Geradores

Um gerador é um aparelho que transforma algum tipo de energia em energia elétrica. Ele possui dois polos, um positivo e outro negativo, produzindo uma corrente elétrica que flui pelo circuito saindo do polo positivo e chegando ao polo negativo, respeitando o sentido contrário ao movimento dos elétrons.
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FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM E)

A força eletromotriz de um gerador é a ddp máxima que pode ser gerada por ele em seus terminais. É como se fosse o “valor” do gerador.

Porém, nem sempre a ddp fornecida ao circuito é igual ao valor da fem, pois em alguns casos há uma perda em relação à ddp que pode ser gerada, como é o caso do gerador não ideal.

GERADOR IDEAL X GERADOR NÃO IDEAL

O gerador ideal é aquele em que toda sua força eletromotriz é aproveitada pelo circuito, não há nenhum tipo de perda.

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Quando dizemos que um gerador é ideal, é apenas para facilitar os cálculos para o aluno, pois, na prática, ele não existe. Todo gerador possui uma resistência interna (r) que já provoca uma queda de potencial (perda) em seu interior. Para os geradores reais, vale a equação conhecida como equação de Ohm-Pouillet:

Entenda o que ela nos diz: a ddp que o gerador põe para o circuito externo é igual ao valor da força eletromotriz (ε) menos a queda de tensão que os próprios elementos internos, devido à resistência interna do gerador, provocam.

Podemos observar o gráfico dessa equação, dado por:

POTÊNCIA DE UM GERADOR

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Já sabemos calcular a potência de uma associação de resistores utilizando a ddp, a resistência e a corrente do circuito. Baseado nos resultados obtidos anteriormente, temos:

RENDIMENTO DE UM GERADOR

Quando se compara a ddp que o gerador fornece ao circuito com sua força eletromotriz, estamos medindo o rendimento (n) do gerador, que pode ser expresso de forma decimal ou percentual, isto é, feito pela razão entre a ddp externa e a fem do gerador:

ASSOCIAÇÃO DE GERADORES

Assim como os resistores, os geradores podem se associar, quando há mais de um gerador no circuito, e essa associação pode ser em série ou em paralelo.

Geradores em série

Nos problemas de associação de geradores, a busca é pelo gerador equivalente que deverá funcionar como todos os outros juntos.

A força eletromotriz equivalente será dada pela soma das forças eletromotrizes.

A resistência interna equivalente será também obtida pela soma de cada resistência interna.

Geradores em paralelo

No caso de geradores em paralelo, estudaremos apenas o caso em que os geradores são idênticos, mesma fem e mesma resistência interna.

Nesse tipo de associação, a fem do gerador equivalente será a mesma dos geradores da associação. Porém, para se obter a resistência interna equivalente, deve-se imaginar n resistores iguais em paralelo, isto é, a resistência interna do gerador equivalente é o valor da resistência dividido pelo número de geradores associados.

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COMO GERAÇÃO DE ENERGIA PODE CAIR NO ENEM?

Um aparelho muito utilizado em circuitos é o dínamo. Ele faz a conversão de outra energia (normalmente cinética) em energia elétrica. O princípio básico de seu funcionamento é a indução eletromagnética. Na questão é indicada uma aplicação tecnológica do fenômeno de indução eletromagnética associada com um movimento de rotação.

Exemplo

Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas para acender uma pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato com o pneu da bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para acender a lâmpada. Dentro desse gerador, encontram-se um ímã e uma bobina.

(Disponível em: http://www.if.usp.br. Acesso em: 1 maio 2010.)

O princípio de funcionamento desse equipamento é:

A) Corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região.

B) Bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica.

C) Bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente elétrica.

D) Corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético.

E) Corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético.

Gabarito: E

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