DIY: Gere a Sua Própria Electricidade

Faça Você Mesmo

Um gerador é simplesmente um dispositivo que converte energia mecânica (ela própria derivada do carvão, petróleo, gás natural, vento, água, reacções nucleares ou outras fontes) em energia eléctrica. Aqui, descrevemos como utilizar materiais prontamente disponíveis para fazer um simples gerador. Embora só seja suficientemente potente para acender uma pequena lâmpada de tocha, funciona com base nos mesmos princípios básicos dos geradores da central eléctrica que fornecem electricidade doméstica.

Como funciona um gerador

Quando uma corrente eléctrica flui através de um fio, gera um campo de força magnético tridimensional em torno do fio, semelhante ao que envolve um íman de barra. Os ímanes são também rodeados por um campo tridimensional semelhante. Isto pode ser ‘visto’ em duas dimensões se forem salpicados limalhas de ferro numa folha de papel colocada sobre o íman. As limalhas alinham-se ao longo das linhas de força magnética que rodeiam o íman.

Representação bidimensional do campo magnético em torno de um íman de barra. As setas indicam a direcção das linhas de força magnética. As setas N (norte) e S (sul) indicam os pólos do íman, onde as linhas de força estão concentradas. O pólo norte do íman repelirá o pólo norte de uma bússola ou outro íman de barra, enquanto que o seu pólo sul atrairá o pólo norte de uma bússola ou outro íman de barra.

O gerador mais simples consiste apenas de uma bobina de fio e um íman de barra. Quando se empurra o íman através do meio da bobina, é produzida uma corrente eléctrica no fio. A corrente flui numa direcção à medida que o íman é empurrado para dentro, e na outra direcção à medida que o íman é retirado. Por outras palavras, é produzida uma corrente alternada. Se o íman for mantido absolutamente imóvel dentro da bobina, não é gerada qualquer corrente. Outra forma de produzir a corrente seria o íman ser rodado dentro da bobina, ou a bobina ser rodada à volta do íman.

Este método de produção de electricidade, chamado indução, foi descoberto por Michael Faraday em 1831. Ele descobriu que quanto mais fortes fossem os ímanes, mais voltas de fio na bobina, e quanto mais rápido o movimento do íman ou bobina, maior seria a tensão produzida. Faraday observou também que era mais eficiente se a bobina fosse enrolada à volta de um núcleo metálico, pois isto ajudava a concentrar o campo magnético.

Tensão e corrente

O que significam os termos eléctricos tensão (medida em volts) e corrente (medida em amperes, frequentemente encurtados para amperes)? Imagine a corrente eléctrica a fluir num fio condutor para ser como os automóveis que viajam ao longo de uma auto-estrada. A auto-estrada é o fio e a voltagem a velocidade a que os carros se deslocam. A corrente corresponde ao número de carros que passam um determinado ponto a cada segundo.

Quando uma corrente flui através de um fio, a energia eléctrica é convertida em outras formas de energia, como calor num elemento de aquecimento, luz do filamento de uma lâmpada, ou som de um altifalante. A corrente eléctrica também pode ser feita para produzir energia mecânica, que é o que acontece num motor eléctrico. Um motor é, portanto, apenas um gerador que funciona ao contrário.

Fazer o seu próprio gerador

O que vai precisar

• cardboard
• 15cm de prego de ferro com um diâmetro de 6mm e uma cabeça grande
• 8-10cm de parafuso com um diâmetro de 6mm, e porca
• 25m de fio de cobre esmaltado (30 swg ou aproximadamente. 0,3mm de diâmetro)*
• E825 íman de botão de eclipse (com um furo de fixação)*
• 6V, 0.06A lâmpada de maçarico e suporte de lâmpada*
• um rolo de fita isolante*
• um berbequim manual

* Obtido em lojas de bricolage, ou lojas de electrónica.

um gerador simples

O que fazer

O seu gerador consistirá numa bobina mantida perto de um íman giratório.

1. Cortar dois discos de cartão com cerca de 3cm de diâmetro, e fazer um furo de 4-5mm no centro de cada um. Inserir o prego no buraco e empurrar um disco até à sua cabeça. Cubra os 2-3cm seguintes da superfície do prego com um par de camadas de fita isolante.
2. Deslize no outro disco até encostar à fita, e depois enrole mais fita no outro lado para a fixar na posição de modo a que os discos de cartão não fiquem a mais de 2-3cm de distância. Desenrole cerca de 30cm de fio da bobina para formar um chumbo da bobina, e comece a enrolar o fio restante à volta da fita isolante entre os dois discos de papelão. Para manter o rasto, pode ajudar a fazer uma marca de carrapato num pedaço de papel após cada 100 voltas. O número de voltas não é crítico, mas quanto mais, melhor; 1 500 deve fazer.

Li>Abrir cobriu o prego com uma única camada de voltas, continuar a construir camadas uma sobre a outra. Não é necessário fazer um trabalho particularmente limpo.

3. Após cerca de 1 500 voltas, deixar cerca de 30cm de arame livre na outra extremidade e depois cobrir os enrolamentos com fita isolante. Retire cerca de um cm do isolamento dos dois fios das extremidades raspando o esmalte, e ligue-os ao suporte da lâmpada. Encaixar a lâmpada no suporte.

li>Passar o parafuso através do orifício perfurado na base do íman, e fixá-lo apertando a porca. Fixar o parafuso no mandril de um berbequim manual. A seguir, fixar a extremidade afiada do prego num torno (ou entre dois livros pesados) de modo a que fique horizontal. Trazer o íman até cerca de 1mm da cabeça do prego, que deve estar ligeiramente descentrado a partir do meio do íman giratório. Certifique-se de que o espaço entre o íman e a cabeça do prego é tão pequeno quanto possível, mas não tão próximo que se toquem. Uma dica aqui é descansar a mão segurando a parte fixa da broca no tampo da mesa, para que fique o mais firme possível.

Virar a pega do berbequim o mais rápido possível e a lâmpada deve acender-se. Gerar electricidade é realmente tão simples como isto!

Geradores em bicicletas e carros

Carros precisam de uma alimentação de corrente contínua para accionar a ignição, luzes, limpadores de pára-brisas, etc. Isto é gerado por um alternador que está mecanicamente acoplado ao motor. Um dispositivo chamado rectificador é utilizado para converter a saída de corrente alternada em corrente contínua. Um regulador também tem de ser instalado para controlar a corrente, para que a tensão de saída do alternador continue a corresponder à tensão da bateria do veículo à medida que a velocidade do motor muda.

Um dínamo numa bicicleta, que produz electricidade à medida que se anda de bicicleta, é outro exemplo de um gerador. O seu desenho básico é exactamente o mesmo que o gerador caseiro descrito acima.

um dínamo de bicicleta