necessário que haja vento, de preferência bem forte, o tempo todo.

No dia em que não tiver vento não será possível a geração de energia elétrica.

A grande vantagem da usina eólica é que não existe nenhum tipo de poluição.

Chamam-se eólicas porque são acionadas pela energia do vento.

1 A Energia Elétrica é produzida por um Gerador, na Casa de Força.

2 O Gerador possui um eixo que é movido por uma enorme hélice.

3 A Hélice é movida pela velocidade do vento.

Usina de biomassa

Usina nos EUA: geração de energia através da biomassa

A biomassa (massa biológica) é a quantidade de matéria orgânica produzida numa determinada área de um terreno.

Este termo tem sito muito utilizado nos últimos anos, em função das preocupações relacionadas às fontes de energia. A biomassa é capaz de gerar gases que são transformados, em usinas específicas, em energia.

Esta energia é resultado da decomposição de materiais orgânicos como, por exemplo, esterco, madeira, resíduos agrícolas, restos de alimentos entre outros.

Vantagens como fonte energética

A biomassa pode ser uma boa opção energética, pois é renovável e gera baixas quantidades de poluentes. Numa usina de álcool, por exemplo, os resíduos de cana-de-açúcar (bagaço) podem ser utilizados para produzir biomassa e energia.

A geração de energia através da biomassa pode contribuir para a diminuição do efeito estufa e do aquecimento global.

Usina de energia Solar

Painel solar, energia solar.

Painel solar: captação da energia do Sol

Definição

Energia solar é aquela proveniente do Sol (energia térmica e luminosa). Esta energia é captada por painéis solares, formados por células fotovoltaicas, e transformada em energia elétrica ou mecânica. A energia solar também é utilizada, principalmente em residências, para o aquecimento da água.

A energia solar é considerada uma fonte de energia limpa e renovável, pois não polui o meio ambiente e não acaba.

A energia solar ainda é pouco utilizada no mundo, pois o custo de fabricação e instalação dos painéis solares ainda é muito elevado. Outro problema é a dificuldade de armazenamento da energia solar.

Os países que mais produzem energia solar são: Japão, Estados Unidos e Alemanha.

Usina de energia Maremotriz

Existem três maneiras de utilizar o mar como fonte energia, sendo elas: as ondas, as marés e as diferenças de temperatura do oceano.

De uma forma geral, energia maremotriz é a produção de eletricidade através da utilização da energia contida no movimento de massas de água, ou seja, as marés. Existem dois tipos de energia maremotriz, sendo elas: energia cinética proveniente das correntes e das marés e energia potencial obtida através da diferença de altura entre as marés alta e baixa. Sendo que todos os locais do planeta “sofrem” de um efeito que se deve à rotação da Terra, as marés. Estas variam entre maré alta e maré baixa, sendo que demoram 12 horas e 25 minutos para alternarem entre estas duas fases. As marés são uma fonte natural de energia, não poluidora e renovável.

A título de curiosidade, sendo que é também uma forma de demonstrar a potencialidade deste tipo de energia, é bom saber que em conjunto, a temperatura dos oceanos, as ondas e as marés poderiam proporcionar muito mais energia do que a humanidade seria capaz de gastar quer hoje quer no futuro, mesmo considerando que o consumo global duplica de dez em dez anos.

Modo de funcionamento

Após a construção de uma espécie de barragem, formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina hidráulica, tipo bulbo, produzindo energia elétrica. Na maré baixa, o reservatório é desvaziado e a água que sai do reservatório passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo a energia elétrica.

Vantagens e desvantagens

Não é poluente

O fornecimento da energia das ondas não é contínuo

Apresenta baixo rendimento, cerca de 20%

Fonte renovável

É fortemente dispendiosa

Destrói habitat natural de diversas espécies de animais

Impossibilita a navegação

Não requer material muito sofisticado

Fornece energia durante apenas dez horas por dia

São necessárias amplitudes de marés superiores a 5 metros para que este tipo de energia seja rentável.

