Geradores Elétricos DISCIPLINA: FÍSICA 1 PROFESSOR: DEMETRIUS SÉRIE: 3º ANO

Um gerador não gera energia! Qualquer gerador (pilha, bateria de automóvel, celular, geradores de hidrelétricas) apenas transforma algum tipo de energia em energia elétrica. Seu papel é fornecer energia aos elétrons, elevando seu potencial, e completando a corrente elétrica num circuito.

Força Eletromotriz (fem) versus Tensão (V) Se um gerador real fosse capaz de fornecer às cargas que constituem a corrente elétrica toda energia elétrica “gerada”, a voltagem (tensão, ddp) nos terminais desse gerador coincidiria com o valor de sua fem. Embora U e fem tenham a mesma unidade de medida (Volts - V), essas grandezas tem diferenças.

O que acontece com a voltagem de uma pilha depois de certo tempo de uso? Devido ao aumento da sua resistência interna (aquecimento), com o uso prolongado, a voltagem em seus terminais diminui com o tempo, embora sua fem permaneça inalterada.

Então, fica o seguinte: A fem é a tensão máxima que poderia ser gerada pela pilha, caso ela fosse ideal (sem qualquer resistência interna). SEU VALOR NÃO DIMUNUI COM O USO DA FONTE. A voltagem dos terminais da pilha é a tensão que “útil”, aquela ddp que pode ser aproveitada para geração de corrente elétrica em circuitos. SEU VALOR DIMUNUI COM O USO DA FONTE. Um gerador ideal não possui resistência interna enquanto um gerador real, sim.

Um gerador, então, fica definido por dois parâmetros: Força eletromotriz (fem) – E; Resistência interna – r; Portanto a Equação do Gerador fica: U = E – r.i

EXEMPLO 1 (Exercício resolvido do livro, página 485) A bateria de um determinado telefone celular apresenta, segundo seu manual, os seguintes parâmetros: força eletromotriz E = 3,7 V e resistência interna r=0,2 Ω. Determine a tensão (ddp U) entre os seus pólos quando ela for percorrida por uma corrente de intensidade 500 mA.

EXEMPLO 2 Conforme está escrito no rótulo de uma pilha elétrica comum, a força eletromotriz (fem) vale 1,5 V. Segundo seu fabricante, a resistência interna é da ordem de 0,5 Ω. A) Determine a ddp entre seus pólos quando a intensidade da corrente for 0,2 A. B) Determine a ddp entre seus pólos quando a intensidade da corrente for 0,6 A. C) Dos resultados acima, o que se pode concluir a respeito do comportamento da ddp em relação à intensidade da corrente?

Gerador Vazio Dizemos que um gerador está vazio quando ele não está sendo percorrido por uma corrente elétrica: i=0 U = E – r.i U = E – r.0 U = E Ou seja, a ddp de uma bateria coincide com sua fem quando não está sendo percorrida por corrente elétrica.

Gerador em curto-circuito (cc) Se ligarmos os terminais de uma bateria por um condutor, passará uma corrente de alta intensidade pela bateria e pelo condutor. Dizemos que o circuito ficará curto-circuitado, ou em curto-circuito (cc).

No caso de um cc, a U = 0, logo: Como o fio condutor tem resistência praticamente nula vale afirmar que a queda de potencial e seus terminais é nula (U=0). U = E – r.i 0 = E – r.icc icc = E/r

Curva característica de um gerador real Da equação do gerador, U = E – r.i, deduzimos que a sua curva característica é uma reta decrescente. O ponto de interseção do gráfico com o eixo de ordenadas corresponde a gerador em cc.

A declividade da reta corresponde à resistência interna do gerador!

EXEMPLO 3 (Livro, página 487) Observe ao lado a curva característica de um gerador real. Pede-se: a) Ler no gráfico o valor de sua fem e icc. b) Determinar o valor de sua resistência interna. c) Escrever a equação desse gerador. d) determinar a tensão entre os seus polos para uma intensidade de corrente de 10 A.

Vamos fazer alguns exercícios Vamos fazer alguns exercícios? LIVRO PÁGINA: 489 Todos, com exceção do 191 E 192