Geradores Eletricos

Capítulo 04. Geradores Elétricos

Capítulo 04. Geradores Elétricos

1. Definição

Denominamos gerador elétrico todo dispositivo capaz de

transformar energia não elétrica em energia elétrica.

Conforme o tipo de energia não elétrica a ser

transformada em elétrica, podemos classificar os

geradores em:

– mecânicos (usinas hidrelétricas)

– térmicos (usinas térmicas)

– nucleares (usinas nucleares)

– químicos (pilhas e baterias)

– foto-voltaicos (bateria solar)

– eólicos (energia dos ventos)

É importante salientar que o gerador não gera carga

elétrica, mas somente fornece a essas cargas a energia

elétrica obtida a partir de outras formas de energia.

Sendo

ET = energia elétrica ou total,

EU = energia elétrica ou útil,

ED = energia dissipada,

pelo princípio da conservação de energia, temos:

Como onde é o intervalo de tempo em que o

gerador transformou energia, podemos escrever, em

termos de potência:

2. Força Eletromotriz (fem) de um

Gerador

Para os geradores usuais, a potência total (PT) ou não

elétrica é diretamente proporcional à corrente elétrica que

o atravessa, assim:

= costante .

A essa constante dá-se o nome de força eletromotriz (E)

do gerador.

Observe que a unidade de força eletromotriz é o volt (V),

pois

Quando lemos numa pilha o valor 1,5 V, devemos

interpretar que, para cada unidade de carga elétrica (1 C)

que a atravessa, 1,5 J de energia química (não elétrica)

são transformados em energia elétrica e em energia

dissipada.

3. Resistência interna do gerador

Quando um gerador está ligado num circuito, as cargas

elétricas que o atravessam deslocam-se para o pólo

(terminal) onde chegarão com maior energia elétrica do

que possuíam no pólo (terminal) de entrada.

Acontece que, durante essa travessia, as cargas

“chocam-se” com partículas existentes no gerador,

perdendo parte dessa energia sob a forma de calor, por

efeito Joule, como num resistor.

A essa resistência à passagem das cargas pelo gerador

damos o nome de “resistência interna (r)” do gerador.

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Capítulo 04. Geradores Elétricos

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4. Representação de um Gerador

5. Equação Característica do Gerador

Um bipolo qualquer que estivesse ligado aos terminais A

e B do gerador (pólos negativo e positivo,

respectivamente) estaria submetido à ddp U e percorrido

pela corrente elétrica i.

A potência elétrica (útil) que estaria utilizando seria:

Na resistência interna do gerador, a potência dissipada

seria: PD = r · i 2

Como PT = PU + PD, então E · i = U · i + r · i2

Logo Equação característica do gerador

Exercícios Resolvidos

01. O bipolo da figura desenvolve uma potência elétrica

de 40 W, quando fechamos a chave Ch do circuito.

Sabendo que nessa situação a ddp nos seus terminais é

10 V, determine:

a) a corrente elétrica no gerador;

b) a potência dissipada em sua resistência interna;

c) a força eletromotriz do gerador.

Resolução

Fechando a chave Ch

a) PU = U · i

40 = 10 · i

b) PD = r · i2 no gerador, logo PD = 0,5 · 42

c) Sendo U = E – r · i

10 = E – 0,5 · 4

02. Um estudante mediu os valores da ddp nos terminais

de um gerador e os correspondentes valores da corrente

elétrica que o atravessava, obtendo a tabela abaixo.

Determine a força eletromotriz e a resistência elétrica

desse