A Usina Nuclear

As usinas nucleares utilizam o princípio da fissão nuclear para gerar calor. Dentro do Reator Nuclear, centenas de varetas contendo material radioativo são fissionadas, liberando muito calor. Este calor irá aquecer a água (totalmente pura) que fica dentro do reator. Ela pode chegar á incríveis 1500°C a uma pressão de 157atm. Essa água quente irá seguir por tubos, até o vaporizador, depois volta ao reator, completando o circuito primário.

No vaporizador, uma outra quantidade de água será fervida, pelo calor de tubos onde passam a água extremamente quente do reator. O vapor gerado sairá por canos, até onde ficam localizadas as turbinas e o gerador elétrico. O vapor d’água pode girar as pás das turbinas a uma velocidade de 1800rpm. Depois que o vapor executar sua função, ele segue para o condensador, onde vai virar água novamente e retornar ao vaporizador. Este é o chamado circuito secundário.

Para que o condensador transforme o vapor do circuito secundário em água, é necessário que ele seja abastecido de água fria. Essa água fria pode vir de rios e lagos próximos. Ao passar pelo condensador, esta água fica quente, necessitando ser resfriada nas torres de resfriamento (a maior parte de uma usina nuclear). Este é o circuito terciário (ou sistema de água de refrigeração).

Questões de Segurança

Uma usina nuclear é munida de vários sistemas de segurança, que entram em ação automaticamente em casos de emergência. O principal deles é o sistema que neutraliza a fissão nuclear dentro do reator. São centenas de barras, feitas de materiais não fissionáveis (isto é, mesmo absorvendo nêutrons livres, não se dividem), como boro e cádmio, que são injetadas no meio reacionário.

O reator fica envolvido por uma cápsula de 3cm de espessura, feita de aço. O edifício é protegido com paredes de 70cm, feitas de concreto e estrutura de ferro e aço, e podem aguentar ataques terroristas (mísseis, aviões).

Existem também órgãos internacionais, que vistoriam periodicamente as usinas nucleares, em busca de irregularidades, falhas, etc.

Vantagens

As principais vantagens da energia nuclear são: o combustível é barato e pouco (em comparação com outras fontes de energia), é independente de condições ambientais/climáticas (não depende do sol, como usinas solares, ou da vazão de um rio, no caso das hidroelétricas), a poluição gerada (diretamente) é quase inexistente. Não ocupa grandes áreas. A quantidade de lixo produzido é bem reduzida. O custo da energia gerada fica em torno de 40 dólares por MW, mais caro que a energia das hidroelétricas, mas mais barato que a energia das termoelétricas, usinas solares, eólica, etc.

Desvantagens

Alto custo de construção, em razão da tecnologia e segurança empregadas; Mesmo com todos os sistemas de segurança, há sempre o risco do reator vazar ou explodir, liberando radioatividade na atmosfera e nas terras próximas, num raio de quilômetros. Não existem soluções eficientes para tratamento do lixo radioativo, que atualmente é depositado em desertos, fundo de oceanos ou dentro de montanhas.

Processos de transmissão de energia elétrica

Transmissão de energia elétrica é o processo de transportar energia entre dois pontos. O transporte é realizado por linhas de transmissão de alta potência, geralmente usando corrente alternada, que de uma forma mais simples conecta uma usina ao consumidor. A transmissão de energia é dividida em duas faixas: a transmissão propriamente dita, para potências mais elevadas e ligando grandes centros, e a distribuição, usada dentro de centros urbanos, por exemplo.
Cada linha de transmissão possui um nível de tensão nominal, aonde encontramos linhas de até 750 kV, com diversos estudos e protótipos em 1 a 1,2 MV. As linhas de distribuição são usualmente na faixa de 13,8 kV. Para a conversão entre níveis de tensão, são usados transformadores.
Em sistemas de grande porte, é usual a interligação redundante entre sistemas, formando uma rede. O número de interligações aumenta a confiabilidade do sistema, porém aumentando a complexidade. A interligação pode tanto contribuir para o suprimento de energia quanto para a propagação de falhas do sistema: um problema que ocorra em um ponto da rede pode afundar a tensão nos pontos a sua volta e acelerar os geradores, sendo necessário o desligamento de vários pontos, incluindo centro consumidor, havendo o aparecimento de apagões ou blecautes.

