Geradores elétricos

  Os geradores elétricos são dispositivos que transformam outros tipos de energia em energia elétrica, ao contrario que se imagina os geradores não criam cargas elétricas.

  Um gerador elétrico possui dois polos, sendo um positivo e outro negativo, gerando uma diferença de potencial (d.d.p).

  Um gerado elétrico real possui em seu interior uma pequena resistência. Para representa-lo usamos o seguinte símbolo: 

Onde:

E é a força eletromotriz do gerador

r é a resistência interna do gerador

  A força eletromotriz do gerador (fem) está relacionada ao trabalho realizado pelo gerador para fazer um elétron percorrer o circuito. Assim podemos descrever a fem matematicamente da seguinte forma:

E = Τ/∆Q

Onde:

E é a força eletromotriz

T é o trabalho realizado pela a força elétrica

∆Q é a quantidade de carga transportada

EQUAÇÃO DO GERADOR

Calculamos a tensão do gerador como (fem) menos a tensão dissipada pela resistência interna.

U = E - ri

Onde:

U é a tensão elétrica

E é a força eletromotriz ( fem)

r é resistência interna do gerador

i é a corrente elétrica do gerador

Potência do gerador

   Podemos distinguir o gerador apresentado três potências, potência útil (Pu) que realmente é convertido em energia elétrica, potência total (Pt) que é a energia total do gerador e a potência dissipada (Pd) que são as perdas durante o processo de geração de energia.

Calculamos potência total como:

Pt = E.i

Onde:

Pt é potência total

E é a força eletromotriz

i é a corrente do gerado

 Pd = r.i.i

Onde:

Pd potência dissipada

r resistência interna do gerador

i é a corrente interna do gerado

Pu = Pt - Pd

Pu = Ei - Ri.i

Pu = (E - Ri).i, como U = E - Ri

Logo, Pu = Ui

Rendimento do gerador

Logo podemos calcular o rendimento do gerado como a relação entre a potência útil e a potência total.

Onde:

n é o rendimento do gerador

U potência útil

E potência eletromotriz

Lei de Pouillet

Pouillet verificou que a diferença de potencial nos polos do terminal do gerador é a mesma que nos terminais do resistor, logo:

UAB = E – ri, como UAB = Ri

Então:

E – ri = Ri

Logo

E = (R + r)i

Essa relação ficou conhecido como lei de Pouillet.

Ex. No circuito abaixo, um gerador de f.e.m. 8V, com resistência interna de 1Ω, está ligado a um resistor de 3 Ω.

Determine:

a)    a ddp entre os terminais A e B do gerador.

8= ( 3 + 1). i => i = 8/4 => i =2A

U= E- ri => U = 8 - 1.2 => U = 8-2

U= 6V

b)   O rendimento do gerador

n = U/E => n = 6/8

n= 0,75