A.L. 2.4 – Características de um receptor e de um gerador

Um gerador disponibiliza energia para as diferentes partes do circuito em que está inserido (os receptores dessa energia). Se o receptor for puramente resistivo, haverá apenas aumento da sua energia interna. Porém, ele próprio pode ser um conversor de energia, como um motor ou um voltâmetro. No caso do motor, a energia recebida do gerador vai ser disponibilizada para realização de trabalho.

Exemplos são os motores dos aparelhos que utilizam energia eléctrica para realizar tarefas mecânicas (como os electrodomésticos, bombas elevatórias, tapetes rolantes) ou dos voltâmetros destinados a tarefas de natureza química (como os processos de niquelagem de metais).

Um gerador é caracterizado pela energia ∆E que consegue transferir para o circuito por unidade de carga ∆Q que atravessa. Essa característica é designada por força electromotriz do gerador (abreviadamente f.e.m.), em que se define por:

Ɛ= ∆ E∆Q

Como Ɛ é uma energia por unidade de carga, tem a mesma unidade SI do potencial eléctrico que é, como sabemos, o volt.

Se I for a intensidade da corrente, vem ∆Q=I ∆ t , donde ∆ E=ƐI ∆ t . Como a potência é uma

energia por unidade de tempo, a potência do gerador vem P=∆ E∆ t

=ƐI , ou seja:

P=ƐI

Nem toda a energia produzida pelo gerador é disponibilizada nos receptores. Há dissipação de energia em todos os elementos de um circuito, incluindo os geradores, pois estes também têm uma resistência interna (as pilhas aquecem!). A potência efectivamente disponibilizada para o circuito, a chamada potência útil, é a potência que o gerador forneceria se não houvesse energia dissipada, ƐI, subtraída da potência que nele se dissipa por efeito Joule, r I 2, sendo r a resistência interna do gerador:

Pu=ƐI−r I 2

Atendendo à Lei de Conservação da Energia, a potência recebida pelos receptores do circuito, P=UI , tem de ser igual à potência útil do gerador, ou seja, UI=ƐI−r I 2. Dividindo por I, obtemos a tensão nos terminais de um gerador:

U=Ɛ−rI