Componentes de um sistema de transmissão

Interior de uma torre de transmissão.

Detalhe de uma coluna de isoladores em uma torre. Os anéis próximos aos cabos e nas ferragens dos isoladores são usados para uniformizar o campo elétrico, reduzindo o efeito corona.

Torres

Para linhas aéreas, é necessário erguer os cabos a uma distância segura do solo, de forma a evitar contato elétrico com pessoas, vegetação e veículos que eventualmente atravessem a região. As torres devem suportar os cabos em condições extremas, determinadas basicamente pelo tipo de cabo, regime de ventos da região, terremotos, entre outros eventos.

Isoladores

Os cabos devem ser suportados pelas torres através de isoladores, evitando a dissipação da energia através da estrutura. Estes suportes devem garantir a rigidez dielétrica e suportar o peso dos cabos. Em geral são constituídos de cerâmica, vidro ou polímeros.

Subestações

As linhas de transmissão são conectadas às subestações, que dispõe de mecanismos de manobra e controle, de forma a reduzir os transitórios que podem ocorrer durante a operação das linhas.

Transformadores elétricos

Transformador

Transformador trifásico

Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das Impedância elétrica de um circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado nos princípios eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz.

O transformador consiste de duas ou mais bobinas ou enrolamentos e um "caminho", ou circuito magnético, que "acopla" essas bobinas. Há uma variedade de transformadores com diferentes tipos de circuito, mas todos operam sobre o mesmo princípio de indução eletromagnética.

No caso dos transformadores de dois enrolamentos, é comum se denominá-los como enrolamento primário e secundário, existem transformadores de três enrolamentos sendo que o terceiro é chamado de terciário. Existe também um tipo de transformador denominado Autotransformador, no qual o enrolamento secundário possui uma conexão elétrica com o enrolamento do primário.

Transformadores de potência são destinados primariamente à transformação da tensão e das correntes operando com altos valores de potência, de forma a elevar o valor da tensão e consequentemente reduzir o valor da corrente. Este procedimento é utilizado pois ao se reduzir os valores das correntes, reduz-se as perdas por efeito Joule nos condutores. O transformador é constituído de um núcleo de material ferromagnético, como aço, a fim de produzir um caminho de baixa relutância para o fluxo gerado.

Geralmente o núcleo de aço dos transformadores é laminado para reduzir a indução de correntes parasitas ou de corrente de Foucault no próprio núcleo, já que essas correntes contribuem para o surgimento de perdas por aquecimento devido ao efeito Joule. Em geral se utiliza aço-silício com o intuito de se aumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntes parasitas.

Transformadores também podem ser utilizados para o casamento de impedâncias, que consiste em modificar o valor da impedância vista pelo lado primário do transformador, são em geral de baixa potência. Há outros tipos de transformadores, alguns com núcleo ferromagnético, outros sem núcleo, ditos transformadores com núcleo de ar, e ainda aqueles com núcleo de ferrite.

Transformador ideal

Um transformador ideal é aquele em que o acoplamento entre suas bobinas é perfeito, ou seja, todas concatenam, ou “abraçam”, o mesmo fluxo, o que vale dizer que não há dispersão de fluxo. Isso implica assumir a hipótese de que a permeabilidade magnética do núcleo ferromagnético é alta ou, no caso ideal, infinita, e o circuito magnético é fechado. Além disso, admite-se que o transformador não possui perdas de qualquer natureza, seja nos enrolamentos, seja no núcleo.

Transformador em vazio

Considerando, um transformador ideal, sendo o fluxo total, φ, o mesmo em ambas as bobinas, já que se desprezam os fluxos dispersos e o núcleo tem μ→ ∞, as f.e.m.’s, e₁ e e₂, induzidas nessas bobinas (adotando a convenção receptor), escrevem-se como:

Dividindo-se v₁ por v₂ chega-se à relação de tensões entre primário e secundário:

sendo a denominada relação de espiras ou relação de transformação. Esta é a primeira propriedade do transformador que é a de transferir ou refletir as tensões de um lado para outro segundo uma constante a.

