Neste post, falaremos sobre o que são geradores e receptores elétricos, quais suas utilidades e funções e como eles são cobrados nos vestibulares.
1. Definições:
a) Gerador:
É o dispositivo que converte alguma modalidade de energia em energia elétrica.
b) Receptor:
É o dispositivo que converte energia elétrica em outra modalidade de energia.
c) Símbolos:
I) Gerador ou receptor IDEAL: a resistência interna é muito pequena se comparada as demais resistências do circuito.
II) Gerador ou receptor REAL: a resistência interna possui um valor próximo das demais resistências do circuito.
d) Observações:
I) Fisicamente gerador e receptor são a mesma coisa, a diferença entre eles se dá pelo sentido de circulação da corrente.
Exemplo: uma bateria de telefone celular é gerador quando se está utilizando o celular e a mesma bateria passa a ser um receptor quando se coloca o celular para carregar.
II) Só é possível existir um receptor se no circuito há um gerador.
III) O potencial elétrico de um gerador necessariamente é superior ao potencial elétrico de um receptor.
IV) Algumas pessoas podem pensar que a resistência interna é um resistor que existe dentro de um gerador ou de um receptor, porém na realidade ela é uma simplificação de todas as resistências que surgiram devido à construção do gerador ou do receptor.
2. Equações características:
a) Gerador:
A equação característica de um gerador expressa o cálculo do potencial elétrico real (U) disponibilizado pelo gerador ao circuito em que ele está inserido.
Onde:
U = tensão disponível do gerador para fornecer ao circuito (em V)
E = tensão ideal do gerador (em V)
r = resistência interna do gerador (em Ω)
i = corrente que atravessa o gerador quando este está inserido em um circuito (em A)
b) Receptor:
A equação característica de um receptor expressa o cálculo do potencial elétrico (U’) necessário para o receptor funcionar em um circuito, considerando-se a tensão ideal do receptor (E’) e a tensão perdida devido à existência de resistências internas.
Onde:
U’ = tensão necessária para o funcionamento do receptor (em V)
E’ = tensão ideal do receptor (em V)
r’ = resistência interna do receptor (em Ω)
i = corrente que atravessa o receptor quando este está inserido em um circuito (em A)
3. Associação de geradores e receptores elétricos:
As formas como são feitas as associações de geradores e de receptores são iguais. Porém as associações apresentadas a seguir só tem validade se forem feitas só com geradores ou só com receptores, nunca misturando os dois.
a) Diferentes geradores associados em série:
A tensão ideal equivalente nessa associação é dada pela seguinte expressão:
A resistência equivalente é determinada pela seguinte expressão:
b) Geradores iguais associados em paralelo:
A tensão ideal equivalente nessa associação é dada pela seguinte expressão:
A resistência equivalente é determinada pela seguinte expressão:
Onde: N é o número total de geradores associados em paralelo
4. Exercício de Aplicação:
(ENEM 2017 – Questão 129 – Caderno 7 Azul) Em algumas residências, cercas eletrificadas são utilizadas com o objetivo de afastar possíveis invasores. Uma cerca eletrificada funciona com uma diferença de potencial elétrico de aproximadamente 10.000 V. Para que não seja letal, a corrente que pode ser transmitida através de uma pessoa não deve ser maior do que 0,01 A. Já a resistência elétrica corporal entre as mãos e os pés de uma pessoa é da ordem de 1.000 Ω. Para que a corrente não seja letal a uma pessoa que toca a cerca eletrificada, o gerador de tensão deve possuir uma resistência interna que, em relação à do corpo humano, é
a) praticamente nula.
b) aproximadamente igual.
c) milhares de vezes maior.
d) da ordem de 10 vezes maior.
e) da ordem de 10 vezes menor.
Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial disponibilizado pela INEP (procure a resposta da questão 129).
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