Novos Cursos

   Olá queridos leitores, vim só informar-vos que o facto de a pagina inicial estar de certo modo desactualizada não implica que eu tenha perdido o gosto pela pesquisa e experimentação na área de inovação electrónica e tecnológica mas sim que esteja ocupado com as outras paginas aqui do blogue. Pois é, dê uma olhada no Curso de Tecnologias de Informação e Web-design que tenho vindo a leccionar no Centro Cultural Americano, visite a última página que aparece nos links de navegação a direita, ou preste atenção na fotografia a seguir. 

Desempenho de um Painel Solar

Como podemos determinar a eficacia de um painel solar? Ou por outra,
Que quantidade de espectro solar se pode converter em energia electrica?

Dedico este Post a estas duas grandes questões,

Irei la mais adiande apresentar-vos um circuito similar ao funcionamento e eficácia de uma célula solar, ou seja, de um painel solar em diferentes condições do ambiente mas antes de mais e importante que saiba os seguintes conceitos.

  De acordo com a matéria do último post do blog, ficou claro que materiais semicondutores são todos aqueles que apresentam características semicondutoras e que podemos dopar materiais semicondutores com impurezas (do tipo N para os tornar condutores) e impurezas (do tipo P para os tornar isoladores) lembrando que materiais do tipo P são aqueles em que as lacunas ou protões encontram-se em maior número enquanto matérias do tipo N são aqueles em que electrões são as cargas mais abundantes na sua configuração química. No entanto, se tivermos um material semicondutor (isto e, que apresenta características condutoras) em que uma das partes e composta de materiais do tipo P e outra do tipo N, estaremos diante daquilo que chamaremos desde já de junção PN.

  Sendo assim, definimos junção PN, como sendo um tipo de material semicondutor literalmente composto por duas camadas, uma condutora (com abundância de electrões) e outra isoladora (com abundância de protões) observe o exemplo da figura abaixo.

Note: as bolinhas azuis representam a quantidade de protões e as vermelhas a de electrões em cada uma das junções.

  P’ra já, qual será a eficácia de um painel solar, como será que um painel solar se comporta em termos de conversão de energia calorífica em eléctrica no escuro assim como na presença de luz? Como saber a eficácia de um painel solar?!

  E muito simples meu caro leitor, comecemos por analisar o fluxo de corrente eléctrica em um material nas características da junção PN.

NB: A região central e chamada de barreira de potencial, isto e, ela separa a junção N da P e pode impedir o fluxo de corrente eléctrica entre ambas (alargando-se) assim como permitir (comprimindo-se) dependendo da polarização que submetermos ambos terminais observe a seguir:

Nestas condições, isto e, aplicando uma tensão reversa aos terminais das junções, isto e, aplicando um potencial positivo a junção N e outro negativo a junção P como lustra a figura acima, haverá uma atracão entre cada uma das junções com os potenciais nelas aplicados (uma vez sabido que corpos com cargas iguais atraem-se) o que resultara num alargamento da barreira de potencial inibindo deste modo a passagem da corrente eléctrica de uma junção a outra.

  Do mesmo modo, polarizando directamente as junções N e P, isto e, aplicando a elas potenciais equivalentes as suas características (junção Potencial positivo e N-negativo) ira se verificar o fenómeno de repulsão dos corpos visto que as cargas possuem sinais iguais e neste sentido a barreira de potencial tendera a encurtar-se e deste modo permitindo o fluxo de corrente eléctrica entre as junções, observe a figura abaixo:

Isto não se difere muito de expor um painel solar a luz e a escuridão, os fenómenos são absolutamente os mesmos, no escuro o processo de produção de corrente eléctrica explicado no último post não ira suceder enquanto o contrario ira se o expormos a luz.

  Feito isso chega a nossa fórmula mágica:

I = I_{PH -}  I_escuro onde:

I-  corrente total gerada após iluminação da juncao PN

I_PH- corrente do fotão

I_escuro- corrente da junção PN no escuro

Porem, e muito importante que saiba que aumentando a área de um painel solar, estará consequentemente aumentando a sua corrente total, -corrente gerada, no entanto, a corrente depende da área do painel, e este e um detalhe bastante usado para comparar o desempenho de diferentes painéis solares. Ate breve

Do sol a energia eléctrica

  Muito se tem falado de energias renováveis nos últimos tempos, principalmente a que e produzida através de fontes naturais e praticamente baratas. Pois e, com o acentuado desenvolvimento das tecnologias de informação e comunicação sociais em particular, há cada vez mais necessidade de acesso a qualquer rede eléctrica em qualquer lugar do mundo e a qualquer hora, (são aparelhos celulares, Ipod’s, I-pads, computadores e mais), grande parte dos aparelhos que o “Homem” usa nos dias de hoje funcionam a base de cargas eléctricas armazenadas em pequenos dispositivos (baterias) dai a necessidade de se ter a disposição uma rede eléctrica por perto onde se possa suprir estas e demais necessidades, sem esquecer de deixar de depender da corrente de barragens e das vantagens do uso de fontes cada vez mais limpas e económicas.