Convencionando-se N₁ como a espira acoplada à DDP do circuito (primário) tem-se: para N₁ > N₂ um abaixador de tensão e para N₁ < N₂ um elevador de tensão

O Fio "Neutro" e os Fios de "Fase"

Isto é feito por meio de três fios: um deles, denominado fio neutro, sai do ponto central do secundário do transformador que está ligado à Terra; os outros dois são denominados fios de base e saem dos pontos extremos deste secundário. Entre cada fase e o neutro existe uma voltagem eficaz de 110 V. Assim, na fig. 25-37 temos VAB = 110 V e
VBC = 110 V.
Entre as duas fases há uma voltagem eficaz de 220 V. Então, na residência mostrada nesta figura, é possível instalar tomadas de 110 V (usando-se uma fase e um neutro) e tomadas de 220 V (usando-se as duas fases).
Em algumas instalações elétricas, entretanto, a residência é ligada ao transformador de rua apenas por uma das fases e pelo neutro. É claro que nestas residências só poderão ser instaladas tomadas de 110 V.

Núcleos e bobinas para transformadores elétricos

Patente de invenção: "núcleos e bobinas para transformadores elétricos". A presente invenção refere-se a núcleos e bobinas para transformadores elétricos, nos quais paredes laterais de um núcleos ou do tipo wescore ou toroidal são fabricados enrolando tiras de diferentes alturas ou somente uma tira cuja largura se reduz gradualmente, de modo que ditas paredes laterais formam um ângulo em relação à parede superior do núcleo. A bobina correspondente é fabricada seguindo o padrão do núcleo, sobre cujo núcleo a bobina será colocada ou enrolada. A utilização dos núcleos de bobinas da presente invenção alcança substanciais economias em materiais utilizados para fabricar transformadores elétricos, ao mesmo tempo que as características resultantes de perdas elétricas são melhoradas com carga e sem carga.

Voltagem de pico e voltagem eficaz

Portanto, a voltagem que recebemos em nossas residências, proveniente do transformador de rua, é uma voltagem alternada, isto é, o seu sentido é invertido periodicamente, como mostra o gráfico a seguir. Como já dissemos, estas inversões de sentido são muito rápidas, pois sua frequência é de 60 hertz, isto é, a voltagem muda de sentido 120 vezes por segundo.
Vemos pelo gráfico, que a voltagem não é constante, como acontece com uma corrente contínua. O seu valor varia rapidamente: passa por um valor máximo, decresce, chega a zero, inverte de sentido, atinge um valor igual ao valor máximo, porém sem sentido contrário, torna a se anular e assim sucessivamente.
O valor máximo atingido pela voltagem alternada é denominado valor de pico e, para o caso mostrado na fig. 25-36, este valor é de 154 V.

Entretanto, quando fornecemos o valor de uma voltagem alternada, estamos normalmente nos referindo não à voltagem de pico, mas a uma quantidade denominada valor eficaz da voltagem. Este valor eficaz seria o valor de uma voltagem constante (contínua) que dissipasse, durante o tempo de um período, em que uma resistência R, a mesma energia térmica que é dissipada em R pela voltagem alternada, durante o mesmo intervalo de tempo. Pode-se mostrar que entre a voltagem eficaz e a voltagem de pico existe a seguinte relação:

Então, para o caso da fig. 25-36, o valor da voltagem eficaz é:

Efeito Joule

Quando um condutor é aquecido ao ser percorrido por uma corrente elétrica, ocorre uma transformação de Energia Elétrica em Energia Térmica. Este fenômeno é conhecido como Efeito Joule, em homenagem ao Físico Britânico James Prescott Joule (1818-1889).

Esse fenômeno ocorre devido o encontro dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do condutor. Os elétrons sofrem colisões com átomos do condutor, parte da energia cinética (energia de movimento) do elétron é transferida para o átomo aumentando seu estado de agitação, conseqüentemente sua temperatura. Assim, a energia elétrica é transformada em energia térmica (calor).

