Antes de falarmos em eletricidade é importante falarmos do conceito de energia.
Energia pode ser definida como tudo aquilo capaz de produzir ou realizar trabalho.
Existem várias modalidades, que as pessoas somente sentem através dos sentidos. As formas mais conhecidas são:
- Energia elétrica
- Energia química
- Energia mecânica
- Energia atômica
- Energia térmica
- Energia eólica
No presente curso estaremos interessados apenas na energia elétrica e nas suas aplicações práticas.
Eletricidade
É uma forma de energia que apresenta inumeráveis benefícios e, tornou-se, no decorrer dos tempos, parte integrante e fundamental das nossas atividades diárias. É tão importante que nossa vida seria completamente diferente sem sua existência.
Sem dúvida é a forma mais prática de energia pois pode ser transportada a grandes distâncias através dos condutores elétricos (fios e cabos), desde a geração os centros de consumo que são nossas residências, indústrias, comércios, etc.
Além de ser transportada pode transformar-se em outras modalidades de energia, sem muita dificuldade, com custos relativamente baixos.
A energia elétrica normalmente não é utilizada no mesmo local onde é produzida. Como é produzida a grandes distâncias dos centros de consumo, é necessário que seja transportada e, por motivos econômicos, isso é feito em altas tensões.
A energia elétrica passa por três etapas chegar ao consumidor:
- Geração;
- Transmissão;
- Distribuição
Veja também: noções básicas de eletricidade
Geração de eletricidade
É feita através de turbinas sendo utilizada, normalmente, uma de 2 fontes para movimentar seus eixos: queda de água (hidráulica) ou vapor (térmica).
A forma mais econômica é a hidráulica, que se utiliza da energia potencial da água represada em grandes reservatórios. É construída uma barragem para represar a água, possibilitando assim a concentração de uma grande quantidade de energia potencial.
Condutos forçados, levando água à alta pressão, saem da barragem e vão as turbinas acopladas ao gerador, na casa de força.
Para gerar energia, internamente nas máquinas são instalados eletroímãs. Sabemos que toda vez que há o movimento de um condutor ao redor de um imã, nas extremidades desse condutor surge uma diferença de potencial (tensão). A quantidade de energia gerada na extremidade dos condutores depende do tamanho dos eletroímãs, da quantidade e seção dos condutores instalados dentro dos geradores. Apesar do conhecimento desse fenômeno, a física hoje não tem explicação para ele.
O tamanho do gerador (ou geradores) é calculado em função da quantidade de energia que vai ser gerada para atender a certa região.
A tensão comercial gerada e fornecida na saída dos geradores é trifásica de 6,9 kV, 13,8 kV ou 18,0 kV com valores bem elevados de corrente (kA) e potência (MW).
Transmissão de eletricidade
Como os geradores são para potências elevadas (MW) e a tensão comercial gerada é razoavelmente baixa (kV), a corrente elétrica no gerador é de grande intensidade.
Para que seja viável transportar a energia até os centros de consumo é preciso elevar a tensão (consequentemente diminuindo-se a corrente). Isso permite usar condutores com bitolas mais finas
A elevação de tensão é feita na subestação elevadora que, por motivos econômicos, é colocada o mais próxima possível dos geradores. Dentro dela são colocados os transformadores elevadores que recebem dos geradores as tensões de 6,9 kV, 13,8 kV ou 18,0 kV e elevam-nas para tensões de transmissão que são de 69 kV, 138 kV, 230 kV, etc.
Pelas torres de transmissão a energia é transportada até os centros de consumo. A energia chega em uma subestação abaixadora, que recebe valores de tensão de 69 kV, 138 kV, 230 kV, etc., e através de transformadores abaixa-os para valores de “tensão de distribuição” de 34,5 kV e 13,8 kV. Essas tensões seguem à subestação de distribuição.
Distribuição de eletricidade
Da subestação de distribuição os condutores saem e seguem para a distribuição urbana em 13,8 kV. Nas ruas, de trechos em trechos, conforme o consumo, são instalados transformadores nos postes da concessionária, que reduzem a tensão de 13,8 kV para a baixa tensão de 127 e 220 V.
