O documento apresenta conceitos fundamentais sobre geradores elétricos, definindo-os como sistemas que convertem diferentes formas de energia em energia elétrica. Ele aborda a força eletromotriz (fem), resistência interna e rendimento dos geradores, ilustrando com exemplos e exercícios práticos. Também discute a condição de curto-circuito e fornece análises sobre a curva característica dos geradores.

1. Geradores
Prof. Giovani
Revisão
Aula 01

2. Gerador elétrico
Dispositivos como pilhas, baterias ou tomadas, que fornecem energia
elétrica,
são chamados de geradores elétricos; os que consomem essa energia, de
receptores elétricos, no caso, os motores do carrinho e do liquidificador.

3. Gerador elétrico
Função:
Símbolo:
Definição:
Um gerador elétrico é todo sistema capaz de transformar em energia
elétrica qualquer outra modalidade de energia.
Transformar outras formas de energia em
energia elétrica

4. Gerador elétrico

5. Força eletromotriz (fem) E de um gerador é a ddp medida em seus
terminais quando ele não está sendo percorrido por corrente elétrica.
Por essa razão, ela pode ser também chamada de tensão em vazio. Sua
unidade de medida, no SI, é o volt (V).
Força eletromotriz
E =
Pt
i
A fem E é definida como o quociente entre a potência total fornecida pelo
gerador
e a intensidade da corrente que o atravessa:

6. Equação do gerador elétrico
A tensão (diferença de potencial) que se verifica
entre os terminais do gerador, quando em circuito
aberto, é denominada força eletromotriz (fem) e
indicado pela letra E. Ao ser percorrido por uma
corrente elétrica, o gerador dissipa uma parte da
energia por ele gerada na forma de calor.
Dizemos então que o gerador possui uma
resistência interna indicada pela letra r. No
interior dos geradores, a corrente elétrica circula
do polo negativo para o positivo.
Esquematicamente, temos:
Energia não Elétrica
Energia
Dissipada
Energia Elétrica
No gerador, temos:
Potência total
Potência útil
Potência dissipada
Pt =E ∙ i
Pt =U ∙i
Pd=r ∙ i2
Como:
Pt =𝑃𝑢+ 𝑃𝑑 E ∙ 𝑖=𝑈 ∙ 𝑖+r ∙i2
U =𝐸 −r ∙ i
Nos casos onde a resistência interna do gerador
pode ser desprezada, o gerador é dito ideal e
temos: U = E.

7. (Expex)A pilha de uma lanterna possui uma força eletromotriz de 1,5 V e
resistência interna de 0,05 Ω. O valor da tensão elétrica nos pólos dessa
pilha quando ela fornece uma corrente elétrica de 1,0 A a um resistor
ôhmico é de:
a) 1,45 V b)
1,30 V c)
1,25 V d)
1,15 V e)
1,00 V
EXERCÍCIO

8. Dados: Situação: Solução:
E1,5 V
0,05Ω
1A
?
RESOLUÇÃO

9. Dados:
E1,5 V
0,05Ω
1A
?
Solução:
U =ε −ri
U =1,5−0,05.1
U =1,5−0,05
U =1,45V
RESOLUÇÃO

10. Rendimento do Gerador (η)
Por definição, termos que:
η=
𝑈 ∙𝑖
𝑅 ∙ 𝑖
η=
𝑃𝑜𝑡 ê 𝑛𝑐𝑖𝑎ú𝑡𝑖𝑙
𝑃𝑜𝑡 ê 𝑛𝑐𝑖𝑎𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
η𝑔=
𝑈 ∙ 𝑖
𝑅∙ 𝑖

11. Lei de Ohm-Pouillet
Considere o circuito simples (fechado)
E=( R+r ) ∙i Essa é a Lei de Ohm-Pouillet (Claude S. M. Pouillet,
1790-1868, físico e político francês).

12. Exercicio
Um gerador elétrico, de fem 100 V e resistência interna 2Ω, alimenta um
resistor de resistência R.
Sabendo que a ddp entre os terminais do gerador é de 80 V, calcule:
a) a intensidade da corrente no circuito;
b) o valor de R;
e) o rendimento do gerador elétrico.

13. Resolução
Dados: E = 100 V; r = 2 Ω; U = 80 V
a) Pela equação do gerador elétrico:
U = E - r · i ⇒ 80 = 100 - 2i ⇒ i = 10 A
b) Aplicando a Primeira Lei de Ohm no resistor
R:
U=Ri ⇒ 80=R 10 ⇒ R=8 Ω
c) Pela expressão do rendimento:
η𝑔=
𝑈
𝐸
=
80
100
=0,8 ⇒ η%=80 %

14. Curto-circuito em um gerador elétrico
Dizemos que um gerador está em curto-circuito
quando seus terminais estão ligados por um
condutor de resistência elétrica desprezível (R =
0). A intensidade da corrente, nessa condição, é
denominada corrente de cuto-circuito ().
U =𝐸 −r ∙i ⇒0=E − r ∙icc ⇒ icc =
𝐸
𝑟

15. Curva característica do gerador elétrico

16. Exercício
A figura ao lado mostra a curva característica de um gerador elétrico.
Determine:
a) a fem E e a corrente de curto-circuito do gerador;
b) a resistência interna do gerador;
c) a ddp nos terminais do gerador quando ele é ligado a um resistor de
resistência R = 8 Ω.

17. Resolução
a) Pelo diagrama, temos E = 20 V e = 10 A
b ¿ r=
E
icc
=
20
10
⇒ r =2 Ω
c) Esquematizando o circuito elétrico e aplicando a
Lei de Ohm-Pouillet, encontramos a intensidade de
corrente que circula no gerador:
E = (R + r) · i 20 = (8 + 2) · i i = 2 A
Pela equação do gerador elétrico:
U = E - r · i U = 20 - 2 · 2 U = 16 V

18. OBRIGADO!

19. PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 3. São Paulo: Ed do
Brasil, 2016.
BONJORNO, José Roberto et al. Física: Eletromagnetismo, Física Moderna. 2. ed. São Paulo: Ftd, 2016. 3 v.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Eletromagnetismo, Ondulátoria, Fisica
Moderna. Vol 3. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 3. 3ª
Edição. São Paulo: Moderna, 2016.
REFERÊNCIAS