Elétricidade

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MA0 GERADORES ELÉTRICOS 1

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R – 2009

CONTEÚDO 08

1. GERADOR ELÉTRICO: é todo aparelho que transforma uma modalidade de energia qualquer em energia elétrica.

Como exemplo de geradores e suas transformações de energia, podemos citar as usinas hidrelétricas (energia mecânica em elétrica), as pilhas e baterias (energia química em elétrica), as baterias solares (energia solar em elétrica), os cata-ventos (energia eólica em elétrica) e as usinas nucleares (energia nuclear em elétrica).

2. REPRESENTAÇÃO E ELEMENTOS DE UM GERADOR

• A e B: terminais do gerador. • Barra maior: pólo positivo (+).

• E(ou ε): força eletromotriz (fem)

-É a ddp total do gerador- • r : resistência interna do gerador.

• i : correntefornecida pelo

gerador.

• U: ddp fornecida pelo gerador.

3. EQUAÇÃO DO GERADOR: é a equação que determina a ddp fornecida U por um gerador.

O gerador não fornece a fem, E, pois parte dessa ddp cai na resistência interna, r.i, dissipando-se na forma de calor. O restante da ddp, U, é fornecida ao circuito externo. Logo:

OBS: A corrente convencional parte sempre do pólo positivo do gerador. A corrente só circula no gerador quando estiver ligado a um circuito externo fechado. Caso contrário, o circuito é aberto e a corrente é nula.

IMPORTANTE: O gerador ideal é aquele que possui resistência interna nula ( r = 0 ). Assim: U = E – r . i

Note que o gerador ideal fornece a própria fem (U = E).

Porém, na prática, ele não existe. Todo gerador real possui resistência interna diferente de zero, logo a ddp fornecida será menor que a fem (U < E).

4. LEI DE OHM–POUILLET: é usada para determinar a corrente fornecida i por um gerador.

A ddp fornecida pelo gerador (U = E – r.i) será recebida pelo

Req do circuito externo (Lei de ohm: U = Req . i ). Igualando-se estas equações, temos:

U = Ui . (Req + r) = E

Req . i = E – r . i Req . i + r . i = E

ATENÇÃO: Para que um gerador fique em curto-circuito, ligam-se seus terminais através de um fio metálico de resistência nula (Rfio = 0). Um gerador em curto-circuito fornece corrente máxima, chamada de corrente de curto- circuito (icc), podendo, inclusive, explodir.

5. CURVA CARACTERÍSTICA DO GERADOR: é uma reta decrescente, pois U = E – r . i é uma função do 1º grau com coeficiente angular negativo (– r).

OBS: De acordo com o gráfico, quando a corrente fornecida for máxima (icc), a ddp fornecida será nula (U = 0) e vice- versa.

a) 100 V; 10 Ω
b) 50 V; 5 Ω

01. Um gerador apresenta uma curva característica, conforme representado abaixo. Calcule a força eletromotriz e a resistência interna do gerador. c) 200 V; 20 Ω d) 100 V; 5 Ω e) 200 V; 10 Ω

a) 1,5 Vb) 1,4 V c) 1,3 V d) 1,1 V e) 1,0 V

02. Um gerador elétrico tem força eletromotriz igual a 1,5 V e resistência interna igual a 0,10 Ω. Entre seus terminais liga-se um condutor cuja resistência é igual a 0,65 Ω. Nessas condições, a diferença de potencial entre os terminais do gerador vale:

r i E + –

Umáx = E U1

0 i1 i2 imáx = icc i

Circuito fechado

Gerador elétrico Energiaelétrica

Energia qualquer

Circuito aberto +

R i = 0 i

R i i

U i i Req icc

AB r icc icc Fio metálico (Rfio = 0)

i =E

Req + r

, Req= Rfio= 0icc =E

Req + r 0 icc = E r

U = E – r . i

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a) 2 Ω
b) 1 Ω
c) 4 Ω

03. No circuito abaixo, a ddp entre os pontos A e B é 12 V e a bateria tem força eletromotriz de 24 V. A resistência interna da bateria é: d) 6 Ω e) 8 Ω

04. Tendo em vista o circuito elétrico, esquematizado abaixo, leia com atenção as afirmativas:

I. A resistência equivalente ao circuito externo vale 1,5 R. I. A corrente elétrica que passa no amperímetro vale 2E/5R. I. A diferença de potencial entre os terminais do gerador vale 3E/5. Assinale: a) se todas as afirmativas estão incorretas. b) se todas as afirmativas estão corretas. c) se apenas as afirmativas I e I estão corretas. d) se apenas as afirmativas I e I estão corretas. e) se apenas as afirmativas I e II estão corretas.

produzindoAlguns produtos das reações vão se

01. O desgaste, ou envelhecimento, de uma pilha elétrica decorre de reações químicas de oxidação-redução. Essas reações normalmente só ocorrem enquanto a pilha está depositando nos eletrodos, aumentando a sua _ interna e reduzindo a capacidade da mesma em fornecer _ ao circuito. Os termos que melhor preenchem as lacunas são: a) resistência - ddp - corrente. b) corrente - potência - energia. c) ddp - potência - energia. d) corrente - resistência - energia. e) corrente - potência - resistência.

a) zerob) 0,3 Ω. c) 0,5 Ω. d)1,0 Ω. e)1,3 Ω.

02. Um gerador de fem igual a 10 V, quando percorrido por uma corrente elétrica de 2,0 A, possui entre seus terminais uma ddp de 9,0 V. Sua resistência interna vale:

a) 0,25c) 1,0 e) 4,0
b) 0,50d) 3,0

03. Uma bateria de automóvel apresenta está curva característica. A resistência interna da bateria vale, em ohms:

a) 0,2 Ab) 0,45 A c) 4,5 A d) 0,5 A e) 5 A

04. Uma pilha tem força eletromotriz 1,5 V e resistência interna 0,3 Ω. Sua corrente de curto-circuito será:

05. Uma pilha tem força eletromotriz E = 6,0 volts e resistência interna r = 0,20 ohm.

a) A corrente de curto-circuito é icc = 1,2 A. b) Em circuito aberto, a tensão entre os terminais é nula.

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