Como será que o sol e convertido em energia solar?

Como funciona o painel solar??

  Se constam da sua lista de dúvidas as anteriores, fique tranquilo/(a) prepare-se para deixa-las para traz assim que terminar de ler os próximos parágrafos.

Como será que o sol e convertido em energia eléctrica?

  Se fizermos uma analise detalhada sobre a origem das fontes que usamos nos dias de hoje, podemos perceber que grande parte delas sofrem a intervenção do sol, pois e, se não dava relevância saiba desde já que o sol e considerado a fonte primaria na geração de energia eléctrica. Analisemos o caso da energia hidráulica, sim a que e produzida em barragens hidroeléctricas, mesmo parecendo que não, o sol detêm de larga importância na geração de energia eléctrica através das aguas, sim meu carro, a corrente das aguas não e condição única e necessária para a produção de corrente eléctrica em CAHORA BASSA-Mocambique por exemplo, o sol tem grande influencia,.

  Ora vejamos, para que seja produzida corrente eléctrica na barragem, e necessário que uma certa quantidade de energia cinética proveniente de reservatórios mova um determinado número de turbinas acopladas a geradores de corrente eléctrica, por sua vez, para que tal energia cinética seja produzida no mar, e necessário que haja determinada quantidade de corrente de água muito forte, ou seja, a chuva e um grande potencial, e a chuva por sua vez e provocada pelas radiações solares, dai que se não houver sol o necessário para causar chuvas que posteriormente causarão correnteza no mar, a produção de corrente eléctrica nas barragens corre riscos de sofrer alterações.

Voltando a produção de energia eléctrica através do sol, comecemos por perceber o funcionamento de um material com larga importância neste processo, o painel solar

 Como funciona o painel solar?

O painel solar foto voltaico: (mais usado), e um equipamento electrónico constituído por varias células foto voltaicas formadas por pelo menos duas camadas de materiais semicondutores, (uma com substancias do tipo P e outra do tipo N) em um único circuito.

Princípio de funcionamento

A luz solar e composta de fotões que possuem diferentes quantidades de energia dependendo do comprimento de onda do espectro solar, e uma vez sabido que os semicondutores sofrem o “efeito fotovoltaico-caracterisado pela passagem de electrões da barreira de potencial quando a energia dos fotões provenientes da radiação solar e superior a da barreira de potencial”, uma placa de painel solar simplesmente e exposta ao sol de modo a que receba ou seja afectada pela radiação solar para que caso de a energia dos fotões seja maior que a energia da barreira de potencial possibilite a realização do efeito foto voltaico e deste modo conduza a corrente eléctrica pelas suas células e dai a proporcione a tão esperada corrente eléctrica.

Feito isso já pode retornar a curiosidade, como o sol transformado em corrente eléctrica

E muito simples, a “conversão do sol em energia eléctrica” ou seja, a passagem de electrões através da barreira de potencial devido a energia do fotão (quando e superior a da barreira de potencial) e feita no painel solar, o resto são simples transformações de acordo com as necessidades da carga ou do consumidor visto que a forma de energia produzida neste processo e continua (DC) no entanto, de acordo com as necessidades de uso são feitas transformações adequadas. Observe abaixo um modelo genérico de captura e conversão de energia solar em eléctrica para diferentes cargas.  

  Note que temos no diagrama em blocos acima um estabilizador, neste caso ele tem a função de evitar sobrecargas aos estágios seguintes do circuito, porque as baterias armazenam corrente eléctrica contínua elas devem estar a saída do estabilizador para reduzir custos de transformadores,etc. Temos também na figura um inversor após o estabilizador, este que serve para converter a corrente contínua do estabilizador em alternada para o caso de cargas que necessitem de tal tipo de sinal(instalações residenciais,etc) e por fim um medidor alternativo para verificar as quantidades das grandezas de saída.

