WO2013104042A1

WO2013104042A1 - Equipamento eletromagnético captor de elétrons da terra para geração de energia elétrica

Info

Publication number: WO2013104042A1
Application number: PCT/BR2013/000015
Authority: WO
Inventors: Barbosa Nilson; De Moraes Leal Cleriston
Original assignee: Evoluçöes Energia Ltda
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-07-18
Also published as: BR102013000721A2; BR102012000838A2

Abstract

A invenção refere-se a um equipamento compreende pelo menos um dispositivo gerador de campo eletromagnético (1) - alimentado por fonte de energia elétrica - cujas espiras são envolvidas por pelo menos um mesmo elemento condutor em circuito fechado em si mesmo (4), que é ligado por indução a pelo menos um elemento condutor de interligação (5), que é ligado a uma malha de aterramento, interligações estas que provocam, como efeito técnico novo, o surgimento de uma corrente elétrica que se mantém circulando no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, para alimentação de cargas externas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "EQUIPAMENTO ELETROMAGNÉTICO CAPTOR DE ELÉTRONS DA

TERRA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um equipamento eletromagnético para geração de energia elétrica e, alternativamente, para geração de energia térmica. Mais especificamente um equipamento capaz de produzir energia elétrica e energia térmica abundantes a partir de um consumo ínfimo de energia elétrica.

Descrição do Estado da Técnica

Segundo a Lei de Lenz, qualquer corrente induzida tem um sentido tal que o campo magnético que ela gera se opõe à variação do fluxo magnético que a produziu. Matematicamente, a Lei de Lenz é expressa pelo sinal negativo (-) que aparece na fórmula da Lei de Faraday, conforme a seguir.

O módulo da força eletromotriz induzida (^ε ) em uma espira condutora é igual à taxa de variação do fluxo magnético (^ΦΒ) com o tempo:

d<P_B

ε⁼ ~ ~ d*—t . Equação 1

Como exemplo de aplicação da Lei de Faraday, pode-se calcular a força eletromotriz induzida numa espira retangular que se movimenta entrando ou saindo, com velocidade constante, de uma região de campo magnético uniforme. O fluxo do campo magnético através da superfície limitada pela espira é dado por:

& = xLB Equação 2 e sua variação no tempo é:

Equação 3 Assim:

£ = vLB Equação 4 e, se a espira tem uma resistência ), a corrente induzida é. ε vLB

R R . Equação 5

Um condutor percorrido por uma corrente elétrica mergulhado em um campo magnético sofre a ação de uma força dada por:

F = IL x B Equação 6 Assim, por efeito da corrente induzida na espira, aparecem as forças Ff^, , F- e FM . As duas primeiras se anulam mutuamente e a terceira é cancelada por uma força externa P EXT , necessária para manter a espira com velocidade constante.

Como a força FM deve se opor à força FEXT , a corrente (i) induzida na espira pela variação do fluxo magnético deve ter o sentido indicado na figura 3. Este fato constitui um exemplo particular da Lei de Lenz.

Considerando as atividades experimentais discutidas com a Lei de Faraday, quando um ímã é aproximado de uma espira, a corrente induzida na espira tem um sentido conforme mostrado na figura 1. Assim, gera um campo magnético cujo polo norte se confronta com o polo norte do ímã. Os dois poios se repelem, ou seja, o campo gerado pela corrente induzida se opõe ao movimento de aproximação do ímã.

Quando o ímã é afastado da espira, a corrente induzida na espira tem um sentido contrário ao mostrado na figura 1 , gerando assim um campo magnético cujo polo sul se confronta com o polo norte do ímã. Os dois poios se atraem, ou seja, o campo gerado pela corrente induzida se opõe ao movimento de afastamento do ímã. Este comportamento, presente nos geradores de energia atuais e conhecido como freio-motor, é altamente indesejado por elevar a resistência e, consequentemente, aumentar a perda de energia.

