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Estudo dos geradores

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1. ESTUDO DOS GERADORES Professor Marco Antonio – setembro/2014 Definição: Gerador é um dispositivo que realiza a transformação de uma forma qualquer de energia em…
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  • 1. ESTUDO DOS GERADORES Professor Marco Antonio – setembro/2014 Definição: Gerador é um dispositivo que realiza a transformação de uma forma qualquer de energia em energia elétrica. Exemplos:  Geradores químicos: baterias e pilhas  Geradores mecânicos: geradores de usinas hidroelétricas, gerador do automóvel.  Geradores solares: células foto elétricas. O gerador é um dispositivo de dois terminais capaz de manter uma diferença de potencial elétrico (ddp) entre esses terminais, que fornece energia para que cargas se movimentem de um terminal para o outro (corrente). Símbolo: Equação do gerador: onde E = força eletromotriz (V) r = resistência interna (Ω) Curva Característica: - A corrente de curto-circuito ocorre quando os terminais do gerador são ligados por um fio de resistência desprezível. - Neste caso, a corrente elétrica correspondente é máxima, provocando um aquecimento do gerador. Balanço energético no Gerador: Pelo princípio da conservação da energia, a Energia total é igual à soma da Energia Dissipada com a Energia utilizada. Assim, teremos que: , onde: Potência Total: Potência Útil: Potência Dissipada: Rendimento: Sendo que o rendimento é um número adimensional (geralmente expresso em porcentagem) e mede a eficiência do gerador. Lei de Ohm-Pouillet Considere-se o circuito simples constituído por um gerador e um resistor. U = E − ri 𝑖 𝑐𝑐 = 𝐸 𝑟 Pt = Pu + Pd Pt = E. i Pu = U. i Pd = r. i2 𝜂 = U 𝐸
  • 2. Professor Marco Antonio – setembro/2014 Como a ddp nos terminais do gerador é igual à ddp existente nos terminais do resistor R, temos que: Exercícios: 1- Um gerador de força eletromotriz (fem) de 12 V e resistência interna de 0,1 Ω possui uma potência elétrica total de 6 W. a) Qual a intensidade da corrente elétrica que o atravessa? b) Qual a potência dissipada internamente? c) Qual o rendimento do gerador? 2- O gráfico ao lado representa a curva característica de um gerador. Ao ligarmos o gerador a um resistor de 11,5 Ω, qual será a potência dissipada nesse resistor? 3- A chamada corrente de curto-circuito de um gerador é definida como: a) a corrente que passa por dentro desse gerador, quando ligado a um circuito qualquer. b) a corrente que passa pelas ligações desse gerador, quando ligado a um circuito qualquer. c) a menor corrente que passa por esse gerador. d) a corrente que passa por esse gerador quando a fem for a nominal. e) a maior corrente que passa por esse gerador. 4- Tem-se um gerador de f.e.m. igual a 12V e resistência interna r = 2,0 Ω. Determine: a) a ddp em seus terminais para que a corrente que o atravessa, tenha intensidade i = 2,0A; b) a intensidade da corrente i para que a ddp no gerador seja U = 10V 5- Quando os terminais de uma pilha elétrica são ligados por um fio de resistência desprezível, passa por ele uma corrente de 20 A. Medindo a ddp entre os terminais da pilha, quando ela está em circuito aberto, obtém-se 1,0V. Determine a f.e.m. e a resistência interna da pilha. 6- A curva característica de um gerador está representada abaixo. Qual o valor da fem do gerador e da sua resistência interna? 7- 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. b) O rendimento do gerador 8- O gráfico a seguir, representa a curva característica de um gerador. Analisando as informações do gráfico, determine: a) a resistência interna do gerador b) a f.e.m. e a intensidade da corrente de curto-circuito do gerador. 9- Um gerador elétrico possui força eletromotriz E = 12 V e resistência internar = 2,0 Ω. a) Qual é a intensidade da corrente elétrica que percorre o gerador quando a tensão entre seus polos é U = 8,0 V? b) Sendo i = 4,0 A a intensidade da corrente elétrica que percorre o gerador, qual é a tensão elétrica entre seus polos? 10- Um amperímetro ideal é ligado aos polos de uma bateria de força eletromotriz E = 6.0 V e resistência interna r = 1,0 Ω. Qual é a leitura do amperímetro? DICA: O amperímetro ideal tem resistência elétrica nula. Ao ligá-lo aos polos do gerador, este fica em curto-circuito. 𝑖 = 𝐸 𝑅 + 𝑟
  • 3. Professor Marco Antonio – setembro/2014 11- É dada a curva característica de um gerador. Determine: a) a força eletromotriz E; b) a resistência interna r; c) a intensidade da corrente de curto-circuito. 12- O gráfico abaixo representa a curva característica de um gerador. Determine: a) a força eletromotriz E; b) a resistência interna r; c) a intensidade da corrente de curto-circuito.
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