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#MomentoCientista: eletromagnetismo terrestre

Você sabia que nosso planeta se comporta como um grande ímã? Essa observação foi feita em 1600, quando o físico…

Você sabia que nosso planeta se comporta como um grande ímã? Essa observação foi feita em 1600, quando o físico e filósofo britânico William Gilbert assinalou essa semelhança. O fenômeno magnético terrestre, no entanto, já era usado há muito tempo, com as famosas bússolas em navegação.

Esse grande imã chamado Terra possui um campo magnético criado através do movimento constante de rotação. Inclusive, é por esse motivo que os polos sul e norte ganharam esse nome: o planeta também possui um magnetismo proveniente do movimento do seu núcleo.

Logo, se soltarmos um imã sobre a Terra, ele irá mostrar os lados norte ou sul, por esse motivo a bússola indica a direção norte, sendo que sua agulha aponta para uma direção de acordo com o magnetismo da Terra. Assim, como o princípio do eletromagnetismo de cargas positivas e negativas, dentro do magnetismo se aproximarmos dois pólos nortes eles se repelem, mas se forem pólos contrários a tendência é a atração.

E sabe o que nos mantém firmes na superfície e também nos protege das partículas de eletromagnetismo que vem do espaço? Ele mesmo: o magnetismo. O campo magnético da Terra protege o planeta dos chamados raios cósmicos, feixes de partículas de altas energias que vêm do Sol. Ao se aproximar da Terra, as partículas carregadas eletricamente são desviadas, devido à interação magnética, em direção aos polos. Essas partículas são desaceleradas ao entrar na atmosfera, emitindo radiação. A visualização desse fenômeno é chamada de AURORA, que pode ser Boreal (Norte) ou Austral (Sul).

Aurora Boreal

Aurora Boreal. Fonte: reprodução.

Podemos comprovar a perfeição de como funciona o magnetismo terrestre através de um experimento com uma bolinha de isopor, um imã e alguns grampos. Quer saber como? Veja neste vídeo como fazer seu próprio protótipo de eletromagnetismo terrestre em casa!

Viu só? É possível ver o magnetismo em 3D e associá-lo ao magnetismo da Terra. Uma experiência simples e muito interessante. Você pode substituir a limalha de ferro por grampos de grampeador “esmagadinhos”. =)

Motor explosão

Como funciona um motor a prova de explosão

Você já ouviu falar sobre motores à prova de explosão? Eles são importantes para ambientes onde existe a presença de…

Você já ouviu falar sobre motores à prova de explosão? Eles são importantes para ambientes onde existe a presença de gases ou vapores que podem entrar em combustão, em caso de contato com faíscas ou temperaturas elevadas.

Quando o assunto é área de risco, o uso de produtos apropriados e a manutenção adequada são exigências obrigatórias para atender normas e padrões de mercado. Porém isso nem sempre é o suficiente para gerenciar as áreas de risco e preservar o patrimônio e a vida das pessoas que trabalham nelas. Atmosferas propícias a uma explosão podem ser encontradas nos mais diversos segmentos da Indústria como o Petroquímico, Alimentício, Usinas de Açúcar e Etanol, Farmacêutico, Têxtil, Papel e Celulose entre tantos outros.

Por esse motivo a WEG possui uma linha de motores trifásicos à prova de explosão, de baixa tensão, W22Xd, resultado de um intenso trabalho de pesquisa e desenvolvimento. A linha incorpora os conceitos inovadores da plataforma W22 com altos níveis de rendimento, economia de energia, baixo custo operacional, vida útil estendida, redução de manutenção e, principalmente, segurança em ambientes com a presença de atmosferas explosivas.

Além de possuir temperaturas de superfície baixas e o máximo de cuidado para evitar faíscas, o motor à prova de explosão é, construtivamente, mais robusto de maneira que, no caso de uma explosão interna ao motor, a chama não se propague para o ambiente causando uma explosão em proporções maiores, “segurando” a explosão em seu interior.

Agora que você já conhece este tipo de motor, veja neste vídeo, em detalhes, a geração de motores à prova de explosão da WEG.

