DISCIPLINA: FÍSICA 1PROFESSOR: DEMETRIUS

SÉRIE: 3º ANO

Geradores Elétricos

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 a intensidade da corrente for 0,2 A.

• B) Determine a ddp entre seus pólos quando a intensidade da corrente for 0,6 A.

• C) Dos resultados acima, o que se pode concluir a respeito do comportamento da ddp em relação à intensidade da corrente?

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.i0 = 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!

cc

Eri

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: 489Todos, com exceção do 191

E 192