Quando duas bobinas eletromagnéticas são colocadas frente a frente, conforme a figura 2, não existe corrente em nenhuma uma delas. No instante em que uma chave de alimentação de uma das bobinas sé fechada, surge uma corrente na bobina correspondente, gerando uma corrente induzida na segunda bobina. Ao se fechar a chave, a corrente da bobina correspondente vai de zero até um certo valor máximo que, a partir daí, permanece constante.

Dessa forma, quando a corrente está mudando, o campo magnético gerado por ela, cujo polo norte confronta a segunda bobina também está mudando e o mesmo acontece com o fluxo magnético deste campo através da segunda bobina. Então, surge uma corrente induzida na segunda bobina, cujo sentido é tal que o campo magnético que ela gera tende a diminuir o fluxo mencionado, ou seja, apresenta o polo norte confrontando o polo norte do campo da primeira bobina.

Quando a chave de alimentação é aberta, a corrente na primeira bobina vai do seu dado valor máximo até zero, o campo correspondente diminui. O fluxo desse campo magnético na segunda bobina também diminui, de modo que a corrente induzida tem agora um sentido contrário. Este sentido é tal que o campo que a corrente induzida gera se soma àquela, ou seja, apresenta um polo sul confrontado o polo norte daquele campo

Deste modo, tem-se uma realização do princípio de conservação da energia, expresso na Lei de Lenz, no qual qualquer corrente induzida tem um efeito que se opõe à causa que a produziu.

Supondo que a corrente induzida atue no sentido de favorecer a variação do fluxo magnético que a produziu, o campo magnético da bobina teria um polo sul confrontando o polo norte do ímã que se aproxima, fazendo com que o ímã seja atraído no sentido da bobina.

Se o ímã fosse, então, solto, sofreria uma aceleração em direção à bobina, aumentando a intensidade da corrente induzida que, assim, geraria um campo cada vez maior. Este campo, por sua vez, atrairia o ímã com uma força cada vez maior, e assim sucessivamente, com um aumento cada vez maior na energia cinética do ímã.

Se fosse retirada energia do sistema ímã-espira na mesma taxa com que a energia cinética do ímã aumenta, haveria um fornecimento infindável de energia. Assim ter-se-ia um motor-perpétuo, o que violaria o princípio da conservação da energia. Portanto, pode-se concluir que os atuais geradores apresentam uma grande perda de energia na geração de energia elétrica.

Obietivos da Invenção

A presente invenção pretende contribuir com a geração de energia elétrica sustentável, propondo um equipamento eletromagnetico capaz de produzir energia elétrica abundante a partir de um consumo ínfimo de energia elétrica.

O objetivo acima, e outros objetivos, são alcançados pela presente invenção através de um equipamento que compreende pelo menos um dispositivo gerador de campo eletromagnético - sem um núcleo ou com pelo menos um núcleo - alimentado por uma fonte de energia elétrica - sem um núcleo ou com pelo menos um núcleo - tendo os seus núcleos ou qualquer extensão deles, preferentemente as suas espiras ou conjuntos de espiras, envolvidos por pelo menos um mesmo elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, polarizado com tensão, que é ligado por indução a pelo menos um elemento condutor de interligação, que é ligado a uma malha de aterramento, interligações estas que provocam, como efeito técnico novo, o surgimento de uma corrente elétrica que se mantém circulando no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, para alimentação de cargas externas.

O equipamento objeto da presente invenção funciona da seguinte forma: o dispositivo gerador de campo eletromagnético ao ser alimentado por uma fonte de energia elétrica, produz um campo eletromagnético que induz uma corrente elétrica no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, criando uma interação um entre os poios magnéticos do equipamento e os poios magnéticos da terra, passando a haver - através de atração e repulsão eletromagnética - um fornecimento infindável de elétrons da terra para o elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, que é ligado a uma malha de aterramento, através do elemento condutor de interligação. Os elétrons atraídos se somam à corrente presente que circula no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, de onde é disponibilizada energia elétrica para alimentação de cargas de elevadas potências, embora o equipamento objeto da presente invenção seja alimentado com uma pequena potência. Desse modo, de maneira vantajosa, o equipamento objeto da presente invenção revela-se um captor de elétrons da terra, para geração de energia elétrica.