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1º livro técnico sobre máquinas elétricas do Brasil é lançado por engenheiro da WEG

Dividido em 4 volumes é o material mais completo e aprofundado sobre o assunto hoje no Brasil, já que compila seus 45 anos de experiência com máquinas elétricas como funcionário da WEG, pesquisador, projetista e analista de máquinas.

Esta é mais uma daquelas histórias que fazem a gente se orgulhar. Fredemar Rüncos, PhD em Engenharia Elétrica pela UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina) começou a trabalhar na WEG e fazer a escolinha técnica da WEG com 16 anos e hoje, se diz realizado com a concretização de um sonho: registrar tudo o que sabe sobre máquinas elétricas.

Segundo ele, este livro, dividido em 4 volumes é o material mais completo e aprofundado sobre o assunto hoje no Brasil, já que compila seus 45 anos de experiência com máquinas elétricas como funcionário da WEG, pesquisador, projetista e analista de máquinas.

Talvez você esteja se perguntando como surgiu essa ideia. E nós vamos responder com as palavras dele: “Após finalizar o meu doutorado, eu pensei: O que vou fazer agora? Vou registrar tudo o que eu sei.”. E nós do Museu WEG, não poderíamos deixar de comemorar a conclusão deste feito e parabenizar por esse resultado incrível.

 

O processo de criação

Escrito ao longo de 9 anos, apenas no seu tempo livre aos finais de semana, ele nunca pensou em desistir. Afinal, o material é resultado da sua paixão pela física, pelas máquinas elétricas, pelo seu trabalho e sua determinação em cumprir a meta que propôs a si mesmo em 2009.

Com a colaboração da Editora OitoNoveTrês, o livro intitulado Projeto e Análise da Máquina Elétrica Trifásica nasce em forma de quatro volumes e mais de 1.500 páginas.

A WEG contribuiu financeiramente para a impressão da primeira tiragem, de 250 exemplares de cada volume.

 

Conheça o livro

O material é voltado para profissionais do setor, cursos de graduação e pós-graduação e estudantes de engenharia elétrica. Os quatro volumes abordam a fundo os tipos de máquinas trifásicas e contam com imagens cedidas pela própria WEG. Os livros explicam e exemplificam com ilustrações como criar um pré-projeto de máquinas elétricas, além de se aprofundar na teoria do campo girante, nos parâmetros físicos da máquina, nas perdas e adensamentos de corrente, a modelagem e aplicações.

livros

Volume I: Aspectos Construtivos da Máquina Elétrica

Volume II: As Harmônicas do Campo Girante e Parâmetros da Máquina Elétrica

Volume III: As Perdas da Máquina Elétrica

Volume IV: A Modelagem e Aplicação da Máquina Elétrica

 

O conhecimento gerado será de grande utilidade para o desenvolvimento de novas tecnologias no setor e para a formação de profissionais no país. Como o próprio Rüncos revelou em entrevista, são poucos os especialistas em máquinas elétricas no Brasil, e esta é uma especialidade que vai proporcionar ao Engenheiro com conhecimento em máquinas elétricas um mercado de trabalho por muitos e muitos anos. Isso porque, como físico, afirma que vai demorar para a ciência desenvolver uma nova teoria de conversão eletromecânica que substitua a máquina elétrica.

 

Minibiografia

Fredemar Rüncos é bacharel em Física pela Universidade Federal do Paraná (1980), tem graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Paraná (1980), mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (2001) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (2006). É professor de graduação e pós-graduação do Centro Universitário de Jaraguá do Sul (Católica SC) e Consultor em D&IT – WEG Energia S/A. Tem décadas de experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Máquinas Elétricas Girantes.

Foto de capa: Eduardo Montecino/OCP News

Fonte da matéria: OCP News e Entrevista exclusiva com o autor Fredemar Rüncos

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Como se distribui energia elétrica em uma cidade?

Já imaginou se sua cidade não tivesse energia elétrica?

Já imaginou se sua cidade não tivesse energia elétrica? Talvez você não tivesse um celular ou um computador para usar. Banho quente? Só a gás. Geladeira e máquina de lavar roupas? Nada disso. Ruas iluminadas e máquinas funcionando nas fábricas? Também não.

Já sabemos o quanto a energia elétrica é importante. Mas, você sabe qual é o caminho que ela faz até chegar à tomada da sua casa? A energia surge do movimento de geradores e passa por estações transformadoras e redes de fio de alta tensão para percorrer um grande caminho e chegar até você.

