estudo dos geradores

ESTUDO DOS GERADORES

ELÉTRICOS

Professor Marco Antonio

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GERADOR ELÉTRICO: é todo aparelho que transforma uma

modalidade de energia qualquer em energia elétrica.

Exemplos:

Geradores químicos: baterias e pilhas

Geradores mecânicos: geradores de usinas hidroelétricas,

gerador do automóvel.

Geradores solares: células foto elétricas.

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Observe que no interior do gerador o sentido da corrente elétrica é

do polo NEGATIVO para o POSITIVO.

Símbolo:

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A e B são os terminais do gerador.

A Barra maior é o polo positivo (+).

A Barra menor é o polo negativo (–).

E(ou ε) é a força eletromotriz (fem). Podemos dizer que E é a ddp

total do gerador.

r é a resistência interna do gerador.

i é a corrente fornecida pelo gerador.

U é a ddp fornecida pelo gerador.

Representação e elementos de um gerador

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Equação do gerador:

U = E − rionde E = força eletromotriz (V)

r = resistência interna (Ω)

É a equação que determina a ddp (U) fornecida por um gerador.

Observação: A corrente convencional parte sempre do polo positivo

do gerador. A corrente só circula no gerador quando estiver ligado a

um circuito externo fechado. Caso contrário, o circuito é aberto e a

corrente é nula.

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Observações:

- A corrente de curto-circuito (icc) ocorre quando os terminais do

gerador são ligados por um fio de resistência desprezível.

- Neste caso, a corrente elétrica correspondente é máxima,

provocando um aquecimento do gerador.

Curva Característica:

𝑖𝑐𝑐 =𝐸

𝑟

Onde:

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Pelo princípio da conservação da energia, a Energia total é igual à

soma da Energia Dissipada com a Energia utilizada, ou seja:

Balanço energético no Gerador:

Pt = Pu + Pdonde:

Potência Total:

Pt = E. iPotência Útil:

Pu = U. i

Potência Dissipada:

Pd = r. i2

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Balanço energético no Gerador:

Rendimento:

𝜂 =U

𝐸

O rendimento do gerador é a medida de sua eficiência e é

representado por um número adimensional (geralmente expresso

em porcentagem).

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LEI DE OHM–POUILLET

É usada para determinar a corrente fornecida i por um gerador.

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APLICAÇÕES

ER1- Um gerador elétrico, de fem 100 V e resistência interna 2 Ω,

alimenta um resistor de resistência R. Sabendo-se que a ddp entre

os terminais do gerador é de 80V, calcule:

a) itensidade da corrente no circuito;

b) o valor de R;

c) o rendimento do gerador elétrico.

ER5- A figura mostra a curva característica de um gerador elétrico.

Determine:

a) A fem E e a corrente de curto-

circuito do gerador;

b) resistência interna do gerador;

c) ddp nos terminais do gerador

quando ele é ligado a um resistor de

resistência R = 8 Ω.

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APLICAÇÕES

ER3- Dado o circuito da figura, determine os potenciais elétricos nos

pontos A e B.

ER2- No circuito esquematizado, o gerador elétrico o amperímetro

são ideais. Com a chave Ch aberta, amperímetro indica 2 A, e com

ela fechada, marca 2,2 A. Determine o valor da resistência R.

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APLICAÇÕES

1. Um gerador apresenta uma curva característica, conforme

representado abaixo. Calcule a força eletromotriz e a resistência

interna do gerador.

a) 100 V; 10 Ω

b) 50 V; 5 Ω

c) 200 V; 20 Ω

d) 100 V; 5 Ω

e)200 V; 10 Ω

2. Um gerador elétrico tem força eletromotriz igual a 1,5 V e

resistência interna igual a 0,10 Ω. Entre seus terminais liga-se um

condutor cuja resistência é igual a 0,65 Ω. Nessas condições, qual é

a diferença de potencial entre os terminais do gerador?

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APLICAÇÕES

3. O desgaste, ou envelhecimento, de uma pilha elétrica decorre de

reações químicas de oxidação-redução. Essas reações normalmente

só ocorrem enquanto a pilha está produzindo ____________. Alguns

produtos das reações vão se depositando nos eletrodos,

aumentando a sua __________ interna e reduzindo a capacidade da

mesma em fornecer ____________ ao circuito.

Os termos que melhor preenchem as lacunas são:

a) resistência - ddp- corrente.

b) corrente - potência - energia.

c) ddp- potência - energia.

d) corrente - resistência - energia.

e) corrente - potência - resistência.

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APLICAÇÕES

4. Um gerador de fem igual a 10 V, quando percorrido por uma

corrente elétrica de 2,0 A, possui entre seus terminais uma ddp de

9,0 V. Qual sua resistência interna?

5. Uma bateria de automóvel apresenta está curva característica. A

resistência interna da bateria vale, em ohms:

a) 0,25

b) 1,0

c) 4,0

d) 0,50

e) 3,0

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APLICAÇÕES

6. Uma bateria de 12 volts alimenta um resistor de 58 ohms com uma

corrente elétrica de 200 mA. Esses valores permitem concluir que a

resistência interna da bateria é, em ohms, igual a:

a) 0,020 b) 2,0

c) 0,20 d) 6,0

e) 60

7. No circuito elétrico abaixo, qual é a tensão elétrica entre os pontos

A e B e qual é a corrente do circuito i?

a) 90 V e 200 mA

b) 20 V e 200 mA

c) 90 V e 100 mA

d) 80 V e 500 mA

e) 20 V e 50 mA

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APLICAÇÕES

8- Dado o circuito da figura, determine os potenciais elétricos nos

pontos A e B.

FIM