Vantajosamente, o presente equipamento eletromagnético de geração de energia elétrica ou geração de energia térmica possibilita o acesso a essa nova fonte de energia através de um campo eletromagnético.

Vantajosamente, as interligações dos componentes do captor de elétrons objeto da presente invenção provocam, como efeito técnico novo, o surgimento de uma corrente elétrica que se mantém circulando com ou sem tensão no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, mesmo sem haver uma carga de consumo ligada a ele, enquanto o captor estiver ligado.

Vantajosamente, o captor proposto pode ainda ser utilizado para a geração de energia térmica, dependendo da forma que se pretenda utilizar o efeito do fluxo da corrente elétrica produzida no presente equipamento eletromagnético.

Para a geração de energia térmica em valores proporcionais à potência do captor, através da movimentação dos elétrons no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo, deve ser aumentada a resistência aumentando a quantidade de voltas que o elemento condutor em circuito fechado em si mesmo dá em torno dos núcleos ou qualquer extensão deles, preferentemente das espiras ou conjuntos de espiras do dispositivo gerador de campo eletromagnético, além de ser feito um isolamento térmico de proteção dos componentes do circuito elétrico, de acordo com a temperatura a ser alcançada. A energia térmica gerada pelo captor pode ser utilizada em qualquer aplicação, desde domésticas até industriais.

Essa tecnologia também pode ser utilizada em diversas finalidades técnicas em máquinas elétricas. Por "máquinas elétricas", deve- se entender máquinas elétricas estáticas, transformadores, reatores, máquinas elétricas rotativas, máquinas síncronas, máquinas de dupla alimentação, retificadores de corrente em cascata síncrona, máquinas de polo externo, máquinas de fluxo síncrono, máquinas de corrente alternadas ou máquinas de corrente contínua, equipamentos eletroeletrônicos e resistências elétricas. Os captores de elétrons podem ser do tipo monofásico, bifásico ou trifásico, em baixa, média ou alta tensão.

A captação por indução não impacta o meio ambiente. O fato de utilizar, como força de captação, apenas energia elétrica, resulta em um consumo desprezível em relação à corrente gerada e captada pelo captor. A relação entre consumo e geração de energia elétrica no captor é de pelo menos 1 por 100, ou seja, para cada 1Watt de consumo do captor, obtém-se pelo menos 100 Watts para alimentação de cargas externas. A relação, contudo, não é limitada, pois depende da forma construtiva do captor e de seus objetivos, podendo a geração ser maior que 100 vezes o consumo.

Outra vantagem do captor de elétrons da terra proposto na presente invenção, é que o captor pode transportar elétrons de um ponto "A" para um ponto "B", sem queda de tensão no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo - caso ele esteja polarizado com tensão - independentemente da distância entre os pontos, dependendo da potência e quantidade dos dispositivos geradores de campo eletromagnético na mesma fase. É também possível transportar elétrons quando o elemento condutor em circuito fechado em si mesmo não está polarizado. Desse modo, a corrente elétrica é transportada sem tensão, apenas através do campo magnético formado entre o(s) dispositivo(s) gerador(es) de campo eletromagnético.

Breve descrição dos desenhos

A presente invenção será, a seguir, descrita com auxílio de desenhos, mas que não são absolutamente limitativos, onde podem ser observados outros detalhes e vantagens da presente invenção.

As figuras mostram:

Figura 1 - uma representação da Lei de Faraday.

Figura 2 - uma representação da Lei de Faraday.

Figura 3 - uma representação da Lei de Faraday.

Figura 4 - uma vista em perspectiva de um captor de elétrons monofásico com uma bobina.