Passo 01 – estação geradora

A energia elétrica pode vir de diferentes fontes. No Brasil, a mais utilizada é a das usinas hidrelétricas. Nelas, a queda d’água movimenta um gerador que cria um campo magnético, fazendo surgir uma corrente elétrica alternada.

Passo 02 – aumento de tensão

Da usina, a energia vai para subestações de transmissão, onde passa por um transformador que irá aumentar sua voltagem de 6.600 volts para 345 mil volts. Em seguida, segue pelas linhas de alta tensão.

Passo 03 – transporte

A eletricidade é levada por centenas de quilômetros através de torres de alta tensão. Neste caminho, parte da energia é perdida sob a forma de calor. Para compensar essa perda, ela é transportada em altíssima voltagem.

Torre Elétrica

Passo 04 – diminuindo a tensão

Próximo às cidades, a eletricidade chega em subestações de distribuição que diminuem sua voltagem, primeiramente para 138 mil volts e, logo em seguida, para 13.800 volts. É nesta tensão que ela segue para a rede de distribuição, percorrendo a fiação aérea ou subterrânea que a leva até as ruas, indústrias e residências.

 

A energia nas indústrias e residências

No Brasil, as indústrias são responsáveis por consumir quase metade da energia produzida. Geralmente, as empresas de grande porte possuem suas próprias subestações, com transformadores que alteram a tensão elétrica conforme a necessidade.

Para as residências, a distribuição é dividida em regiões. Cada circuito de 13.800 volts atende cerca de 5 a 10 mil lares. Mas, antes disso, o circuito passa por mais um transformador. Esse transformador é o que vemos nos postes de luz e é ali que a tensão finalmente cai para 110 ou 220 volts.

Antes de chegar nas tomadas de nossa casa, a energia passa por um quadro de luz, aquele equipamento que conhecemos como “relógio”, que é onde a fornecedora irá medir o consumo mensal de cada lar. Assim podemos usar o chuveiro elétrico, televisão, computador… e não ficar no escuro, claro! :)

 

Aprendendo com o Museu WEG

Se você quer saber mais sobre a distribuição de energia elétrica, faça uma visita ao Museu WEG de Ciência e Tecnologia! Seja sozinho ou em grupo, aqui é possível aprender de forma interativa sobre todo o processo. No equipamento abaixo, por exemplo, o visitante poderá conhecer as diferentes formas de geração de energia e suas fontes consumidoras. Ao construir cada um dos itens, é possível notar quais são os impactos sociais, ambientais e financeiros na nossa vida.

 

Cadeia integrada - Museu WEG

Cadeia integrada – Museu WEG

 

Bohr

Niels Bohr e a estrutura atômica

Foi no ano de 1913, que o dinamarquês especialista em física atômica Niels Bohr (1885-1962) estabeleceu o modelo atômico pelo…

Foi no ano de 1913, que o dinamarquês especialista em física atômica Niels Bohr (1885-1962) estabeleceu o modelo atômico pelo qual ficou conhecido, e inclusive, recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1922.

Niels Bohr deu continuidade ao trabalho desenvolvido com Rutherford, preenchendo a lacuna que existia na teoria atômica proposta por ele. Por esse motivo, o átomo de Bohr pode também ser chamado de Modelo Atômico de Rutherford Bohr.

Para chegar nesse modelo, ele baseou-se no dilema do átomo estável — princípio desconhecido até então — acreditando na existência de princípios físicos que descrevessem os elétrons existententes nos átomos.

Logo, seus experimentos foram iniciados admitindo que um gás emitia luz quando uma corrente elétrica passava por ele. O que explica o fato de que os elétrons, em seus átomos, absorvem energia elétrica e depois a liberam em forma de luz. Com isso, Bohr deduziu que um átomo tem um conjunto de energia disponível para seus elétrons, ou seja, a energia de um elétron em um átomo é quantizada. Esse conjunto de energias quantizadas foi chamado, depois, de níveis de energia.

Após essas conclusões, o modelo atômico de Rutherford foi aperfeiçoado por Bohr, que chegou ao modelo do átomo como sistema planetário, onde os elétrons se organizam na eletrosfera na forma de camadas.

modelo

O Modelo Atômico de Bohr apresenta o aspecto de órbitas onde existem elétrons e, no seu centro, um pequeno núcleo.