A descoberta da relação entre eletricidade e calor trouxe ao homem vários benefícios. Muitos aparelhos que utilizamos no nosso dia-a-dia têm seus funcionamentos baseados no Efeito Joule, alguns exemplos são:

Lâmpada: um filamento de tungstênio no interior da lâmpada é aquecido com a passagem da corrente elétrica tornando-se incandescente, emitindo luz.

Chuveiro: um resistor aquece por Efeito Joule a água que o envolve.

São vários os aparelhos que possuem resistores e trabalham por Efeito Joule, como por exemplo, o secador de cabelo, o ferro elétrico e a torradeira.

Outra aplicação que utiliza esta teoria é a proteção de circuitos elétricos por fusíveis. Os fusíveis são dispositivos que têm com objetivo proteger circuitos elétricos de possíveis incêndios, explosões e outros acidentes. O fusível é percorrido pela corrente elétrica do circuito. Caso esta corrente tenha uma intensidade muito alta, a ponto de danificar o circuito, o calor gerado por ela derrete o filamento do fusível interrompendo o fornecimento de energia, protegendo o circuito.

Efeito Corona

O efeito corona é um fenômeno relativamente comum em linhas de transmissão com sobrecarga. Devido ao campo elétrico muito intenso nas vizinhanças dos condutores, as partículas de ar que os envolvem tornam-se ionizadas e, como consequência, emitem luz quando da recombinação dos íons e dos elétrons. O efeito Corona é também conhecido como fogo de Santelmo. O nome Fogo de Santelmo vem de Santo Elmo, padroeiro dos marinheiros, e surgiu quando antigos marinheiros observavam navios com os mastros envolvidos por uma tênue luz. A superstição cuidou de transformar esse fenômeno em aparição divina. Posteriormente, porém, observou-se que tal aparição ocorria principalmente nas regiões tropicais, em condições que precediam tempestades. As nuvens eletrizadas induziam cargas nas pontas dos mastros, produzindo o efeito corona.

O efeito corona tem muita importância na definição do nível de tensão de transmissão das linhas. Quanto maior o nível de tensão para uma determinada configuração de linha, maiores serão as perdas devido ao efeito corona. Contrariamente, quanto maior o nível de tensão, menor serão as perdas devido ao efeito Joule (proporcional ao quadrado da corrente), pois, a corrente circulante será menor para uma mesma potência transmitida (P=V.I). Obviamente teremos uma tensão ótima de transmissão considerando, de uma maneira simplificada, os dois tipos de perdas. O nível de tensão definido para a transmissão será, a grosso modo, a tensão normalizada pelos órgãos reguladores mais próxima da tensão ótima.

A descarga de corona ocorre somente entre dois eletrodos assimétricos; um altamente curvado (tal como buraco de uma agulha, ou furo de pequeno diâmetro) e uma superfície suave tal como um prato, ou o solo. A superfície curvada assegura um grande potencial elétrico em torno do eletrodo, para a geração do plasma. Para configurações possuindo campos relativamente uniformes, ocorrerão outros fenômenos de descarga, como por exemplo, as geradas por lâmpadas fluorescentes.

A importante razão para estudar coronas é a produção de ozônio ao redor de condutores que sofre processos de corona. Uma corona negativa gera muito mais ozônio que uma positiva.

Aplicações comerciais e industriais

Remoção de cargas elétricas indesejáveis da superfície de uma aeronave em vôo e com isto evitando o efeito prejudicial de pulsos elétricos descontrolados durante a atuação dos sistemas aviônicos;
Fabricação de ozônio;
Limpeza de partículas do ar em sistema de condicionamento de ar;
Tratamento da superfície de filmes poliméricos para aumentar sua compatibilidade com adesivos ou tintas impressão;
Fotocópia;
Fotografia Kirlian a qual alguns acreditar ser uma visualização da aura;
Propulsão iônica;
Laser Nitrogênio;
Fabricação de eletretos.

· Problemas causados por descargas de corona

· A corona pode gerar ruído audível e de radio freqüência, principalmente próximo a linhas de transmissão. Elas também representam uma perda de energia, e sua ação nas partículas da atmosfera, em associação a produção de ozônio e NOx, também podem ser prejudiciais a saúde humana onde as linhas de força passa através de áreas habitadas. Por isto, equipamentos de transmissão de energia são projetados para minimizar a formação de descarga de corona.

