Sistema Didático de Conversão e Geração de Energia

A compreensão dos processos de conversão e geração de energia elétrica é fundamental para estudantes e profissionais da área de eletrotécnica, especialmente devido à sua ampla aplicação em ambientes residenciais, comerciais e industriais. Este trabalho de conclusão de curso (TCC) visa desenvolver um sistema didático que ilustre, de forma prática, esses processos, permitindo que os alunos visualizem e compreendam o funcionamento básico de um sistema de geração e conversão de energia. A energia elétrica é um recurso essencial para a sociedade moderna, mas o entendimento sobre os seus processos de transformação e geração é muitas vezes limitado a teorias complexas. Esse cenário reforça a importância de sistemas didáticos que simplifiquem esses conceitos, tornando-os mais acessíveis e compreensíveis para o público-alvo. A escolha deste tema para o TCC se baseia na relevância da energia elétrica e na necessidade de aprimorar o ensino desses processos fundamentais. Com um sistema didático acessível, é possível demonstrar de maneira prática como a energia elétrica pode ser transformada e utilizada em diferentes formas e aplicações. Este protótipo foi desenvolvido no curso técnico em Eletrotécnica da Escola Técnica Sandra Silva, com o objetivo de ilustrar, de forma prática, os processos de conversão e geração de energia. Utilizando componentes como uma bateria estacionária, um transistor, um transformador, um motor elétrico e ímãs de neodímio, o protótipo mostra o fluxo de energia desde uma fonte de corrente contínua até a produção de corrente alternada, simulando a energia fornecida em ambientes residenciais e comerciais. O sistema ainda possui uma saída de onda quadrada, ilustrando uma aplicação prática para o acionamento de cargas mais pesadas. O processo de geração de energia elétrica, quando aplicado em um sistema didático como este, oferece uma compreensão visual e prática das etapas envolvidas. Desde a modulação da corrente até a geração de movimento mecânico e, posteriormente, de corrente alternada, o sistema demonstra a importância dos elementos presentes em sistemas de geração e distribuição de energia. A utilização de formas de onda diferentes (senoidal e quadrada) permite explorar as aplicações de cada tipo de onda no acionamento de diferentes cargas

Organograma do prototipo

Como foi montado?

O protótipo desenvolvido consiste em um sistema de geração de energia elétrica que utiliza uma bateria estacionária, transistores, um transformador e um motor elétrico. Este equipamento foi projetado com um foco didático, visando demonstrar os processos de conversão e geração de energia de forma prática e acessível. A operação do protótipo inicia-se com a bateria estacionária, que fornece energia elétrica em corrente contínua. Essa corrente é regulada pelo transistor, que atua como um interruptor eletrônico, controlando a quantidade de carga que é enviada para o transformador. O transformador, por sua vez, converte a corrente contínua em corrente alternada com auxilio do transistores, alimentando um motor elétrico. Quando o motor é acionado, ele transforma a energia elétrica em movimento mecânico, gerando um eixo com ímãs de neodímio que gira no centro de um estator. Esse movimento resulta na geração de energia alternada, que é então distribuída por duas tomadas, simulando uma onda senoidal, a mesma que encontramos em residências e estabelecimentos comerciais. Além disso, o sistema conta com uma tomada adicional que também provém do transformador, a qual simula ondas quadradas, capazes de alimentar cargas mais potentes. Este projeto não apenas ilustra os conceitos de geração e conversão de energia, mas também proporciona uma compreensão prática das diferentes formas de onda e suas aplicações em circuitos elétricos. O protótipo foi desenvolvido em conformidade com todas as normas de segurança elétrica, garantindo a segurança dos usuários durante seu funcionamento. Ao final deste projeto, o protótipo servirá como uma ferramenta educativa, permitindo que estudantes e profissionais da área de eletrotécnica visualizem e compreendam melhor os processos envolvidos na conversão e geração de energia elétrica, bem como as aplicações práticas dessas tecnologias no cotidiano.

Especificações Técnicas

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