  E importante deixar ficar que os semicondutores de silício são os mais usados na construção de células uma vez visto que o seu rendimento ronda entre os 25 e 30%

Transmissão de energia eléctrica sem fio (Wireless electricity transmission)

Olá caro leitor, se já me acompanha a longa data, deve ter percebido que o assunto mais frequente nesta pagina e acerca da transmissão de energia eléctrica sem fio, pois e, tenho dedicado grande parte do meu tempo em pesquisas em torno da matéria tanto que gostava hoje de apresentar-vos o diagrama em blocos do novo método de transmissão de energia eléctrica sem fio, mais especificamente a base de circuitos osciladores, aproveite os próximos parágrafos, e simplesmente adquira a ciência da experiencia.

Novo método de transmissão de energia eléctrica sem fio, -a base de circuitos osciladores (ressonância indutiva)

E muito importante antes de mais que o caro leitor saiba o que e um circuito oscilador, que sem recurso a termos científicos nem profissionais, o designamos como sendo um protótipo electrónico com a função de proporcionar uma tensão alternada a uma das frequência. São exemplos práticos emissores de sinais de radiofrequência em estacões de rádio e/ou TV, telemóveis, transmissores de navios ou aviões, etc.

Feito isso, segue-nos agora esclarecer como acontece a transmissão de corrente eléctrica através de circuitos osciladores, leia atentamente o parágrafo abaixo e simplesmente deixe que os fatos a volta disto se o espantem.

Princípio de funcionamento

Como será que acontece a transmissão de energia eléctrica sem fio através de circuitos osciladores?

E muito simples, em quinhentas dois enrolamentos de fio “imanado” – (geralmente encontrado em enrolamentos de transformadores visto que a sua venda e rara), são postos em ressonância a uma mesma frequência de oscilação, determinada pela configuração do circuito oscilador em causa que deve ser de onda sinusoidal, e durante o período em que ambos estiverem em ressonaria, estes irão transmitir corrente eléctrica, de um para o outro através do processo de ressonaria indutiva, se não sabe o que e isto, navegue um pouco mais aqui nesta pagina que terá esclarecimento em matérias de “posts” anteriores

E importante deixar ficar que comparado aos procedimentos anteriormente vistos neste blog, este tende a ser mais eficaz pois ele pode ser implementado ou projectado a operar em frequências a ordens de alguns mega hertz, o que possibilita o acoplamento de cada vês mais cargas ao nosso circuito secundário, o que já e de grande vantagem nesta área, observe o circuito abaixo.

Wireless electricity ou transmissao de energia electrica sem fio

Ola meus carros leitores, mais uma vez volto a abordar este topico absolutamente incrivel e fascinante, porem, desta vez o farei de forma bem detalhada e com profundos detalhes possiveis. Transmissao de energia electrica sem fio, ou seja wireless electricity transmission, na verdade não e recente a descoberta muito menos o interesse de pesquisadores, engenheiros, e demais amadores do tema, o mesmo consta da lista de pesquisas e desafios da ciencia desde os finais da decada de oitenta na altura a “cargo” do cientista Nicole Tesla.

O que sera wireless electricity transmission?

No fundo trata-se daquilo que a traducao da propria expressao significa, “transmissao de de energia electrica sem fio” trata-se de diferentes mecanismos atravez dos quais se pode transmitir corrente electrica de uma fonte a um consumidor (de um ponto para o outro) sem recurso a nenhum tipo de cabos, fios ou algo do genero, isto e, transmissao de energia electrica pelo espaco.

Como sera possivel transmitir corrente electrica pelo espaco? Sem recurso a nenhum tipo de meio fisico??

Pois e, pergunta interessante nem? “Na verdade para mim tem muita coisa interessante a volta da electrecidade”, mas voltando para a wi-tricity, não e de hoje que se transfere diferentes utilidades pelo espaco, não, os dados gracas aos quais voce esta a ler este conteudo são transmitidos pelo espaco já a bastante tempo e demais utilidades, porem, tais factos não são justificativa o suficiente para não ter como duvida a possibilidade de transmissao de energia electrica pelo espaco, pois trata-se de uma utilidade constante e diariamente necessaria sem esquecer que tal utilidade e capaz de tirar vidas humanas e causar devastozos danos. Dai, como sera possivel que tal aconteca???

