Parâmetros cinéticos e elétricos observados em bicicletas modificadas

Abstract

A energia elétrica tem grande representatividade no desenvolvimento de uma sociedade de modo que compreender os seus conceitos é de suma importância. Nesse sentido, uma bicicleta conectada a um dínamo se apresenta como uma ferramenta em potencial para gerar energia em pequena escala, mas o suficiente para manter um sistema de iluminação, por exemplo. A geração de energia através da bicicleta pode ainda ser utilizada no ensino de física, uma vez que aborda conceitos como tipos de energia, tensão, corrente elétrica, indução eletromagnética e transformação de energia. Este trabalho apresenta a conversão de energia mecânica em elétrica por meio de bicicletas adaptadas mensurando os dados mecânicos através do software Tracker e elétricos por meio da plataforma arduino. Para estimar a geração de energia elétrica produzida através da bicicleta, adaptou-se duas bicicletas, possibilitando estabilidade para facilitar a aquisição de dados. Em uma utilizou-se um gerador (dínamo) de 24 V DC 120 W vinculado à bicicleta. Na segunda bicicleta, possuiu um gerador de energia de 90 V CC 775 W Os. dados de tensão, corrente, potência elétrica e velocidade foram realizados via plataforma Arduino (Sensor de tensão DC 25 V, Sensor de corrente ACS712 5A e Sensor de velocidade LM393) e software Tracker (velocidade por videoanalise). Na bicicleta 1 nota-se que o valor da potência aumenta linearmente com a velocidade, alcançando seu valor máximo de 1,39 W quando a velocidade atinge 3,79 m/s pelo sensor de velocidade, enquanto pela videoanálise da velocidade pelo Tracker o valor máximo atingido é 4,16 m/s para produzir 1,39 W. .Em relação a transferência de energia para uma bateria e alimentação do inversor, é necessário manter uma velocidade maior ou igual a 3,79 m/s medido pelo sensor de velocidade e 4,16 pelo Tracker para ligar uma lâmpada fluorescente de 127 V. Na bicicleta 2, alcançou seu valor máximo de 2,30 W quando a velocidade atinge 4,15 m/s pela videoanálise da velocidade pelo software Tracker, superando assim o valor de potência observada na bicicleta 1 para essa mesma velocidade. Enquanto para acender uma lâmpada fluorescente de 127 V é necessário manter uma velocidade maior ou igual a 2,79 m/s. Para funcionamento da entrada USB (5V) é preciso estar pedalando em uma velocidade de no mínimo 1,70 m/s. Finalmente, pode-se afirmar que a plataforma arduini e o software tracker são instrumentos confiáveis para mensuração de grandezas físicas mecânicas e que também pode ser utilizado ensino de física, facilitando o entendimento dos conceitos estudados. Ainda, comprovou-se que através do consumo de energia mecânica ou esforço físico empregado no pedal de uma bicicleta adaptada é possível produzir energia elétrica limpa e sustentável.