GERADORES – MEDIDAS ELÉTRICAS – CIRCUITOS SIMPLES
Setor 1210
Prof. Calil
Aulas 21 e 22
Gerador é o sistema que transforma um tipo qualquer de
energia (térmica, química, mecânica, eólica, nuclear, luminosa)
em energia elétrica. São exemplos de geradores, as pilhas,
baterias, as placas solares, etc. Graças a esta conversão de
energia, o gerador cria e mantém nos seus terminais uma
diferença de potencial (ddp), a tensão elétrica = U.
Quando a forma de energia utilizada se transforma totalmente
em energia elétrica, não ocorrendo nenhuma perda, caso em que
o rendimento é de 100%, o gerador é denominado ideal. São
estes geradores que iremos estudar.
A diferença de potencial (tensão elétrica) que um gerador
mantém
nos
seus
terminais,
denomina-se
Exemplos de geradores
Força
Eletromotriz (fem), sendo representada pela letra e. Assim, para o gerador ideal U = e.
e=U
SÍMBOLO DO GERADOR IDEAL:
Sentido da corrente
AMPERÍMETRO =
É o instrumento de medida elétrica que indica o valor da
corrente que passa por um elemento do circuito como, por
A
exemplo, a lâmpada da figura. A corrente que passa pela
lâmpada tem que passar pelo amperímetro, e por esse motivo,
Corrente=i
corretamente instalado, ele fica em série com a lâmpada.
Assim colocado, sua resistência interna se soma com a
resistência da lâmpada, diminuindo o valor da corrente real
que circula pela lâmpada. Para não alterar o real valor da corrente, o amperímetro deve ter baixa
resistência interna. O amperímetro ideal, que não altera o valor da corrente que passa pelo elemento,
tem resistência interna igual a zero.
VOLTIMETRO =
É o instrumento de medida elétrica que mede a ddp (tensão = U) entre
os terminais de um elemento. Portanto, ele fica em paralelo com o
elemento no qual mede a ddp. Assim colocado, ele desvia corrente do
elemento, alterando o circuito. Para não desviar corrente, o voltímetro
deve ter alta resistência interna. O voltímetro ideal é aquele cuja
resistência interna tende a infinito, e não desvia corrente.
CIRCUITO ELÉTRICO SIMPLES
É a reunião de geradores com resistores. Resolver o circuito é obter a corrente e a ddp em cada elemento
que constitui o circuito. Vamos resolver o circuito ao lado.
e = 30V
1º) Determinar o valor da resistência equivalente do circuito.
B
No caso temos dois resistores em paralelo, os de 12Ω e 6Ω.
A
I=3A
Estes dois são substituídos por um só de 4Ω. Ficamos com três
12Ω
6Ω
5Ω
resistores em série: 4Ω, 1Ω e 5Ω, que somados resultam na
UCA = 12V
resistência total do circuito: Req = 10Ω.
2º) O gerador fornece a ddp = 30V. Com o valor da resistência
I1
i2
C
1Ω
D
total do circuito, e a ddp (fem=e) do gerador, aplicando a lei de
Ohm, obtemos o valor da corrente que circula nos ramos
isolados do circuito:
U = e = Req. I
30 = 10.I
I = 3A.
3º) Para obter a corrente em cada resistor em paralelo (12Ω e 6Ω) temos que obter o valor da ddp entre
os pontos A e C, entre os quais estão os citados resistores. Como a resistência equivalente que existe
entre estes pontos vale Req = 4Ω, aplicando a lei de Ohm: UCA = R.I
UCA = 4.3
UCA = 12V
Como os resistores entre A e C estão em paralelo, suportam a mesma tensão UCA de 12V. Temos então
12V para 12Ω e 12V para 6Ω. Aplicando a lei de Ohm para cada um, obtemos: i1 = 1 A e i2 = 2 A.
4º) Para achar a ddp U nos outros resistores, basta aplicar a lei de Ohm (U=R.I) em cada um.
Entre B e D: UBD = 5.3 = 15V; Entre D e C: UDC = 1.3 = 3V.
5º) A potência dissipada em cada resistor é obtida pela expressão: P = U.I ou P=R.I2.Exemplificando:
No resistor de 5Ω a ddp é de U = 15V, e a corrente vale I = 3A. Neste resistor a potência dissipada vale
P = 15.3 = 45W. A potência poderia ser calculada também por P = R.I2 = 5.(3)2 = 45W.