Flashcard FC277967
Qual a sequência física básica de conversão de energia em usinas eólicas e hidráulicas até gerar eletricidade?
Eletromagnetismo
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Qual a sequência física básica de conversão de energia em usinas eólicas e hidráulicas até gerar eletricidade?
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Resposta
Energia natural (potencial ou cinética) → movimento mecânico nas turbinas → conversão eletromecânica em geradores.Explicação:
Em hidrelétricas a diferença de energia potencial gravitacional (queda/altura) é convertida em energia cinética da água que aciona turbinas; a potência aproximada é dada por \(P\approx \rho g Q H \eta\).
Em usinas eólicas o ar em movimento tem energia cinética; a potência disponível no vento é \(P=\tfrac{1}{2}\rho A v^3\) e a potência útil depende da eficiência do conjunto.
Exemplo: Turbina eólica com raio \(r=10\) m (\(A=\pi r^2\)), velocidade do vento \(v=8\) m/s, \(\rho=1{,}225\) kg/m³ e eficiência \(\eta=0{,}40\).
Área: \(A=\pi(10)^2\approx 314\ \mathrm{m^2}\).
Potência disponível: \(P_{\text{vento}}=\tfrac{1}{2}\rho A v^3\approx \tfrac{1}{2}\cdot1{,}225\cdot314\cdot8^3\approx9{,}84\times10^4\ \mathrm{W}\).
Potência aproveitável: \(P\approx9{,}84\times10^4\cdot0{,}40\approx3{,}94\times10^4\ \mathrm{W}\ (\approx39\ \mathrm{kW})\).
Veja como foi cobrado:
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