Circuitos

Circuitos elétricos

1. Geradores de energia elétrica
Como já vimos, a função do gerador de energia elétrica é fornecê-Ia ao circuito que ele alimenta. Essa energia é fruto da conversão de alguma modalidade de energia não-elétrica em energia elétrica. A seguir, veremos diversas denominações que esses geradores podem receber, de acordo com a modalidade de energia de que dispõem para produzirenergia elétrica.

São os que convertem energia mecamca em energia elétrica. É o caso dos geradores das usinas hidrelétricas.

São os que convertem energia luminosa em energia elétrica. É o que ocorre, por exemplo, com os fotômetros de máquinas fotográficas, nos quais surge um sinal elétrico em conformidade com a intensidade luminosa do ambiente visado.

Os geradores das usinas hidrelétricasusam a energia mecânica da água para produzir energia elétrica.

Geradores quimicos
São os que convertem energia potencial química em energia elétrica. Podemos citar como exemplo as pilhas e as baterias.

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Este veiculo dotado de células solares, nas quais a energia solar é convertida em energia elétrica, foi desenvolvido pelo Cresesb (Centro de Referência para Energia Solar e EólicaSérgio de Salvo Brito), instituição sediada no Rio de Janeiro, que busca o desenvolvimento e uso das fontes de energia solar e eólica no Brasil.

São os que convertem energia térmica diretamente em energia elétrica (efeito termoelétrico).

Um gerador de tensão contínua é representado nos esquemas de circuitos pelo símbolo a seguir:

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e~~

Símbolo de um gerador de tensão contínua, porexemplo, da pilha ao lado: e é sua força eletromotriz; r, sua resistência interna; e A e B, seus terminais.

Termopar. Aquecendo a junção de dois fios de metais diferentes (no caso, cobre e constantan), surge uma ddp entre as outras extremidades, que estão em temperatura mais baixa. O termopar é usado para medir temperaturas que podem variar em uma faixa muito ampla.

Nota: • Embora a grandeza eseja chamada (impropriamente) de força eletromotriz, é importante você perceber que não se trata de uma força, mas de uma diferença de potencial.

Equação do gerador
Vamos, agora, determinar a expressão que fornece a tensão U entre os terminais do gerador em função da intensidade i da corrente que o percorre, expressão conhecida como equação do gerador. Para isso, observe a figura a seguir, emque temos uma pilha ligada a uma lâmpada e a correspondente representação esquemática.

Toda a teoria que vamos desenvolver a seguir, em Eletrodinâmica, tratará apenas de geradores de corrente contínua químicos.

Elementos que caracterizam um gerador
Quando um gerador não é percorrido por corrente elétrica, ou seja, quando ele não está ligado a nada, existe entre seus terminais uma diferença depotencial denominada força eletromotriz (fem) ou tensão em vazio, que vamos simbolizar por e. Entretanto, ao ser percorrido por corrente elétrica, a ddp U entre os terminais de um gerador torna-se menor que e. Isso acontece porque o gerador, como todo condutor, possui uma resistência elétrica. Essa resistência é denominada resistência interna do gerador, que vamos simbolizar por r. Evidentemente,não se trata de um resistor colocado dentro do gerador pelo seu fabricante, mas da resistência própria dos materiais de que ele é composto.
Em uma pilha comum, a força eletromotriz é igual a 1,5 V. Isso significa que a diferença de potencial entre seus terminais é igual a 1,5 V quando ela está, por exemplo, dentro de sua embalagem, ou seja, desligada.

Suponha ê = 1,5 V; r = 0,1 Q e i = 2 A. Ovalor de

e (1,5 V) significa que a pilha produz 1,5 J de energia
elétrica por coulomb de carga que passa por ela. A diferença de potencial na resistência interna é dada pelo produto r i: r i = 0,1 Q . 2 A = 0,2 V Isso significa que a energia elétrica dissipada dentro da própria pilha é igual a 0,2 J por coulomb que passa por ela. Portanto, o filamento da lâmpada recebe 1,3 J (1,5 J - 0,2...