3º B Geradores

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Resistores, geradores e receptores

Os resistores, geradores e receptores são elementos que constituem o circuito elétrico. O funcionamento desses dispositivos baseia-se na transformação de energia.

Os aparelhos elétricos são muito utilizados no nosso cotidiano, por isso é quase impossível imaginar como seriam as nossas vidas sem geladeira, televisão, lâmpadas, chuveiro, entre tantos outros. Mas para que esses instrumentos funcionem, eles devem ser conectados a  circuito elétrico tem a função de conectar vários elementos elétricos, como os resistores, geradores e receptores, além de serem o caminho que a corrente elétrica percorre, levando energia para todos os elementos. Veja as características de cada um desses elementos:

Os geradores elétricos são dispositivos que transformam qualquer tipo de energia em energia elétrica e são os responsáveis por fornecê-la e mantê-la. Os geradores podem ser de corrente contínua, como as pilhas e baterias, ou de corrente alternada, que é a energia fornecida pelas empresas de eletricidade.

A representação dos geradores em um circuito elétrico é a seguinte:

Na figura, podemos localizar duas grandezas: E, que é a tensão nominal do gerador (também chamada por força eletromotriz "f.e.m."), e r, que é a resistência interna do gerador.

Outro elemento presente nos circuitos elétricos é o receptor — dispositivo capaz de transformar energia elétrica em outras formas de energia, não exclusivamente térmica. O melhor exemplo de receptor são os motores elétricos, uma vez que eles transformam energia elétrica em energia mecânica.

Em um circuito, o receptor recebe energia do gerador, transformando-a de tal que forma que ocorre uma redução na força eletromotriz. Dizemos então que ele tem uma força contra-eletromotriz, chamada E', que se opõe à força eletromotriz do gerador.

Observe na figura como o receptor pode ser representado no circuito:

Por fim, temos os resistores, que também podem ser considerados como receptores elétricos, uma vez que transformam a energia elétrica em energia térmica. Eles são utilizados com duas finalidades: limitar a passagem da corrente elétrica no circuito ou para aquecimento. São exemplos de aparelhos que contêm resistores o chuveiro, o ferro de passar e os secadores de cabelo.

Quando utilizados para limitar a passagem de corrente no circuito, os resistores podem ser utilizados individualmente ou associados com outros de duas formas: em série e em paralelo.

• Resistores ôhmicos

A resistência de um resistor é a grandeza que determina a sua capacidade de resistir à passagem da corrente elétrica. Ela pode ser definida como a divisão entre a diferença de potencial (ddp) à qual está submetida o resistor e a corrente elétrica que o atravessa:

R = U
     i

*U é a ddp à qual o resistor está submetido e i é a corrente elétrica que o atravessa.

Escrevendo a equação acima na forma U = R.i, teremos a chamada Primeira lei de Ohm.

A unidade definida pelo Sistema Internacional de Unidades para a resistência de um resistor é o ohm (simbolizada por Ω). Esse termo é uma homenagem ao físico alemão Georg Simon Ohm.

Rendimento elétrico do gerador 

O rendimento elétrico de um gerador é dado pela relação entre a potência elétrica útil fornecida ao circuito externo e sua potência elétrica total gerada:

O rendimento elétrico de um gerador é dado pela relação entre a potência elétrica útil fornecida ao circuito externo e sua potência elétrica total gerada: 

• Gráfico da ddp versus a corrente

O gráfico da ddp versus a corrente elétrica que passa por um resistor mostra se a resistência mantém-se constante ou não com os aumentos de ddp e corrente. Os resistores de resistência constante são denominados de resistores ôhmicos e seu gráfico característico é uma reta.

erador

A equação característica de um gerador:

U = E – r.i

Onde: U = tensão elétrica 
E = força eletromotriz ( F.E.M)
r = resistência interna do gerador
i = corrente elétrica do gerador

Quando ligado a qualquer circuito, devido a sua diferença de potencial existente entre os dois polos, o gerador então irá ceder energia potencial elétrica para as cargas livres dos elementos do circuito, feito isso as cargas irão percorrer todos os elementos do circuito criando assim um fluxo de cargas elétricas que se denomina corrente elétrica.

Se ligado a apenas um fio de resistência interna muito pequena, a tensão elétrica existente tenderá para o valor nulo, logo criará no condutor uma corrente que seria a corrente máxima que o gerador pode fornecer, essa corrente máxima é denominada como corrente de curto circuito e é representada por icc

Lei de Pouillet

Sabemos que um componente essencial em um circuito elétrico é o gerador. Um gerador nada mais é do que um dispositivo que cede energia às partículas portadoras de carga elétrica, a fim de fazer com que elas se mantenham circulando. Dessa forma, podemos afirmar também que um gerador elétrico é um dispositivo capaz de manter a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos de um circuito.

Para nosso estudo vamos considerar um gerador em um circuito elétrico. Esse gerador possui uma força eletromotriz (ε) e possui também uma resistência interna (r), além de estar ligado a um único resistor de resistência elétrica (R), como mostra a figura acima. A diferença de potencial, ddp (UAB), nos terminais do resistor, é determinada utilizando a Lei de Ohm:

No entanto, nos polos do gerador, a diferença de potencial também é UAB e é dada por:

Fazendo a igualdade entre as duas equações acima, podemos obter:

A equação final acima representa a Lei de Pouillet para um circuito gerador-resistor.

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