Geradores

Um gerador é um aparelho que transforma algum tipo de energia em energia elétrica.

Simbologia:

FORÇA ELETROMOTRIZ (FEM Ε)

A força eletromotriz de um gerador é a ddp máxima que pode ser gerada por ele em seus terminais.

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 × GERADOR NÃO IDEAL

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

U = ε

ddp útil = ddp produzida

O gerador ideal é teórico usado para facilitar o estudo, na prática, não existem geradores ideais pois sempre há dissipação interna de energia. 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 do Gerador.

U = ε – r .i

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.

(Corrente quando o gerador é colocado em curto – circuito)

POTÊNCIA DE UM GERADOR

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:

P → watt(W)

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, essa grandeza é calculada pela razão entre a ddp útil e a f.e.m. do gerador, como mostrado abaixo:

n = U
         ε

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

Em problemas de associação de geradores é recorrente a necessidade de determinar o gerador equivalente, que seria um único gerador que funciona de modo a substituir de forma equivalente todos os geradores da associação.

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

εeq = ε1+ ε2+ ε3+… + εn

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

req = r1+ r2+ r3+… + rn

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.

εeq = ε

req = r
             n