laboratorio geradores elétricos
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8/8/2019 Laboratorio Geradores Elétricos
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Disciplina: Eletricidade Básica
Prof.: Euler Cássio Tavares de Macêdo
Geradores Elétricos
Objetivo
Determinar, experimentalmente, a resistência interna, a força eletromotriz e a
corrente de curto circuito de um gerador.
TeoriaGeradores elétricos são dispositivos que mantém entre seus terminais uma
diferença de potencial, obtida a partir de uma conversão de outro tipo de energia em
energia elétrica.
Essa conversão pode ser de varias formas, destacando-se os geradores que
transformam energia mecânica, química e térmica em energia elétrica; denominados
respectivamente de geradores eletromecânicos, eletroquímicos e eletrotérmicos.
Como exemplo de geradores eletroquímicos temos as pilhas e baterias, que a partir de uma reação química separam as cargas elétricas positivas das negativas,
provocando o aparecimento de uma tensão elétrica entre dois terminais denominados pólos.
Como geradores eletromecânicos temos os dínamos e os alternadores, que a partir de um movimento mecânico geram respectivamente energia elétrica continua e
alternada.Como geradores termoelétricos temos o par termoelétrico em que dois metais
diferentes recebem calor e proporcionalmente geram uma tensão entre seus terminais.
Um gerador elétrico alimentando uma carga deve fornecer tensão e corrente que
esta exigir. Portanto, na realidade, o gerador fornece tensão e corrente.
O gerador ideal é aquele que fornece uma tensão constante, denominada de
Força Eletromotriz (E), qualquer que seja a corrente exigida pela carga. Seu símbolo e
sua curva característica, tensão em função da corrente são mostradas na Figura 1.
Figura 1 ± (a) Gerador ideal; (b) Curva característica de um gerador ideal.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇ O, CI NCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA-IFPB
Curso de Equipamentos Biomédicos
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O gerador real perde energia internamente, portanto a tensão de saída não será
constante, sendo atenuada com o aumento da corrente exigida pela carga. Podemosrepresentar essa perda por uma resistência interna (r) e, consequentemente, o gerador
real como um gerador ideal sem série com essa resistência, conforme Figura 2.
Figura 2 ± Gerador real
Do circuito equivalente ao gerador real, observamos que a resistência interna
causa uma queda da tensão de saída, quando ele estiver alimentando uma carga. Essa
situação é mostrada na Figura 3.
Figura 3 ± Gerador real alimentando uma carga.
Aplicando a Lei de Ohm, podemos escrever:
Onde , assim obtemos a Equação geral do Gerador:
Da equação, obtemos a curva característica do gerador real, que é vista na Figura
4.
Figura 4 ± Característica de um gerador real.
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Pela curva notamos que, ao aumentarmos o valor da corrente, a tensão diminui, e
quando ela atingir o valor zero, teremos um valor de corrente que é denominada decorrente curto-circuito ICC, pois nessas condições o gerador encontra-se curto-
circuitado.
A característica completa é mostrada na Figura 5.
Figura 5 ± Característica completa de um gerador real.
Na condição de curto circuito, temos que:
cc
A corrente de curto-circuito, bem como a resistência interna do gerador, deve ser
obtida experimentalmente, ou seja, levantando a curva característica do gerador e
extraindo dela esses dois parâmetros, conforme apresentada em seguida na Figura 6.
Figura 6 ± Curva característica de um gerador real.
e
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Exemplo
O gráfico da Figura 7 representa a curva característica de um gerador. Determine
a resistência interna, a corrente de curto-circuito e a equação do gerador.
Figura 7 ± Curva característica de um gerador.
Equação geral do gerador: V = 9 - 3I
Material Experimental
Fonte variável
Resistores 100/ 1,15W e 1k
Década resistiva
Multímetro
Parte Prática
1) Monte o circuito da Figura 8. Ajuste a tensão da fonte para 10V.
2) Meça a tensão entre os pontos A e B com a década desconectada. Anote esse valor no
quadro 1.
E(V)
Quadro 1
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3) Ajuste a resistência da década de acordo com o quadro 2. Meça e anote para cada valor,
a tensão e a corrente na carga.
R() 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100
V(V)
I(mA)Quadro 2
4) Substitua o resistor de 100 por outro de 1k e repita os itens 2 e 3, anotando os
valores nos quadros 3 e 4.
E(V)
Quadro 3
R() 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100
V(V)
I(mA)
Quadro 4
Observação: Os resistores de 100 e 1k estão simulando a resistência interna do gerador, pois
uma fonte estabilizada, dentro de uma faixa de corrente, comporta-se como um gerador ideal.
Exercícios
1) Com os dados obtidos, construa a curva característica do gerador V= f(I) para ambos os
casos.
2) Determine as resistências internas e as correntes de curto-circuito por intermédio das
curvas.
3)
Escreva as equações dos geradores.4) Determine a equação do gerador da Figura 9, sabendo que, estando a chave S na
posição 1, o voltímetro indica 9V e o miliamperímetro 600mA, e quando na posição 2,
o voltímetro indica 9,6V e o miliamperímetro 480mA.
5) Um gerador em vazio apresenta uma tensão de saída igual a 15V. Quando ligarmos aos
terminais deste uma lâmpada de 6W, ela vai consumir uma corrente de 500mA. Escreva
a equação desse gerador.
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