GERADORES E RECEPTORES

GERADORES E RECEPTORES

(Parte 1 de 2)

Prof.: Geraldo Barbosa Filho

AULA 07

1- GERADOR ELÉTRICO

Gerador é um elemento de circuito que transforma qualquer tipo de energia, exceto a elétrica, em energia elétrica. O gerador fornece energia elétrica ao circuito. Ao ser atravessado por uma corrente elétrica, o gerador apresenta uma resistência à passagem dos portadores de carga, esta resistência é conhecida como resistência interna do gerador (r).

2- GERADOR IDEAL

É aquele que não apresenta resistência à passagem da corrente elétrica, sua resistência interna é nula (r = 0), logo, toda energia gerada é fornecida ao circuito.

Os portadores de carga passam pelo gerador no sentido do potencial menor (pólo negativo) para o potencial maior (pólo positivo). A diferença de potencial entre os pólos do gerador chamamos de força eletromotriz (f.e.m.) E. Uma pilha de fem E = 1,5volt é um gerador que fornece 1,5 joules de energia elétrica para cada um Coulomb de carga que passa pelos seus pólos.

3- GERADOR REAL

É aquele que apresenta resistência à passagem da corrente elétrica, logo, sua resistência interna é diferente de zero.

4- EQUAÇÃO DO GERADOR

A tensão que o gerador lança no circuito é igual à tensão entre seus pólos menos a tensão no resistor.

Quando um gerador está em aberto não há passagem de corrente, logo:

Quando um gerador está em curto circuito a diferença de potencial entre seus pólos é zero logo:

5- CURVA CARACTERÍSTICA DO GERADOR

6- RECEPTOR ELÉTRICO

Receptor elétrico ou motor é um elemento de circuito que converte energia elétrica em qualquer outro tipo de energia que não seja elétrica. Um ventilador, geladeira, batedeira etc..., são exemplos de receptores.

No receptor a corrente elétrica passa no sentido do potencial maior (pólo positivo) para o potencial menor (pólo negativo). A diferença de potencial (E) entre os pólos do receptor chamamos de força contra-eletromotriz (fcem).

7- EQUAÇÃO DO RECEPTOR

A tensão recebida do circuito é igual à tensão nos pólos mais a tensão no resistor.

8- CURVA CARACTERÍSTICA DO RECEPTOR.

9- CIRCUITO ELÉTRICO SIMPLES. U = E - Ri i = 0 U = E

U = 0 i = icc = E / r

U = E + Ri

Prof.: Geraldo Barbosa Filho

Neste circuito elétrico temos um gerador um receptor e um resistor, existe somente um percurso para a passagem da corrente elétrica, por isso o nome circuito simples. Para acharmos a corrente elétrica que passa num circuito simples devemos aplicar a lei de Pouillet.

Num circuito elétrico o gerador fornece energia elétrica, o receptor e o resistor consomem. A energia elétrica fornecida, gerada ou consumida num dado intervalo de tempo chamamos de potência elétrica.

No sistema internacional de unidades (SIU) a unidade de potência é o watt, ou seja, uma potência de 1W, significa dizer que a cada segundo um joule de energia elétrica está sendo fornecida, gerada ou consumida. [P] = J / s = W

Em qualquer aparelho elétrico sua potência elétrica é igual ao produto da corrente (i) pela tensão elétrica(U).

A seguir vamos mostrar como calcular as potências elétricas nos diversos elementos de circuito.

1- POTÊNCIA ELÉTRICA NO GERADOR.

Os portadores de carga ao passarem pelo gerador dissipam energia no seu interior e ganham energia nos pólos.

Potência gerada nos pólos ⇒ Pg = E.i Potência dissipada ⇒ Pd = R.i2 Potência fornecida ⇒ Pf = U.i Rendimento elétrico ⇒ η = Pf / Pg = U / E

12- POTÊNCIA ELÉTRICA NO RECEPTOR

Os portadores de carga ao passarem pelo receptor dissipam energia elétrica no seu interior e nos pólos é transformada em energia mecânica.

Potência útil nos pólos ⇒ Pu = E. i Potência dissipada ⇒ Pd = R. i Potência consumida ⇒ Pc = U. I Rendimento elétrico ⇒ η = Pu / Pc = E / U

QUESTÃO 01 1- O gerador é um aparelho elétrico que transforma uma modalidade qualquer de energia em energia elétrica. 2- Os receptores transformam energia elétrica somente em energia térmica. 3- A força eletromotriz (fem) representa o acréscimo de potencial elétrico a que ficam sujeitas as cargas constituintes da corrente elétrica ao atravessarem o gerador. 4- Quando um gerador está em aberto a ddp entre seus terminais vale a própria fem. 5- O rendimento de um gerador é tanto maior quanto menor a resistência interna do mesmo e quanto maior a corrente que consegue manter.

QUESTÃO 02 1- Quando conectamos os terminais do gerador com um fio de resistência desprezível, estabelece no mesmo uma corrente denominada corrente de curto circuito, de intensidade dada pelo quociente E/r. 2- A potencia útil de um gerador quando percorrido pela corrente de curto circuito é dado pelo quociente E2/r. 3- A potencia elétrica útil máxima transferida por um gerador é dada pelo quociente E2/4r, e ocorre quando o mesmo é percorrido por uma corrente de intensidade igual à metade da corrente de curto circuito do gerador. 4- Na condição de potencia útil máxima, o rendimento do gerador vale 100%. 5- A máxima transferência de potencia de um gerador (E, r) para um resistor de resistência R ocorre quando R = r.

QUESTÃO 03 1- Com relação ao circuito da figura a intensidade da corrente e a ddp entre os pontos A e B valem respectivamente 2 A e 28V.

2- Um gerador tem força eletromotriz E = 13V e resistência interna r = 2Ω. Aos seus pólos liga-se em paralelo um motor elétrico de força contra-eletromotriz E = 9V e resistência interna r = 1Ω e um resistor com resistência R = 20Ω. Os rendimentos elétricos do gerador e do motor valem respectivamente 0,90 e 0,7. 3- O amperímetro é um instrumento de resistência interna quase nula, enquanto o voltímetro é um instrumento de resistência interna quase infinita.

P= Eel / ∆t P= U i

Prof.: Geraldo Barbosa Filho

4- Para medições elétricas em um circuito deve-se colocar o amperímetro em paralelo e o voltímetro em série. 5- A resistência equivalente do circuito mostrado na figura é 7/40Ω.

QUESTÃO 04 1- O gráfico abaixo representa a curva característica de um gerador. Analisando as informações do gráfico, a resistência interna do gerador, a força eletromotriz, a corrente de curto circuito são respectivamente: 8,0Ω, 80V, 10 A.

2- O gráfico abaixo representa a curva característica de um receptor. Analisando as informações do gráfico, a resistência interna do receptor e a força contra-eletromotriz são respectivamente: 2,0Ω e 100V.

3-Considere o circuito abaixo As intensidades da corrente que atravessa o gerador, quando a chave está aberta e fechada são respectivamente: 1,5 A e 1,0 A.

4-Um chuveiro elétrico, quando sob ddp de 220V, é atravessado por uma corrente elétrica de intensidade 10 A. A energia elétrica consumida em Kw.h, em 15 minutos de funcionamento é 0,5.

5-Dois resistores, R1 = 2Ω e R2= 4Ω, e uma bateria de fem E são ligados como mostra a figura. Se as potências dissipadas em R1 e R2 são, respectivamente, P1 e P2, então P1=4P2.

QUESTÃO 05

Dados:

R1 = 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω R4 = 6Ω R5 = 5Ω

(Parte 1 de 2)

Comentários