Geradores e Receptores Elétricos

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.

Símbolo do gerador ou do receptor ideal

II) Gerador ou receptor REAL: a resistência interna possui um valor próximo das demais resistências do circuito.
Símbolo do gerador ou do receptor real

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:

Funcionamento de  um Gerador Real

A equação característica de um gerador expressa o cálculo do potencial elétrico real (U) disponibilizado pelo gerador ao circuito em que ele está inserido.
\dpi{120} U=E-r\cdot i
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:

Funcionamento de um Receptor Real

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.
\dpi{120} U'=E'+r'\cdot i
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:

Associação em série de diferentes geradores

A tensão ideal equivalente nessa associação é dada pela seguinte expressão:
\dpi{120} E_{equivalente}=E_1+E_2+E_3+\cdots +E_n
A resistência equivalente é determinada pela seguinte expressão:
\dpi{120} r_{equivalente}=r_1+r_2+r_3+\cdots +r_n

b) Geradores iguais associados em paralelo:

Associação em paralelo de geradores iguais

A tensão ideal equivalente nessa associação é dada pela seguinte expressão:
\dpi{120} E_{equivalente}=E
A resistência equivalente é determinada pela seguinte expressão:
\dpi{120} r_{equivalente}=\frac{r}{N}
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).
O que achou do Resumo Teórico de Geradores e Receptores Elétricos? Deixe seu comentário!
Para mais conteúdos sobre vestibular, continue acompanhando o Blog do Kuadro e assista às nossas Aulas Ao Vivo Gratuitas diariamente!