O ESTUDO DE UM BIPOLO GERADOR

FUNDAÇÃO PAULISTA DE TECNOLOGIA E EDUCAÇÃO - UNILINS
ENGENHARIA CIVIL

LABORATÓRIO DE FÍSICA 3

ESTUDO DE UM BIPOLO GERADOR

ALUNOS:

ANSELMO  - ID 209712

ANGÉLICA  - ID 207003

AMÉRICO  - ID 302175

BIANCA  - ID 208011

LETÍCIA  - ID 207232

RODRIGO  - ID 209190

NICOLLAS  - ID 301752

INTRODUÇÃO

Bipolo Gerador
São aqueles que transformam energia não elétrica (química, mecânica, entre outros) em energia elétrica. Por exemplo: as baterias transformam energia química em elétrica, as hidroelétricas transformam energia potencial (mecânica) da água em energia elétrica.
Os bipolos geradores possuem dois terminais apenas, no caso de bipolos geradores a corrente elétrica entra pelo terminal de menor potencial e sai pelo terminal de maior potencial.

A resistência interna do gerador

Os geradores não são ideais, ou seja, eles mesmos oferecem resistência à passagem da corrente elétrica. Por esta razão os geradores de corrente contínua devem ser representados pelo símbolo ao lado, onde representa a "resistência interna do gerador". e IRE representa a tensão nominal da pilha ou seja, a tensão gerada pelo processo que ocorre no interior do gerador (e indicada pelo fabricante) que é chamada "força eletro motriz" (fem).

Observa-se que, quando o gerador está fornecendo uma corrente I, a diferença de potencial V fornecida pelo gerador não é a tensão nominal E pois ocorre uma queda de potencial na resistência interna, ou seja a tensão oferecida pelo gerador é:

V = E − RI .I

onde RI é a queda de tensão na resistência interna do gerador. A análise esta expressão mostra que a tensão fornecida pelo gerador só coincide com a tensão nominal do gerador quando a corrente é nula. Mais ainda, que a tensão fornecida pelo gerador diminui com o aumento da corrente fornecida. Se a resistência interna do gerador for significativamente elevada, a tensão poderá ser bem menor que sua tensão nominal.

Analisando a expressão obtém-se dois pontos que permitem determinar o gráfico da variação da tensão com a corrente:

V=E -> Quando a corrente é nula

Existe uma corrente máxima Icc que o gerador pode fornecer, que é chamada corrente de curto circuito. Ela é alcançada quando a tensão fornecida pela fonte é nula, ou seja:

V=0

0=E-RI*Icc

Icc=E/RI

Potência

É o trabalho realizado pelo gerador por unidade de tempo.

A potência elétrica absorvida por um bipolo qualquer, ou potência útil, é dada pelo produto entre a tensão (V) em seus terminais e a corrente elétrica (i) que o atravessa:
Pu = V * i

A potência gerada pelo circuito é dada por:

Pg=E*i

A potência útil máxima obtida no circuito será:

Pu máx. = E²/(4i)

A potência se anula quando o valor da corrente (i) for igual a zero.

É possível calcular também o rendimento do gerador sendo que o rendimento é a relação entre potência útil e potência gerada, ou seja:

Ŋ=1-(ri/E)

EXPERIMENTO

O objetivo da experiência que se segue é estudar o bipolo gerador, determinando sua resistência interna bem como a corrente de curto circuito e a tensão nominal do gerador, e também estudar a potência útil desenvolvida no experimento.

V= tensão

E= força elemotriz

R= resistência interna

I= corrente

Circuito

[pic 1][pic 2]

[pic 3][pic 4][pic 5]

[pic 6][pic 7]

Iniciamos o experimento fazendo i variar de 5 em 5 mA, para cada valor de corrente medimos a tensão fornecida, obtivemos os resultados da tabela abaixo.( gráfico V x I anexo)

I (mA)	V
5	2,8
10	2,55
15	2,3
20	2
25	1,75
30	1,5
35	1,25
40	1
45	0,2

Calculamos a resistência interna utilizando a fórmula V=E-Ri e a potencia útil máxima

E=3

Icc=60

R=3/(60*10 ³) = 50 Ω

Pu max= 3²/(4r) = 0,045 (w)

A segunda etapa foi calcular o Pu para todos os pontos encontrados, conforme tabela abaixo, e com esses dados calcular o rendimento do gerador, utilizando a fórmula Ŋ=1-(ri/E). (gráfico Pu x I anexo)