A descarga de corona ás vezes se torna indesejável em:

Linhas de transmissão de energia elétrica, devido a perda de energia no efeito corona e barulho;
Em dentro de componentes elétricos tais como transformadores, capacitores, motores elétricos e geradores. Corona progressivamente danifica o isolamento interno destes mecanismos, levando a falha prematura dos equipamentos;
Situações nas quais aparecem tensões elevadas e a produção de ozônio devem ser evitadas.

A descarga de corona da variedade positiva e negativa tem certos mecanismos em comum.

Um átomo neutro ou molécula do meio, em uma região de forte campo elétrico (tais como a regiões de alta gradiente elétricas próximas a eletrodos curvados) é ionizada por um evento ambiental exógeno (por exemplo, como resultado de uma interação de um fóton), criando um íon positivo e um elétron livre;

O campo elétrico então atua nestas partículas carregadas, separando-as, e prevenido sua recombinação, e também as acelerando, aumentando sua energia cinética;

Como um resultado da energização dos elétrons (o quais tiveram aumentado a razão carga/massa como também acelerados a grandes velocidades, favorecendo a criação de par elétron/ion-positivo pela suas colisões com átomos neutros. Estes então são envolvidos no mesmo processo de separação criando uma avalanche de elétrons;

No processo que difere entre as coronas positivas e negativas, a energia deste processo de plasma é convertido em outras desassociações iniciais de elétron que iram semear futuras avalanches;

Uma espécie de íon criada com esta série de avalanches é atraída para o eletrodo plano, completando o circuito, e sustentando o fluxo de corrente.

Projeto, construção e manutenção das linhas de Transmissão.

Transmissão de Energia Elétrica

Basicamente está constituída por linhas de condutores destinados a transportar

a energia elétrica desde a fase de geração até a fase de distribuição, abrangendo

processos de elevação e rebaixamento de tensão elétrica, realizados em subestações

próximas aos centros de consumo. Essa energia é transmitida em

corrente alternada (60 Hz) em elevadas tensões (138 a 500 kV). Os elevados

potenciais de transmissão se justificam para evitar as perdas por aquecimento e

redução no custo de condutores e métodos de transmissão da energia, com o

emprego de cabos com menor bitola ao longo das imensas extensões a serem

transpostas, que ligam os geradores aos centros consumidores.

Atividades características do setor de transmissão:

Inspeção de Linhas de Transmissão

Neste processo são verificados: o estado da estrutura e seus elementos, a altura

dos cabos elétricos, condições da faixa de servidão e a área ao longo da extensão

da linha de domínio. As inspeções são realizadas periodicamente por terra

ou por helicóptero.

Manutenção de Linhas de Transmissão

•

Substituição e manutenção de isoladores (dispositivo constituído de uma

série de “discos”, cujo objetivo é isolar a energia elétrica da estrutura);

• Limpeza de isoladores;

• Substituição de elementos pára-raios;

• Substituição e manutenção de elementos das torres e estruturas;

• Manutenção dos elementos sinalizadores dos cabos;

• Desmatamento e limpeza de faixa de servidão, etc.

Construção de Linhas de Transmissão

• Desenvolvimento em campo de estudos de viabilidade, relatórios de impacto

do meio ambiente e projetos;

• Desmatamentos e desflorestamentos;

• Escavações e fundações civis;

• Montagem das estruturas metálicas;am

• Distribuição e posicionamento de bobinas em campo;

• Lançamento de cabos (condutores elétricos);

• Instalação de acessórios (isoladores, pára-raios);

• Tensionamento e fixação de cabos;

• Ensaios e testes elétricos.

Salientamos que essas atividades de construção são sempre realizadas com os

circuitos desenergizados, via de regra, destinadas à ampliação ou em substituição

a linhas já existentes, que normalmente estão energizadas. Dessa forma é

muito importante a adoção de procedimentos e medidas adequadas de segurança,

tais como: seccionamento, aterramento elétrico, equipotencialização de

todos os equipamentos e cabos, dentre outros que assegurem a execução do

serviço com a linha desenergizada (energizada).