Figura 5 - uma vista em perspectiva de um captor de elétrons monofásico com duas bobinas. Figura 6 - uma representação do efeito do fluxo eletromagnético nas espiras ao redor dos núcleos das bobinas do captor de elétrons.

Figura 7 - uma representação de um circuito elétrico de duas bobinas com o elo/espira condutor polarizado.

Figura 8 - uma representação de um circuito elétrico de duas bobinas com o elo/espira condutor não polarizado.

Descrição Detalhada dos Desenhos

A figura 4 mostra uma das diversas modalidades do captor de elétrons proposto pela presente invenção, em que o captor é monofásico e constituído por pelo menos um dispositivo gerador de campo eletromagnético com pelo menos um conjunto de espira(s), no presente caso uma bobina eletromagnética do tipo com coluna 1, mas também pode ser utilizado bobinas de qualquer género e formato. Entretanto, o captor de elétrons proposto pela presente invenção pode ser construído com outro tipo de dispositivo gerador de campo eletromagnético, tal como pelo menos um indutor eletromagnético ou eletroímã de qualquer género e formato, com qualquer combinação entre eles, e em quantidades ilimitadas em cada fase do captor de elétrons.

Envolvendo as espiras da bobina 1 , há pelo menos um mesmo elemento condutor em circuito fechado em si mesmo 4, formando pelo menos um elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 - podendo ter outros formatos - fazendo pelo menos uma volta ao redor das espiras da bobina 1, preferencialmente duas voltas se o objetivo for geração de energia elétrica, e preferencialmente quatro voltas se o objetivo for geração de energia térmica. Tanto esse enrolamento, quanto o número de voltas ao redor das espiras da bobina 1 estão diretamente relacionados à quantidade de corrente a ser gerada no(s) elo(s)/espira(s) condútor(es) 4.

Pelo menos um elemento condutor de interligação, no presente caso um membro condutor 5 - que pode ser de cobre ou de qualquer outro tipo de condutor apropriado, com ou sem isolamento - interliga o(s) elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 à malha de aterramento. A conexão entre o membro condutor 5 e o(s) elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 é feita por indução eletromagnética. O elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 é também a fonte de alimentação das cargas a serem alimentadas pelo captor de elétrons.

Observam-se ainda, na figura 4, os condutores de alimentação 3.1 e 3.2 - fase ou neutro - que são a entrada da alimentação externa da bobina 1. A alimentação da bobina 1 pode ser fornecida de qualquer fonte de alimentação de energia elétrica com potencial eletromagnético, tal como de uma rede de energia elétrica. O captor de elétrons pode ser construído com configuração para corrente contínua ou com configuração para corrente alternada. Assim, se a fonte de energia for de corrente elétrica alternada - CA, o captor fornece corrente elétrica alternada - CA. Se a fonte de energia for de corrente elétrica contínua - CC, o captor fornece corrente elétrica contínua - CC. O captor de elétrons da terra pode ser monofásico, bifásico ou trifásico, de baixa, média ou alta tensão.

A figura 5 mostra um captor monofásico com mais de uma bobina 1 e 2, no presente caso com duas bobinas 1 e 2 do tipo com coluna, mas também podem ser utilizadas bobinas 1 e 2 de qualquer género e formato. Entretanto, o captor de elétrons proposto pela presente invenção pode ser construído com outro tipo de dispositivo gerador de campo eletromagnético, tal como pelo menos um indutor eletromagnético ou eletroimã, de qualquer género e formato, com qualquer combinação entre eles, e em quantidades ilimitadas em cada fase do captor de elétrons.

Envolvendo as espiras das bobinas 1 e 2 há pelo menos um mesmo elemento condutor em circuito fechado em si mesmo 4, formando pelo menos um elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 - podendo ter outros formatos - fazendo pelo menos uma volta ao redor das espiras da bobina 1 e 2. Tanto esse enrolamento, quanto o número de voltas ao redor das espiras das bobinas (s) estão diretamente relacionados à quantidade de corrente a ser gerada no(s) elo(s)/espira(s) condutor(es) 4. O enrolamento também faz a interligação entre as bobinas 1 e 2, formando o elo/espira condutor 4, entre os núcleos das duas bobinas 1 e 2.

