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U = \varepsilon - ri
U = \varepsilon\, - ri
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Edição das 10h30min de 16 de novembro de 2015

1 Geradores

O Gerador é um dispositivo elétrico que possui a função de transformar energia qualquer em energia elétrica, como exemplo podemos citar a pilha que transforma energia química em energia elétrica.

É importante dizer que o Gerador como sendo um dispositivo elétrico está sujeito a resistência elétrica, ou seja, energia dissipada. Até agora não considerávamos esta dissipação. A ddp realmente criada dentro do gerador é chamada de força eletromotriz (ε). Para sabermos quanto é liberada para fora do Gerador devemos descontar a parte dissipada pela resistência interna (r), logo teremos:

U=εri

Esta equação é chamada de Equação Característica do Gerador, onde:


U é ddp fornecida pelo gerador
ε força eletromatriz do gerador (fem)
r é resistência interna do gerador
i é corrente elétrica que atravessa o gerador.

Esquematicamente temos:


Figura 7 - Circuito simples.

(desenhe a curva característica de um gerador U/I)


Se, i = 0 (circuito aberto) U=ε

Se, U = 0 (curto circuito) 0=εr.ii=εr

Potências no Gerador

a) Potência Dissipada (Pd)Pd=r.i2

b) Potência Útil (Pu) Pu=U.i

c) Potência Total (Pt) Pt=Pu+Pd

Assim
Pt=U.i+R.i2Pt=i(U+r.i)
Lembrando
U=εr.ientaoε=U+r.ilogoPt=ε.i


Rendimento ( η )

η=PuPt=U.iε.iη=Uε.i


Corrente Elétrica no Circuito Gerador-Resistor

U=εr.ieU=R.iR.i=εr.iR.i+r.i=εi(R+r)=ε

Portanto: i=ε(R+r)


Fonte de tensão

A função de uma fonte (pilha, bateria, etc.) é manter uma ddp constante entre dois pontos, mesmo que uma corrente esteja fluindo no circuito. Como há dissipação de energia elétrica num circuito (Efeito Joule) em calor, a função da fonte de tensão é converter outra forma de energia em energia elétrica.

  • Energia química: Pilhas e baterias
  • Energia mecânica: dínamos e alternadores
  • Energia térmica: termopares
  • Energia luminosa: células fotovoltaicas


1.1 TESTE

Representação de uma fonte de tensão contínua (DC)

Terminal positivo: maior potencial elétrico (VA) – traço maior e fino.

Terminal negativo: menor potencial elétrico (VB) – traço menor e grosso.

No circuito (fora da fonte) os portadores de carga (positivos no sentido convencional da corrente) deslocam-se do maior para o menor potencial, ou seja, a corrente flui do terminal positivo para o negativo da fonte. Para que o circuito se feche, é necessário que dentro da fonte os portadores de carga sejam trazidos do potencial menor (-) para o maior (+) pela ação de um campo não-eletrostático (devido, por exemplo, à reação química dentro da bateria).

Força eletromotriz (fem)

É o trabalho por unidade de carga realizada pelo campo não-eletrostático para levar os portadores do terminal negativo para o positivo.

Símbolo: \vers Unidade no S.I (a mesma de potencial elétrico - volt)

Associações de baterias

1. Associação em série: a corrente que passa por cada bateria é a mesma, mas as fem’s em cada bateria se somam (são elevações de potencial). Usamos esse tipo de associação para conseguir altas tensões. O termo pilha ou bateria vem dessa característica.

2 Referências

[1]


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