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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
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
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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Estudo dos geradores

  • 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.