Na interligação do equipamento com a malha de aterramento deve ter pelo menos um elemento condutor de interligação, no presente caso um membro condutor 5 - que pode ser de cobre ou de qualquer outro tipo de condutor apropriado, com ou sem isolamento - interliga o(s) elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 à malha de aterramento A conexão entre o membro condutor 5 e o(s) elo(s)/espira(s) condutores) 4 é feita por indução eletromagnética.

O elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 é também a fonte de alimentação das cargas a serem alimentadas pelo captor de elétrons. Observam-se ainda, na figura 4, os condutores de alimentação 3.1 e 3.2 - fase ou neutro - que são entrada da alimentação externa das bobinas 1 , 2

Nos captores com inúmeras bobinas 1 e 2 as extremidades dos condutores de alimentação 3.1 podem ser conectadas entre si. Também podem ser conectadas entre si as extremidades dos condutores de alimentação 3.2. Assim, todas as bobinas 1 e 2 podem ser alimentadas com uma mesma tensão elétrica. A alimentação das bobinas 1 e 2 pode ser fornecida de qualquer fonte de alimentação de energia elétrica com potencial eletromagnético, tal como de uma rede de energia elétrica.

Nesses captores com inúmeras bobinas 1 e 2, um mesmo elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 circula o núcleo de todas as bobinas 1 e 2.

Na figura 6, um diagrama mostra a indução 6 ao redor do núcleo "X" da bobina 1. Com a indução ocorre a circulação da corrente elétrica 7 no elo/espira condutor 4, atraindo os elétrons da terra, através do membro condutor 5, para o campo magnético do captor, onde os elétrons se juntam com a corrente gerada por indução no elo/espira condutor 4 circulando entre os poios magnéticos norte e sul.

A figura 7 mostra como devem ser feitas as ligações de um dos circuitos elétricos do captor de elétrons proposto na presente invenção. No diagrama é mostrado um circuito elétrico de um captor de elétrons com o elo/espira condutor 4 polarizado com tensão. Essa é uma das formas de construção do captor de elétrons, com duas bobinas 1 e 2, onde um elo/espira condutor 4 é polarizado com tensão, ou seja, há um condutor conectando esse elo/espira condutor 4 a um dos condutores de alimentação 3.1 ou 3.2, o que seja a fase.

Dessa forma, captores de elétrons da terra adotando esse circuito elétrico, ou seja, com o elo/espira condutor 4 polarizado com tensão das bobinas 1 e 2, além de serem utilizados como fonte de alimentação de cargas externas, também podem ser utilizados para a geração de energia térmica.

A figura 8 mostra como devem ser feitas as ligações em outro circuito elétrico do captor de elétrons proposto na presente invenção. No circuito é mostrado um circuito elétrico de um captor de elétrons com o elo/espira condutor 4 não polarizado com tensão. Essa é uma das formas de construção do captor de elétrons, onde um elo/espira condutor 4 das bobinas 1 e 2, não é polarizado, ou seja, não há um condutor conectando esse elo/espira condutor 4 a um dos condutores de alimentação 3.1 ou 3.2.

Dessa forma, captores de elétrons da terra adotando esse circuito elétrico, ou seja, com a ligação não polarizada, a corrente se locomove sem tensão no elo/espira condutor 4 que interliga as bobinas 1 e 2, através de indução eletromagnética. Também podem ser utilizados para a geração de energia térmica.

