Resumo de fisica: Geradores e Receptores Elétricos

Neste resumo, 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