GERADORES E RECEPTORES eléctricos

Transcrição

1 GADOS CPTOS léctrcos No momnto d lgarmos a chav d gnção, a batra fornc nrga léctrca ao motor d arranqu, pondo st m funconamnto. nrga químca nrga léctrca Quando um lmnto do crcuto é capaz d transformar nrga não léctrca (químca, mcânca, atómca, térmca, radant, tc.) m nrga léctrca funcona como um Grador léctrco A função d um grador num crcuto é forncr nrga sufcnt aos portadors d carga, d modo a qu a corrnt léctrca formada por ls faça funconar satsfatoramnt os aparlhos qu a corrnt prcorr. O grador não cra cargas léctrcas!!!!! 1/0

2 cptors léctrcos Durant o funconamnto do motor ocorr uma sgunda fas d funconamnto da batra, oposta à prmra: nrga léctrca nrga químca Quando um lmnto d crcuto é capaz d transformar nrga léctrca m nrga não léctrca funcona como um cptor léctrco. lmnto d crcuto cb nrga Transforma m nrga Grador Não léctrca léctrca cptor léctrca Não léctrca sstênca léctrca Térmca /0

3 Força lctromotrz - x: Batra, plha As racçõs químcas qu ocorrm no ntror da batra mantêm as cargas léctrcas opostas nos sus pólos dando orgm a um d.d.p. léctrca ntr ls. Msmo com a batra m abrto (não stá assocada a um crcuto léctrco) os pólos aprsntam-s com cargas léctrcas opostas há um d.d.p. ntr pólos da batra. sto dpnd dos matras d são ftos os pólos da sua lctropostvdad é chamada d f..m. A força lctromotrz é a nrga transformada d uma forma não léctrca m léctrca por undad d carga crculant: W J f.. m. Volt Q C Porquê nadquada a dsgnação força lctromotrz???? A força lctromotrz não é força mas nrga por undad d carga. 3/0

4 Potênca nrga - nrga por undad d tmpo dw dw dq - P V dt dt dt [WattJ/s] nrga absorvda ou forncda por um lmnto Um lmnto pod W t to Pdt absorvr potênca. forncr Quda d tnsão nrga qu é ncssára dspndr para consgur qu uma carga postva d 1C pass d um trmnal para o outro. 4/0

5 >0, v>0 P>0 lmnto fornc potênca < 0, v > 0, v > 0 < 0 P < 0 lmnto absorvu ou dsspou potênca A nrga dsspa-s por fto d Joul V PV P nrga léctrca nrga térmca Pla l da consrvação d nrga no crcuto não há prda nm cração d nrga, apnas transformação. F PD P somatóro das potêncas forncdas é gual ao somatóro das potêncas dsspadas. 5/0

6 studo do Grador Normalmnt > V cc cc 0 ca V/ ca 0 MAS V cc 0 cc é fscamnt mpossívl!!! Até agora tm-s admtdo qu a tnsão nos pólos d um grador é constant. sto, no ntanto, não corrspond à raldad, pos um grador ral não lva o potncal léctrco das cargas ao msmo valor, para qualqur corrnt léctrca. Vrfca-s xprmntalmnt qu, quanto maor a ntnsdad d corrnt léctrca, qu o atravssa, tanto mnor é a tnsão, V ntr os sus trmnas. 6/0

7 quação do Grador tgα V tgα V V tgα o trmo.tgα rprsnta uma quda d potncal proporconal à ntnsdad d corrnt léctrca, portanto tpo ôhmca. Conclu-s ntão qu tgα tma a dmnsão d uma rsstênca é ntrprtada como uma rsstênca ntrna do grador. V ; A d.d.p. ntr os trmnas do grador só srá gual à sua f..m. no caso d 0 (crcuto-abrto, ), é máxma. Assm a f..m. é numrcamnt gual à d.d.p. ntr os sus trmnas m crcuto abrto. V ca sta tnsão m vazo é a f..m. rprsnta a nrga qu o grador fornc por undad d carga. 7/0

8 f..m100v - o grador fornc uma nrga d 100 Jouls por cada carga léctrca d 1C qu o atravssa.. V cc 0; V cc -. cc 0 cc / ; cc O valor obtdo da corrnt d curto-crcuto prmtnos uma nova ntrprtação d f..m: A f..m d um grador é numrcamnt gual ao produto d rsstênca ntrna pla sua corrnt d curto-crcuto. Balanço nrgétco d um grador P P u. -. P d. P total P dsspada 8/0

9 V V V V V -. f..m. 0 cc Tnsão ntr os pólos do grador V0 cc / - corrspond ao caso m qu os trmnas do grador são undos. 0 V - Grador DAL, não possu rsstênca ntrna 0 9/0

10 cptor xprmntalmnt vrfca-s qu quando maor a ddp aplcada nos trmnas d um rcptor, tanto maor é a ntnsdad d corrnt léctrca qu por l passa. V α Quando 0 a tnsão nos sus pólos é mnma corrspond à força contra lctromotrz (f..c.m.). tgα V tgα V V tgα sta dsgnação é dsncssára uma vz qu os conctos d f..m. f.c..m., tal como os conctos d grador rcptor são sufcnts gras tornando nútl o concto suplmntar d f.c..m. A f.c..m. rprsnta a nrga útl do rcptor por undad d carga. A rprsntação d um rcptor é bastant parcda com a rprsntação d um grador. ls dfrm apnas nos sntdo da corrnt léctrca. 10/0