A estrutura do circuito elétrico - aberto ou fechado na(s) bobina(s) 1 e 2, e sempre fechado no(s) elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 - torna possível a geração de corrente por indução e a captação de elétrons através do eletromagnetismo no(s) elo(s)/espira(s) condutor 4 - local onde a corrente é gerada e se mantém em movimento com ou sem tensão, enquanto as bobinas 1 e 2, estiver sendo alimentada, ou seja, enquanto o seu circuito estiver fechado. Deste modo, a presente invenção cria um novo conceito de geração de energia elétrica, pois é obtida uma corrente elétrica circulando sem consumo 7 no no(s) elo(s)/espira(s) condutor 4 mesmo sem haver uma carga de consumo ligada a ele.

Adicionalmente, pelo fato da corrente elétrica 7 se locomover por indução, independente da tensão, no(s) elo(s)/espira(s) condutor(es) 4 do captor proposto pela presente invenção, ele pode ser utilizado como estabilizador de corrente em redes elétricas monofásicas, bifásicas ou trifásicas, de baixa, média ou alta tensão.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a modalidade preferida e aplicações práticas da mesma, é evidente para aqueles versados na técnica que uma variedade de tipos, formatos, modelos, géneros, modificações e mudanças que podem ser feitas ou utilizadas sem se afastar do escopo da presente invenção que é pretendido para ser definido pelas reivindicações anexas.

Será entendido que cada um dos elementos descritos acima, ou dois ou mais em conjunto podem também encontrar uma aplicação útil em outros tipos de equipamentos e efeitos que diferem do tipo descrito acima.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Equipamento eletromagnético captor de elétrons da terra para geração de energia elétríca, caracterizado por compreender pelo menos um dispositivo gerador de campo eletromagnético (1), alimentado por uma fonte de energia elétrica, tendo os seus núcleos ou qualquer extensão deles preferentemente as suas espiras ou conjuntos de espiras, envolvidos por pelo menos um mesmo elemento condutor em circuito fechado em si mesmo (4), que é ligado por indução a pelo menos um elemento condutor de interligação (5), que é ligado a uma malha de aterramento, interligações estas que provocam o surgimento de uma corrente elétrica que se mantém circulando, com ou sem tensão, no elemento condutor em circuito fechado em si mesmo (4), que é o ponto das ligações das cargas externas, independentemente de haver ou não uma carga de consumo ligada a ele.

2. Equipamento eletromagnético, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dispositivo gerador de campo eletromagnético (1 ) tem pelo menos um núcleo.

3. Equipamento eletromagnético, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o dispositivo gerador de campo eletromagnético (1 ) é desprovido de núcleo

4. Equipamento eletromagnético, de acordo com a reivindicação

1, caracterizado pelo fato de que o elemento condutor em circuito fechado em si mesmo (4) é polarizado com uma tensão.

5. Equipamento eletromagnético, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o elemento condutor em circuito fechado em si mesmo (4) é desprovido de polarização com tensão, para gerar energia térmica.

6. Equipamento eletromagnético, de acordo com as reivindicações 1 , 2, 3, 4 e 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo gerador de campo eletromagnético (1) é dotado de isolamento térmico eficiente, para gerar energia térmica.

7. Equipamento eletromagnético, de acordo com as reivindicações 1, 4, 5 e 6, caracterizado pelo fato de que o elemento condutor em circuito fechado em si mesmo (4) envolve com um maior numero de voltas os núcleos ou qualquer extensão deles, preferentemente as espiras ou conjuntos de espiras de todos os dispositivos geradores de campo eletromagnético (1), para oferecer maior resistência à passagem de corrente elétrica, para gerar energia térmica.

8. Equipamento eletromagnético, de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é configurado para uso com corrente contínua - CC.

9. Equipamento eletromagnético, de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é configurado para uso com corrente alternada - CA.

10. Equipamento eletromagnético, de acordo as reivindicações 1 ou 9, caracterizado pelo fato de que é configurado para uso em redes elétricas de baixas, médias e altas tensões.

11. Equipamento eletromagnético, de acordo qualquer uma das reivindicações 1, 6, ou 10, caracterizado pelo fato de que é configurado para uso em redes elétricas monofásicas, bifásicas ou trifásicas, em qualquer potências.