Geradores (Abaixe aqui!)

Geradores Elétricos
DISCIPLINA: FÍSICA 1
PROFESSOR: DEMETRIUS
SÉRIE: 3º ANO
Um gerador não gera energia!
Qualquer gerador (pilha, bateria de automóvel, celular,
geradores de hidrelétricas) apenas transforma algum tipo de
energia em energia elétrica.
Seu papel é fornecer energia aos elétrons, elevando seu
potencial, e completando a corrente elétrica num circuito.
Força Eletromotriz (fem) versus Tensão (V)
• Se um gerador real fosse capaz de fornecer às
cargas que constituem a corrente elétrica toda
energia elétrica “gerada”, a voltagem (tensão,
ddp) nos terminais desse gerador coincidiria
com o valor de sua fem.
• Embora U e fem tenham a mesma unidade de
medida (Volts - V), essas grandezas tem
diferenças.
O que acontece com a voltagem de uma
pilha depois de certo tempo de uso?
Devido ao aumento da sua resistência interna
(aquecimento), com o uso prolongado, a
voltagem em seus terminais diminui com o
tempo, embora sua fem permaneça inalterada.
Então, fica o seguinte:
A fem é a tensão máxima que poderia ser gerada pela
pilha, caso ela fosse ideal (sem qualquer resistência
interna). SEU VALOR NÃO DIMUNUI COM O USO DA
FONTE.
A voltagem dos terminais da pilha é a tensão que “útil”,
aquela ddp que pode ser aproveitada para geração de
corrente elétrica em circuitos. SEU VALOR DIMUNUI
COM O USO DA FONTE.
Um gerador ideal não possui resistência interna
enquanto um gerador real, sim.
Um gerador, então, fica definido por
dois parâmetros:
Força eletromotriz (fem) – E;
Resistência interna – r;
Portanto a Equação do Gerador fica:
U = E – r.i
EXEMPLO 1
• (Exercício resolvido do livro, página 485) A
bateria de um determinado telefone celular
apresenta, segundo seu manual, os seguintes
parâmetros: força eletromotriz E = 3,7 V e
resistência interna r=0,2 Ω. Determine a
tensão (ddp U) entre os seus pólos quando ela
for percorrida por uma corrente de
intensidade 500 mA.
EXEMPLO 2
• Conforme está escrito no rótulo de uma pilha
elétrica comum, a força eletromotriz (fem) vale 1,5
V. Segundo seu fabricante, a resistência interna é
da ordem de 0,5 Ω.
• A) Determine a ddp entre seus pólos quando
intensidade da corrente for 0,2 A.
• B) Determine a ddp entre seus pólos quando
intensidade da corrente for 0,6 A.
• C) Dos resultados acima, o que se pode concluir
respeito do comportamento da ddp em relação
intensidade da corrente?
a
a
a
à
Gerador Vazio
• Dizemos que um gerador está vazio quando ele
não está sendo percorrido por uma corrente
elétrica:
•
•
•
•
i=0
U = E – r.i
U = E – r.0
U=E
• Ou seja, a ddp de uma bateria coincide com sua
fem quando não está sendo percorrida por
corrente elétrica.
Gerador em curto-circuito (cc)
• Se ligarmos os terminais de uma bateria por
um condutor, passará uma corrente de alta
intensidade pela bateria e pelo condutor.
Dizemos que o circuito ficará curto-circuitado,
ou em curto-circuito (cc).
No caso de um cc, a U = 0, logo:
• Como o fio condutor tem resistência
praticamente nula vale afirmar que a queda
de potencial e seus terminais é nula (U=0).
U = E – r.i
0 = E – r.icc
icc = E/r
Curva característica de um gerador
real
Da equação do gerador, U = E – r.i, deduzimos que a
sua curva característica é uma reta decrescente. O
ponto de interseção do gráfico com o eixo de
ordenadas corresponde a gerador em cc.
A declividade da reta corresponde à
resistência interna do gerador!
E
r
icc
EXEMPLO 3
(Livro, página 487) Observe ao lado
a curva característica
de um
gerador real. Pede-se:
a) Ler no gráfico o valor de sua fem
e icc.
b) Determinar o valor de sua
resistência interna.
c) Escrever a equação desse gerador.
d) determinar a tensão entre os seus
polos para uma intensidade de
corrente de 10 A.
Vamos fazer alguns
exercícios?
LIVRO PÁGINA: 489
Todos, com exceção do 191
E 192