Geradores – Força Eletromotriz

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eradores – Força Eletromotriz

Um gerador transforma uma modalidade qualquer de energia em energia elétrica. As cargas elétricas da corrente que atravessa o gerador chegam pelo pólo de potencial mais alto, pólo positivo.

É considerado gerador ideal aquele que consegue transferir às cargas que o atravessam toda energia elétrica transformada.

A diferença de potencial entre os pólos de um gerador ideal é chamado força eletromotriz (f.e.m.). A f.e.m. é representada pela letra E, e sendo uma ddp sua unidade de medida é volt.

Gerador Ideal

Na pratica, quando a corrente elétrica atravessa o gerador ela o faz através de condutores, que oferecem uma certa resistência à sua passagem. A essa resistência denominamos resistência internado gerador (r).

A diferença de potencial U entres os pólos de um gerador real é igual à diferença entre sua f.e.m. E e a queda de tensão r . i causada pela passagem da corrente i pelo gerador de resistência interna r.

Equação do gerador: U = E – r.i

Rendimento de um Gerador

Multiplicando a equação do gerador U = E – r.i pela corrente i, temos U.i = E.i-r.i². Lembrando que a potencia elétrica é dada por P = U.i, temos:

Pu = Pt – Pd, onde:

Pu = U . i: potência útil que o gerador coloca à disposição do circuito.

Pt = E . i: potência total do gerador.

Pd = r . i²: potência dissipada pela resistência interna.

Receptores – Força Contra-Eletromotriz

Quando um gerador estabelece uma diferença de potencial U entre os terminais de um receptor, ela se divide da seguinte forma: uma parte desta E’, chamada de força contra eletromotriz (f.c.e.m.), é utilizada de forma util e a outra parte, que representa a queda de tensão r’ . i decorrente da passagem da corrente elétrica, é dissipada sob forma de calor.

Assim, a equação do receptor é: U = E’ + r . i

Num receptor as cargas elétricas chegam ao pólo positivo, sofrem uma perda de energia na realização de um trabalho útil e saem, pelo pólo negativo com um potencial elétrico menor.

3.1. Rendimento de um Receptor

Multiplicando a equação do receptor pela corrente i, temos:

U = E’ + r’i -> Ui = E’i +r . i²

Pt = Pu + Pd

Em que:

Pt = Ui: potencia total consumida pelo receptor.

Pu = E’i: potencia útil.

Pd = r’ . i²: potencia dissipada pela resistência interna do receptor.

O rendimento elétrico de um receptor é a relação entre a potência útil e a potência total consumida pelo receptor:

Pu η = — Pt