CEL18702 AULA02

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:

$U=\varepsilon -ri$

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

U é ddp fornecida pelo gerador

$\varepsilon \,\to$ 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) $\to U=\varepsilon \,$

Se, U = 0 (curto circuito) $\to 0=\varepsilon \,-r.i\to i={\frac {\varepsilon }{r}}$

Potências no Gerador

a) Potência Dissipada $(Pd)\to Pd=r.i^{2}\,$

b) Potência Útil (Pu) $\to Pu=U.i$

c) Potência Total (Pt) $\to Pt=Pu+Pd$

Assim

$Pt=U.i+R.i^{2}\,\to Pt=i(U+r.i)$

Lembrando

$U=\varepsilon \,-r.i\quad entao\quad \varepsilon \,=U+r.i\quad logo\quad Pt=\varepsilon .i\,$

Rendimento ( $\eta \,$ )

$\eta \,={\frac {Pu}{Pt}}={\frac {U.i}{\varepsilon .i}}\to \eta ={\frac {U}{\varepsilon .i}}$

Corrente Elétrica no Circuito Gerador-Resistor

$U=\varepsilon \,-r.i\quad e\quad U=R.i\quad \to \quad R.i=\varepsilon \,-r.i\quad \to \quad R.i+r.i=\varepsilon \,\quad \to \quad i(R+r)=\varepsilon \,$

Portanto: $i={\frac {\varepsilon }{(R+r)}}$

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

TESTE

Representação de uma fonte de tensão contínua (DC)

Terminal positivo: maior potencial elétrico ($V_{A}\,$) – traço maior e fino.

Terminal negativo: menor potencial elétrico ($V_{B}\,$) – 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.

Referências

[1]

---

<<	<>	>>