11 P utl V. P total.. P d. V. P total.. NOTA: Na dfnção d rcptor, não s consdra o calor como nrga não-léctrca útl. Assm, os aparlhos como torradra, scador d cablo, frro léctrco, tc. são classfcados como rsstêncas léctrcas não como rcptors. 11/0

12 Máxma transfrênca d nrga ntr grador carga 1. Cálculo da potênca útl qu o grador fornc ao crcuto xtrno para cada corrnt qu o atravssa. Sabndo qu a potênca é PV u v cc V-. P u.-. P total é a potênca qu o grador transforma m potênca léctrca qu sra forncda ao crcuto s não fossm as prdas ntrnas: P t P u P d. Cálculo d qu maxmza a nrga forncda à carga Cálculo das raízs da quação da parábola : P u.-. P0(-) 0. cc / 1/0

13 13/0 V A máxma potênca transfrda para o crcuto ocorr quando a tnsão ntr os sus pólos é gual a mtad da sua f..m. L d Ohm: V -.. ( ) ( ) OU v v v v P v P P ) ( 1 P max Dvsor d tnsão

14 14/0 ( ) ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( d dp d dp d dp 0 >0 dp/d 0 - P MAX

15 Assocação d Gradors Analogamnt às rsstêncas léctrcas, também os gradors podm sr assocados tanto sér como m parallo. - Assocação m sér: numa assocação m sér, o pólo postvo d cada grador dv sr lgado ao pólo ngatvo do grador sgunt, assm por dant. Caractrstcas: - ntnsdad d corrnt qu passa plos gradors é a msma - A rsstênca léctrca ntrna quvalnt é gual à soma das rsstêncas ntrnas dos gradors - A f..m. quvalnt é gual à soma das f..m. dos gradors 15/0

16 Assocação m parallo: numa assocação m parallo, os pólos postvos dos gradors stão lgados a um únco ponto, o msmo ocorrndo com os pólos ngatvos Caractrstcas: - ntnsdad d corrnt léctrca total é subdvdda ntr os gradors - O nvrso das rsstêncas ntrnas é quvalnt à soma dos nvrsos das rsstêncas ntrnas dos gradors - A f..m. é quvalnt é gual a f..m. d cada grador Nst tpo d assocação só faz sntdo assocar gradors da msma f..m. A vantagm qu s obtém é o aumnto da durabldad do grador, m consquênca da dmnução da dsspação por fto d Joul, uma vz qu a ntnsdad d corrnt léctrca qu o prcorr é mnor. 16/0

17 Fonts Dpndnts ou ndpndnts Fonts ndpndnts d tnsão corrnt Font ndpndnt d tnsão - é caractrzado por uma tnsão nos trmnas compltamnt ndpndnt da corrnt qu flu nos sus trmnas d outras varávs do crcuto. K 0 V Smbologa: V(t)K Grador dal funcona como uma font ndpndnt d tnsão Font ndpndnt d corrnt - a corrnt qu a atravssa é ndpndnt é da tnsão nos sus trmnas, ou d outras varávs do crcuto. V (t)k 0 K Smbologa: 17/0

18 Nota: A font d tnsão ndpndnt é uma font dal qu não corrspond xactamnt a nnhum dspostvo ral, uma vz torcamnt lbrtara uma quantdad nfnta d nrga. Cada Coulomb qu passa através da font rcb uma nrga V Jouls o númro d coulomb por sgundo sra lmtado. X: batra 0 V m Para m a batra comporta-s como uma font dal Do msmo modo a font d corrnt ndpndnt, torcamnt fornc potênca nfnta, pos a sua corrnt é mantda ndpndntmnt da tnsão qu possa aparcr nos sus trmnas. la é no ntanto uma boa aproxmação d stuaçõs ras. Font Dpndnt 1. Font d tnsão controlada por corrnt. Font d tnsão controlada por tnsão 3. Font d corrnt controlada por corrnt 4. Font d corrnt controlada por tnsão Parâmtro controlado Parâmtro d controlo 18/0

19 lmntos Actvos Passvos: As fonts d tnsão ou d corrnt dpndnts ou ndpndnts são lmntos actvos pos são capazs d forncr potênca a qualqur dspostvo xtrno. Os lmntos aptos para apnas rcbr potênca são dsgnados d lmntos passvos. mbora nm smpr tal acontça uma vz qu o condnsador possu a capacdad d armaznar nrga, podndo dpos sr forncda dspostvos xtrnos. Dtrmnar a potênca absorvda forncda por cada lmnto do crcuto, mostr qu a soma das potêncas absorvdas é gual à soma das potêncas forncdas. P B W (potênca absorvda) P A W (potênca forncda) P 5V W (potênca absorvda) P x 3. 3 x 3.3(5) 45 W (potênca forncda) P absorvda P A P x W P forncda P B P 5V W Obdc à convnção d lmnto passvo actvo. 19/0

20 Torma Da Sobrposção 0/0