E muito simples, a transmissao de energia electrica pelo espaco pode ocorrer de diverssos metodos a saber:

            Acoplamento indutivo;

Inducao electrodinamica;, e

Acoplamento indutivo ressonante(veja video mais adiante);

E importante saber que na transmissao de corrente electrica sem fio, pode ocorrer dependendo do tipo, quantidade  de corrente electrica que se  pretende (exemplo: AC ou DC, 220V ou 12V…), aplicacao, eficacia, e por ai fora..

Limitacoes

Não e a toa que se estuda este topico interessante e alucinante desde os finais da decada de oitenta ate hoje, existem varias razoes para as quais ate hoje, não se usa este metodo de transferencia de electrecidade com frequencia, abundancia ou eficacia a saber:

            A dessipacao de corrente electrica pelo ar depende de alguns factores extremamente cruciais como por exemplo: a disstancia de propagacao da corrente electrica que e inverssamente proporcional a eficacia de transmissao da mesma, isto e, quanto maior for a distancia para propagacao da corrente electrica, menor e a eficacia da sua transmissao, menores serao os efeitos da mesma.

Farei o possivel de abordar cada um dos metodos anteriormente mencionados e mais a medida que for alcansando novos resultados. Para já, porque não abordar o de Acoplamento indutivo ressonante-cuja a experiencia foi a pouco tempo publicada neste canal??? Pois e, vamos a isto.

Acoplamento indutivo ressonante

Uma vez apresentado no video abaixo, a transmissao de energia electrica neste metodo e gracas a duas e interessantes leis da fisica:

            A PRIMEIRA LEI DE ORSTED, e a

            LEI DA INDUCAO DE FARADAY

Orsted comprovou na sua experiencia que quando um condutor e atravessado por corrente electrica, ele cria a sua volta, um campo magnetico (procure pelo video em publicacoes anteriores aqui do blog), portanto basta-nos somente estabelecer um fluxo de corrente electrica em um condutor que teremos a sua volta um campo magnetico.

Faraday logo a seguir tambem nos comprovou que a variacao do campo magnetico a volta de um condutor cria uma certa quantidade de corrente electrica, (corrente induzida) neste caso, ao variar o campo magnetico causado por um condutor com corrente electrica, surgira uma corrente induzida.

Feito isso, precisamos simplesmente unir estas duas leis para consumar nosso objectivo, isto e, precisamos fazer circular uma certa quantidade de corrente electrica em um condutor e de seguida variar o seu campo magnetico de forma constante para que tenhamos uma corrente induzida a propagar-se pelo espaco, tao simples quanto isso. Mais atencao que isso não e tudo, precisamos tambem de um pouco de conhecimento de fenomenos ressonantes, isto e, para expandir e receber ou consumir a nossa corrente propositadamente indusida, precisamos de ter duas quantidades de condutores electricos em forma de enrrolamentos ou antenas para que uma antena ou um enrrolahmento nos sirva de emissor de corrente induzida, e outra de receptora da mesma corrente, isto quando ambos enrrolamentos estiverem em ressonancia, isto e, quando eles eativerem a operar na mesma frequencia de transmissao.

Fluxo de corrente

Quando os enrrolamentos estiverem a operar na mesma frequencia, a corrente estabelecida no enrrolamento receptor da fonte, passara a fluir no espaco, devido ao campo magnetico e a sua variacao em forma de corrente induzida, e de la a mesma passara para o conssumidor atravez dos terminais do enrrolamento do cossumidor, observe a imagem abaixo:

Note que o consumidor pode ser de diversos tipos dependendo da quantidade da corrente em transmissao. Para o video abaixo usamos um LED, observe e inspira-te

Novidades a caminho

Ola meus carros leitores e seguidores, imensas desculpas por me ter mantido quieto por bastante tempo, desculpas, desculpas e muitas desculpas.
Mas porque parar e morrer, andei ausente, mas nao deixei de trabalhar, razao pela qual vim informar que estou a terminar de preparar um material que ira vos "deixar de queixos caidos", isso mesmo, para voces que gostam de prototipos, assim como os que gostam de experiencias e inovacoes, me aguardem, estou a terminar de preparar o material, e ja adiantando, lembram da experiencia de TRANSMISSAO DE ENERGIA ELECTRICA SEM FIO? -WIRELESS ELECTRICITY??? (logo ali em baixo tem o video), pois e, trago mais novidades bombasticas sobre assunto e muito mais, me aguardem! ;)

Como medir corrente electrica em dispositivos