O conceito de Bohr

Como podemos ver na imagem acima, os elétrons estão distribuídos em camadas ao redor do núcleo, lembrando a órbita de um planeta, com elétrons orbitando ao redor do “núcleo-sol”. Existem 7 camadas eletrônicas, representadas pelas letras maiúsculas: K, L, M, N, O, P e Q. À medida que as camadas se afastam do núcleo, aumenta a energia dos elétrons nelas localizados.

O modelo de Niels Bohr estava ligado à Mecânica Quântica. Assim, a partir da década de 20, Erwin Schrödinger, Louis de Broglie e Werner Heisenberg, especialmente, fazem sua contribuição ao que diz respeito ao modelo da estrutura atômica.

Quer conhecer mais sobre grandes nomes da Ciência e Tecnologia? Curta nossa página no Facebook e acompanhe nossas novidades.

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Que tal uma aula eletrizante?

Você pode oferecer uma aula criativa e diferente para os seus alunos. Aqui no Museu WEG, é possível agendar uma aula sobre fenômenos eletromagnéticos e até sobre o motor elétrico, para mostrar como a teoria funciona na prática.

Você pode oferecer uma aula criativa e diferente para os seus alunos. Aqui no Museu WEG, é possível agendar uma aula sobre fenômenos eletromagnéticos e até sobre o motor elétrico, para mostrar como a teoria funciona na prática.

Nada melhor do que mostrar através de experimentos e da história da Física, eletricidade e do eletromagnetismo, onde aplicamos e como são gerados esses dois fenômenos, assim como aplicações destes fenômenos no nosso dia a dia.

Aqui no Museu WEG, as ações educativas são perfeitas para as crianças e adolescentes dividirem espaço, trabalharem em grupo e expandirem seu conhecimento sobre Ciência e Tecnologia.

Você pode usar nossas ações educativas ou desenvolver a sua própria de acordo com os temas que julgar mais adequados à sua turma de alunos. Caso não seja possível visitar antecipadamente, desfrute de toda a interatividade do museu fazendo o Tour Virtual e entre em contato conosco para tirar dúvidas e buscar mais informações.

Conheça aqui todas as ações educativas do Museu WEG

Aprenda com o Museu

Caso não seja possível fazer a visita in-loco, você também pode desfrutar de toda interatividade do museu no nosso site. Seja no tour virtual, aqui no blog, com o jogo da memória, quiz ou na aba “Aprenda com o Museu”, onde falamos sobre eletricidade, magnetismo, eletromagnetismo, motores, automação, geradores e transformadores, com o Museu WEG você sempre aprende se divertindo e brincando.

Programe-se e faça uma aula diferente! Entre em contato conosco e faça o seu agendamento clicando aqui.

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Quem foi Hans Christian Oersted?

ísico, químico e eterno estudioso, foi ele quem abriu caminho para o desenvolvimento do eletromagnetismo. Nascido em 1777, na Dinamarca, Hans Oersted desenvolveu desde cedo o interesse pela ciência. Sob influências do pai farmacêutico, formou-se em Farmácia no ano de 1797 e tornou-se doutor em Filosofia em 1799.

Físico, químico e eterno estudioso, foi ele quem abriu caminho para o desenvolvimento do eletromagnetismo. Nascido em 1777, na Dinamarca, Hans Oersted desenvolveu desde cedo o interesse pela ciência. Sob influências do pai farmacêutico, formou-se em Farmácia no ano de 1797 e tornou-se doutor em Filosofia em 1799.

Em uma viagem pela Europa, conheceu Johann Wilhelm Ritter, um físico que acreditava na existência de uma ligação entre a eletricidade e magnetismo. A partir daí, Oesrted começou sua incansável busca pela relação entre os dois fenômenos. Isso porque, naquela época, a eles eram encarados como fenômenos independentes e totalmente excludentes.

A experiência de Oersted

Foi em 1820, através do “Experimento de Oersted”, que o cientista comprovou a relação entre a eletricidade e o magnetismo.

