AULA 22 GERADORES, RECEPTORES E POTÊNCIA 1- GERADORES ELÉTRICOS Gerador elétrico é todo elemento que transforma energia não elétrica em energia elétrica. Observe que o gerador não gera energia e sim transforma energia. Quando a corrente elétrica atravessa o gerador ela encontra uma certa resistência que iremos chamar resistência interna do gerador. O ideal é que não existisse essa resistência e neste caso, a tensão recebe o nome de força eletromotriz (f.e.m.) que será representada pela letra E. A seguir serão mostradas duas representações para o gerador. Uma que representa o gerador ideal (teórico) e a outra que representa o gerador real (prático). 2- CURTO-CIRCUITO Fechar curto-circuito em um gerador é ligar o pólo positivo ao pólo negativo através de um condutor ideal. Neste caso a d.d.p entre os pólos do gerador é nula e a corrente que percorre o circuito é denominada corrente de curto circuito. 3- GRÁFICO DO GERADOR Para o gerador ideal a tensão não varia com a corrente, portanto, teremos uma reta paralela ao eixo das correntes. Para o gerador real temos U decrescente em função de i (UE-r.i).
4- LEI DE POUILLET. Note que no circuito abaixo a tensão fornecida pelo gerador é recebida pelo resistor. Igualando a equação do gerador com a 1ª lei de Ohm, temos: 5- ASSOCIAÇÃO DE GERADORES EM SÉRIE Associação em série é aquela em que os geradores são associados um em seguida ao outro, de tal forma a serem percorridos pela mesma corrente elétrica. Assim a f.e.m. equivalente é a soma das f.e.m. e a resistência interna equivalente é a soma das resistências internas..
6- ASSOCIAÇÃO DE GERADORES EM PARALELO Na associação de geradores em paralelo vamos considerar todos geradores iguais. Nesta associação a f.e.m. equivalente é a f.e.m. de cada gerador e a resistência interna equivalente é a resistência interna de cada gerador dividida pelo número de geradores associados. 7- RECEPTORES ELÉTRICOS Receptor é todo elemento que transforma energia elétrica em energia não elétrica. O receptor também não é ideal, apresentando também uma certa resistência interna. A seguir, veja a representação do receptor. E é a f.c.e.m. (força contra-eletromotriz) e r é a resistência interna. 8- GRÁFICO DO RECEPTOR ELÉTRICO Para os receptores U cresce com i, portanto, a curva gráfica é uma reta crescente.
9- CIRCUITO ELÉTRICO Note que no circuito abaixo a tensão fornecida pelo gerador é recebida pelo resistor e pelo receptor. Igualando a tensão fornecida com a soma das tenções recebidas, temos: 10- POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA A potência elétrica mede a rapidez com que a energia elétrica é fornecida por um gerador ou consumida por um receptor ou um resistor. Sendo ε el U e Q i Q t P, vem: ot ε el t ε U.Q e Q i. t, daí ε U.i. t el logo: P ot U.i. t t el P ot U.i
11- POTÊNCIA ELÉTRICA DISSIPADA PELO RESISTOR 12- UNIDADES EXERCÍCIOS 1- (F.M. ITAJUBÁ) O gráfico ao lado mostra como varia a corrente que passa por um gerador, em função da diferença de potencial que existe entre seus terminais. Sua força eletromotriz e sua resistência interna valem, respectivamente: a) 6V e 30Ω b) 30V e 5Ω c) 30V e 6Ω d) 30V e 25Ω e) n.d.a. U(V) 30 i(a) 0 6 2- (ITAJUBÁ-MG) Uma bateria possui uma força eletromotriz de 20,0V e uma resistência interna de 0,500 ohm. Se intercalarmos uma resistência de 3,50 ohms entre os terminais da bateria, a diferença de potencial entre eles será: a) 2,50V b) 5,00V c) 1,75.10V d) 2,00.10V e) um valor ligeiramente inferior a 2,00.10V
3- (PUC-SP) No circuito da figura, a diferença de potencial V A -V B, com a chave K aberta, tem valor: a) 35V b) 20V c) 15V d) 5V e) zero 3Ω 20V K A 2Ω 15V B 4- (AFA) Um gerador fornece a um motor uma ddp de 440V. o motor tem resistência interna de 25Ω e é percorrido por uma corrente elétrica de 400mA. A força contra-eletromotriz do motor, em volts, é igual a: a) 375 b) 400 c) 415 d) 430 5- (FUVEST) Um chuveiro elétrico, ligado em média uma hora por dia, gasta R$ 10,80 de energia elétrica por mês. Se a tarifa cobrada é de R$ 0,12 por quilowatt-hora, então a potência desse aparelho elétrico é: a) 90W b) 360W c) 2.700W d) 3.000W e) 10.800W RESPOSTAS 1. B 2. C 3. B 4. D 5. D