Relatório Gerador Elétrica

Relatório Gerador Elétrica

LABORATÓRIO 06 – ESTUDO DE UM GERADOR

COMPONENTES DO GRUPO:

GILSON DE ASSIS PEREIRA – RA 00910547

MÍSIA GABRIELA DE OLIVEIRA NASCIMENTO – RA 00912435

SUMÁRIO

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1.OBJETIVOS 3

2.MATERIAIS 3

3.PROCEDIMENTO 4

4.CONCLUSÃO 7

5.BIBLIOGRAFIA 7

  1. OBJETIVOS

Medir a força eletromotriz do gerador e sua resistência interna. Analisar a influência dos medidores. Analisar as relações entre potência fornecida e dissipada na carga pelo gerador e seu rendimento. Determinar a condição para a máxima transferência de energia (casamento de impedância).

Geradores e Fontes:

Um gerador é um dispositivo capaz de converter energia mecânica (gerador) ou energia química (pilha) em energia elétrica. Uma fonte ideal é aquela capaz de fornecer uma tensão constante independente da corrente que seja solicitada e cuja resistência interna é zero. Na prática o que encontramos são fontes reais, ou seja, que possuem uma resistência interna e que sua tensão varia de acordo com a corrente solicitada.

  1. MATERIAIS

Fonte Padrão Univap 3,0V / 1,8V;

Amperímetro analógico CC escalas 25 / 100 / 250 / 500mA;

Voltímetro Analógico CC escalas 2,5 / 5,0 / 25 / 50V;

Decade Resistor modelo RU-610B 1Ω – 1MΩ;

Cabos p/ conexão.

  1. PROCEDIMENTO

Montar o circuito da figura 2. O gerador fornecido é uma fonte de tensão contínua, fixa de 3V e R é uma caixa de resistência (Decade), conforme figura 2.

Com chave 01 aberta (circuito aberto), coleta-se os valores obtidos, em seguida fechamos chave 01 com a resistência inicial do decade em zero (curto-circuito), anotamos novamente os valores obtidos, aumentamos gradativamente os valores da década de resistores, obtendo os valores encontrados na tabela 1.

Tabela 1

Medição

R(Ω)

V(V)

I(mA)

PU(mW)

Circ. Aberto

Circ. Aberto

3,0

0

0

1

3000

2,8

2,6

11,2

2

1000

2,5

12,5

20,8

3

200

2,0

22

28,8

4

100

2,1

20

42,0

5

50

1,5

32

48,0

6

25

1,1

40

44,0

7

10

0,6

50

30,0

8

Zero

0,1

62

6,2

Gráfico 01 - Curva característica da fonte.

No gráfico 01 percebe-se que quando a corrente é máxima, a tensão é próxima de zero e quando a tensão é máxima a corrente é zero. A força eletromotriz aparente, EA, é a tensão máxima fornecida pela fonte com o circuito aberto.

Trabalhando com uma fonte real, temos uma resistência interna, Ri, que pode ser calculada através da lei de ohms com os valores de Vmax e Imax obtidos na tabela 1, obtemos o seguinte valor:

O valor da resistência interna do voltímetro foi dado, 2KΩ/V, como trabalhamos na escala de 5,0 volts, temos uma resistência de:

Com os valores de Ri e Rv, agora podemos calcular o valor da força eletromotriz real:

Na tabela 1 quando a resistência, R, é igual a zero (curto-circuito) temos uma tensão de 0,1V, isto se dá porque o miliamperímetro também possui uma resistência interna, RA, mesmo que muito baixa, e que pode ser calculada através da queda de tensão sobre o mesmo:

Calculo da potência fornecida, potência útil e o rendimento, sabendo-se que a potência é o produto da tensão pela corrente:

Potência fornecida,, e a potência útil, . O rendimento é dado por, . Com os dados da tabela 1 traçamos o gráfico 2 que demonstra a potencia útil em função da resistência de carga R.

Ao analisar o gráfico 2 podemos ver que a potência útil chega ao seu ponto máximo com R próximo de 50Ω, isto se dá pelo fato da resistência interna da fonte, Ri ter uma valor aproximado de 48Ω, podemos confirmar isto através da equação abaixo:

Gráfico 03 observa-se o comportamento da potência fornecida, PF, em função da resistência de carga, R. Quando a resistência tende a zero a potência fornecida tende a infinito e vice-versa.

Podemos observar que quando a impedância da carga é igual à impedância interna da fonte temos a máxima transferência de potência, ou seja, 50%.

  1. CONCLUSÃO

Nesse experimento verificamos a existência da resistência interna na fonte, voltímetro e amperímetro, e que estas resistências alteram os resultados em circuitos reais, diferente do calculado em sala de aula onde utilizamos modelos ideais.

Comprovamos na prática que a tensão de uma fonte varia de acordo com a carga a ela conectada, também observamos que é possível calcular a resistência interna da fonte, voltímetro e amperímetro, verificando que a resistência do voltímetro é muito alta e a do amperímetro muito baixa.

Através do estudo da potência fornecida e potência útil percebemos a importância de casar a impedância do circuito projetado com a impedância da fonte de tensão e assim obtermos o máximo rendimento.

  1. BIBLIOGRAFIA

- Apostila Elementos de Circuitos de Corrente Contínua – Msc Álvaro Ferreira Gomes

- http://br.answers.yahoo.com/question

- Gusson, Milton, Eletricidade Básica 2ª Edição – Ed. Bookman

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