Oersted posicionou uma bússola próximo a um circuito elétrico simples e percebeu que a agulha imantada da bússola sofria deflexões quando existia corrente elétrica no circuito. Se a corrente era interrompida, a agulha voltava à sua posição normal, apontando sempre para o norte geográfico.

A única explicação possível para a deflexão sofrida pela agulha imantada era a presença de um campo magnético que concorria com o campo magnético terrestre. Assim, Oersted concluiu que cargas elétricas em movimento geravam campo magnético.

Esse experimento possibilitou a criação e fabricação do galvanômetro, instrumento composto por uma agulha imantada e uma bobina que era capaz de indicar a presença de corrente elétrica em um circuito.

Ao utilizar o aparelho galvânico, muito mais poderoso, percebeu o mesmo fenômeno com muito mais clareza. Após obter o mesmo resultado diversas vezes, surge uma nova ciência nascida da união entre a eletricidade e o magnetismo: o eletromagnetismo. E estabeleceu-se a lei fundamental do eletromagnetismo.

Leia mais sobre o Eletromagnetismo aqui.

Depois de ter realizado estudos de química, física e ter comprovado o eletromagnetismo, Hans fundou na Dinamarca uma Sociedade para o Desenvolvimento do Estudo da Ciência, foi nomeado Conselheiro do Estado e fundou a Escola Politécnica de Copenhagen. Oersted faleceu em Copenhagen em 9 de março de 1851.

Fonte: Brasil Escola, Mundo Educação e UFJF

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A história do telefone que você precisa conhecer

“Sr Watson, venha aqui. Quero ver você”. Esta foi a primeira frase dita através de um telefone, há exatos 142…

“Sr Watson, venha aqui. Quero ver você”. Esta foi a primeira frase dita através de um telefone, há exatos 142 anos. Quem fez a ligação – de um cômodo a outro – foi Graham Bell, um professor escocês que morava nos Estados Unidos e o inventor do aparelho. Do outro lado da linha estava Thomas Watson, seu auxiliar e que participou de todo o processo de construção do primeiro protótipo.

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De lá para cá, nem precisa dizer o quanto o telefone mudou e a vida de todos nós também a partir dele. A invenção de Graham Bell, patenteada em 10 de março de 1876, está entre as principais ações no terreno da ciência e da tecnologia do século XIX – considerado o século da Segunda Revolução Industrial e das pesquisas em torno dos fenômenos relacionados com a eletricidade e o eletromagnetismo.

Também é importante referenciar o italiano Antonio Meucci, que foi responsável pela criação do telégrafo e do princípio que daria origem ao telefone. Inclusive, em 2002 os Estados Unidos reconheceram Meucci como o inventor oficial do telefone.

Quando o telefone chegou no Brasil?
Foi um ano depois, em 1877, quando foram instaladas as primeiras linhas telefônicas do país. Essas linhas ligavam o Palácio da Quinta da Boa Vista à residência dos ministros do imperador.

Curiosamente, o primeiro usuário do telefone foi o próprio imperador D. Pedro II. Interessado em assuntos de tecnologia, ele havia participado da Exposição Centenária, que comemorou os 100 anos de independência dos Estados Unidos. Na ocasião, Graham Bell apresentou sua invenção ao público e fez uma demonstração.

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E as centrais telefônicas?
O Rio de Janeiro foi a segunda cidade do mundo a ter uma linha telefônica, depois de Chicago, nos Estados Unidos. Por conta da rápida popularidade do telefone, houve a necessidade de implantar as centrais telefônicas para atender o crescente número de linhas.

As centrais eram operadas por telefonistas que se conectavam manualmente aos telefones dos usuários e assim eram feitas as ligações. A série “As Telefonistas”, do Netflix, mostra como funcionavam as primeiras centrais. Ela se passa na Espanha dos anos 1920, mas serve para demonstrar como era essa realidade que literalmente ficou no passado.

Encurtando distâncias
O telefone foi uma das grandes invenções do século XX. Até parece que o mundo ficou menor com ele. Afinal, na prática o telefone encurtou distâncias, já que quase tudo passou a ser resolvido ao discar números no aparelho.

Passados 142 anos, seu formato evoluiu e ele se tornou móvel, firmando-se como uma peça imprescindível na vida de todos, a ponto de em alguns países, como o Brasil, o número de aparelhos de celular superar o de habitantes.