eletrotecnica - atividade avaliativa 2

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UNIVERSIDADE DE RIBEIRÃO PRETO 
CAMPUS GUARUJÁ 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
ANÁLISE DE FUNCIONAMENTO DE UMA USINA 
 
 
 
 
Joan Carlos Melo da Silva 
 
 
 
 
 
GUARUJÁ-SP 
2020 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
O Brasil é o terceiro maior produtor do mundo em potencial hidrelétrico, depois do 
Canadá e dos Estados Unidos. Além disso, é o terceiro país com maior potencial 
hidráulico, estando atrás da Rússia e da China. 
Cerca de 90% da energia elétrica gerada no país é proveniente das hidrelétricas. 
Existem pouco mais de 100 usinas desse tipo espalhadas pelo Brasil, das quais se 
destacam: 
 
● Usina Hidrelétrica de Itaipu Binacional: localizada no Rio Paraná, 
compreende parte do estado do Paraná e parte do Paraguai. 
● Usina Hidrelétrica de Belo Monte: localizada no Rio Xingu, estado do Pará. 
● Usina Hidrelétrica de Tucuruí: localizada no Rio Tocantins, estado do Pará. 
● Usina Hidrelétrica de Jirau: localizada no Rio Madeira, estado de Rondônia. 
● Usina Hidrelétrica Santo Antônio: localizada no Rio Madeira, estado de 
Rondônia. 
 
2. Desenvolvimento 
Uma Usina Hidrolétrica, também chamada de Usina Hidrelétrica ou Central 
Hidroelétrica, é uma obra de engenharia que usa a força das águas para gerar 
energia. Na realidade, ela é um intrincado projeto de engenharias (civil,elétrica, 
mecânica, hidráulica, etc) que demanda enormes esforços de construção. Isso 
porque essas usinas necessitam de grandes obras e equipamentos para que possa 
produzir energia elétrica aproveitando o potencial hidráulico latente num rio. 
Como se trata de uma obra muito complexa que envolve vários cálculos, a 
viabilidade técnica de cada usina deve ser avaliada de modo particular. 
Portanto, é uma instalação ligada à rede de transporte que distribui uma quantidade 
de energia solicitada pelas cargas. 
 
 
 
 
 
2.1.Funcionamento de uma Usina Hidrelétrica 
 
 
O princípio básico de uma usina hidrelétrica, é usar a força de uma queda d'água 
para gerar energia elétrica. Essas usinas possuem enormes turbinas, parecidas com 
cata-ventos gigantes, que rodam impulsionadas pela pressão da água de um rio 
represado. Ao girar, as turbinas acionam geradores que produzirão energia. No 
Brasil, as hidrelétricas são as principais responsáveis pela luz que não nos deixa no 
escuro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2. Os componentes básicos de uma usina hidrelétrica 
convencional são​: 
Barreira - a maioria das usinas hidrelétricas utiliza uma barreira que segura a água e 
cria um grande reservatório​. 
 
 
Canal - os portões da barreira se abrem e a gravidade puxa a água através 
do duto que vai para a turbina. A água gera pressão ao passar pelo duto; 
 
Turbina - a água atinge as grandes lâminas da turbina, fazendo-as girar. A 
turbina é acoplada a um gerador localizado acima dela. O tipo mais comum 
de turbinas para as usinas hidrelétricas é a Francis, que se parece com um 
grande disco com lâminas curvas. Uma turbina pesa cerca de 172 toneladas 
e gira numa taxa de 90 rotações por minuto (rpm), de acordo com a FWEE 
(Foundation for Water & Energy Education). 
 
 
 
 
 
Geradores - as lâminas da turbina giram e movimentam uma série de ímãs 
dentro do gerador. Ímãs gigantes rodam por molas de cobre e produzem 
corrente alternada (AC) ao mover os elétrons. 
 
 
Transformador - o transformador dentro da casa de força transforma a 
corrente alternada em uma corrente de alta-voltagem; 
 
 
 
 
Linhas de energia - quatro fios saem de cada usina de energia: as três fases de 
energia, que são produzidas simultaneamente, mais um fio neutro ou terra comum 
para os três; 
 
 
Fluxo de saída - a água usada passa por algumas tubulações e volta para o rio. 
 
 
A energia potencial gravitacional que se converte em energia cinética é 
obtida pelo represamento da água.Esse represamento provoca a pressão 
que converte energia hidráulica em energia mecânica. 
 
 
Essa energia mecânica é transferida para a turbina hidráulica que será 
convertida em energia elétrica.A energia elétrica produzida é transmitida para 
uma ou mais linhas de transmissão, interligadas à rede de distribuição; 
Porém,parte dessa energia é "perdida" sob a forma de calor que aquece a 
linha de transmissão. 
 
Esquema de funcionamento de uma Usina Hidrelétrica. 
 
3. Conclusão 
A água que se encontra represada armazena energia potencial, ao abrir as 
comportas da usina, a energia potencial da água vai sendo convertida em 
energia cinética à medida que ela vai escoando pelos dutos. Ao entrar em 
contato com as turbinas, as mesmas começam a girar dando origem à força 
eletromotriz induzida, processo este que consiste na conversão da energia 
cinética das turbinas em energia elétrica, pois em razão da fem (força 
eletromotriz) será estabelecida uma corrente elétrica entre dois pontos. 
 
 
 
 
 
4. Referências 
ALMEIDA, Frederico Borges de. O princípio de funcionamento de uma usina 
hidrelétrica. Brasil escola. Disponível em: 
<​https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-principio-funcionamento-uma-usina-hi
dreletrica.htm​> acesso em 09 de Julho de 2020. 
CEPA.USP. Usina Hidrelétrica. Disponível 
em:<​http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/usina_hidr
oeletrica.htm​>. Acesso em 20 de Julho de 2020 
GOLVEIA, Rosimar. Usina Hidrelétrica. TodaMatéria. Disponível em: 
<​https://www.todamateria.com.br/usina-hidreletrica/​>. Acesso em 09 de Julho 
de 2020. 
GAIA. Como funcionam as Usinas Hidrelétricas .Disponível em: 
<​http://gaiaufvjm.blogspot.com/2013/05/como-funcionam-as-usinas-hidreletric
as.html?m=1​>. Acesso em 10 de Julho de 2020. 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-principio-funcionamento-uma-usina-hidreletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-principio-funcionamento-uma-usina-hidreletrica.htm
http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/usina_hidroeletrica.htm
http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/usina_hidroeletrica.htm
https://www.todamateria.com.br/usina-hidreletrica/
http://gaiaufvjm.blogspot.com/2013/05/como-funcionam-as-usinas-hidreletricas.html?m=1
http://gaiaufvjm.blogspot.com/2013/05/como-funcionam-as-usinas-hidreletricas.html?m=1