Subestações

Subestação para transformação e transporte de energia eléctrica do parque eólico da Serra do Barroso, Portugal

Subsestação de energia em Hermsdorf na Alemanha

Uma Subestação é uma instalação elétrica de alta potência, contendo equipamentos para transmissão, distribuição, proteção e controle de energia elétrica.

Funciona como ponto de controle e transferência em um sistema de transmissão elétrica, direcionando e controlando o fluxo energético, transformando os níveis de tensão e funcionando como pontos de entrega para consumidores industriais.

Durante o percurso entre as usinas e as cidades, a eletricidade passa por diversas subestações, onde aparelhos chamados transformadores aumentam ou diminuem a sua tensão. Ao elevar a tensão elétrica no início da transmissão, os transformadores evitam a perda excessiva de energia ao longo do caminho. Já ao rebaixarem a tensão elétrica perto dos centros urbanos, permitem a distribuição da energia por toda a cidade.

Apesar de mais baixa, a tensão utilizada nas redes de distribuição ainda não está adequada para o consumo residencial imediato. A instalação de transformadores menores, instalados nos postes das ruas para reduzir ainda mais a tensão que vai diretamente para as residências, comércios e outros locais de consumo.

É importante lembrar que o fornecimento de energia elétrica no Brasil é feito por meio de um grande e complexo sistema de subestações e linhas de transmissão, interligadas às várias usinas de diversas empresas. Assim, uma cidade não recebe energia de uma única usina, e sim com a energia gerada por diversas usinas hidrelétricas, termelétricas e até nucleares, dependendo da região.

Subestação de transmissão

A energia trifásica (sinais de tensão e corrente CA) sai do gerador e segue para a subestação de transmissão na usina elétrica. Essa subestação utiliza grandes transformadores para elevar a tensão do gerador (que está em um nível de milhares de volts) até tensões extremamente altas, para a transmissão de longa distância através da rede de transmissão.

Uma típica subestação em uma usina elétrica

Você pode ver, ao fundo, várias torres com três cabos saindo da subestação. As tensões típicas para a transmissão de longa distância variam de 155 mil a 765 mil volts. Esse nível de tensão visa reduzir as perdas nas linhas. A distância máxima de uma transmissão típica é de aproximadamente 483 km. As linhas de transmissão de alta tensão são inconfundíveis quando você as vê. Normalmente, elas são constituídas de enormes torres de aço como esta:

Todas as torres da figura possuem três cabos, sendo um para cada fase. Muitas torres, como as mostradas acima, possuem cabos extras correndo ao longo de seu topo. Estes são cabos aterrados (denominados pára-raios ou cabo-guarda) e eles estão lá principalmente em uma tentativa de atrair raios.

CONCLUSÃO

Com este trabalho pudemos ver detalhadamente os processos da energia elétrica;

Desde as usinas; e vimos que elas são as responsáveis por “criar” a energia e que existem varias usinas capazes de produzir energia como: hidrelétrica; termelétrica; eólica; nuclear; biomassa; solar; Maremotriz; e que até chegar as casa ela passa por várias estações para chegar a nossa casa e nele também estudamos as linhas de transmissão que são aquelas que levam até a nossa casa,

Também vimos o efeito joule que é um fenômeno ocorre devido o encontro dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do condutor.

E vimos muitos outros conceitos que envolve energia e que é muito mais complexo do que parece,e concluímos que a energia engloba conceitos fundamentais para nós.

Bibliografia

www.seara.ufc.br/queremosaber/fisica/.../qr1263.htm

http://www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_37.asp

http://pt.wikipedia.org/wiki/Descarga_de_corona

http://www.brasilescola.com/geografia/energia-hidreletrica.htm

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ar/termeletrica.php

http://www.ebanataw.com.br/roberto/energia/ener12.htm

http://www.suapesquisa.com/pesquisa/biomassa.htm

http://www.suapesquisa.com/o_que_e/energia_solar.htm

http://energiasrenovaveis12.wordpress.com/energia-eolica/

http://www.infoescola.com/fisica/principios-da-usina-nuclear/

Componentes: