Geradores e Receptores: Conceitos e Cálculos

GERADORES RECEPTORES E CIRCUITOS GERADORES É todo aparelho que transforma em Energia Elétrica qualquer outra modalidade de Energia Ex Química pilhas baterias Hidráulica Hidrelétricas Térmicas Termelétricas e nucleares Solar Eólica Dentro da fonte de força eletromotriz os portadores de carga positiva devem moverse de um ponto de potencial mais baixo terminal negativo para outro de potencial mais alto o terminal positivo i r ε Força eletromotriz A força eletromotriz fem de um gerador é a energia elétrica fornecida pelo gerador por unidade de carga Definição ε Wq V Potência fornecida P dWdt P εi Lembrando que dWdt é Potência P dqdt é Corrente i dq dW dq dW dt dq dt dW i P GERADOR Energia qualquer mecânica química eólica Energia elétrica Energia dissipada Efeito Joule tP uP dP d u t P P P 2 r i V i i r i V Equação do gerador VV ε tg θ r θ 0 icc iA r i V r 0 𝑉 0 𝑖 𝑖𝑐𝑐 𝜀 𝑟 𝑛 𝑃𝑢 𝑃𝑡 𝑛 𝑉𝑖 𝜀𝑖 𝑛 𝑉 𝜀 RECEPTORES É todo aparelho que transforma Energia Elétrica em qualquer outra modalidade de Energia que não seja exclusivamente térmica Ex Image of various appliances Símbolo i ε r Onde ε Força contraeletromotriz fcem Volts r Resistência interna do Receptor Ω RECEPTOR Energia elétrica Energia qualquer Energia dissipada Efeito Joule tP uP dP d u t P P P 2 r i i V i r i V Equação do Receptor VV tg θ r ε θ 0 iA r i V 𝑛 𝑃𝑢 𝑃𝑡 𝑛 𝜀𝑖 𝑉𝑖 𝑛 𝜀 𝑉 Pela conservação de energia temos diss util t E E E t R i t R i t r i t r i i t i t 2 2 2 1 2 2 R i r R r 2 1 2 1 R R r r i Circuito de uma única malha com Gerador Receptor e resistores Como encontrar a corrente i no circuito E P t R i R R r r i 2 1 Circuito de uma única malha com Gerador Receptor e resistores Como encontrar a corrente i no circuito 02 No circuito esquematizado abaixo o Gerador e o Amperímetro são ideais Com a chave ch aberta o Amperímetro indica 20 A e com a chave fechada indica 22 A Determine o valor da resistência R com a chave ch aberta i2A iER 2E1210 E44 V EXERCÍCIOS RESOLVIDOS EM SALA 01 Uma bateria de automóvel tem fem de 120 V e resistência interna de 050 Ω Calcule a intensidade da corrente máxima que podemos obter com essa bateria Vερi 01205i icc1205 icc24 A Dado o circuito da figura abaixo determine os potenciais elétricos nos pontos A e B No circuito abaixo a fonte de fem fornece 100 V tendo resistência interna desprezível As resistências valem R1 5 Ω R2 35 Ω R3 6 Ω R4 2 Ω Qual é a potência elétrica dissipada em R4 em Watts Um Gerador de resistência interna de 8 Ω é ligado por um fio de resistência 4 Ω a um Receptor de resistência interna de 20 Ω O gerador tem fem de 500 V e o receptor uma fcem de 100 V a Calcule a intensidade da corrente nesse circuito b Calcule os rendimentos elétricos do Gerador e do Receptor No circuito da figura abaixo sabese que o resistor de 10 Ω dissipa uma potência de 144 W a Qual a leitura do amperímetro ideal A b Qual a leitura do voltímetro ideal V c Qual a fem do gerador d Qual o rendimento elétrico do gerador Cálculo da ddp entre os pontos C e A VCA R₁i₁ VCA 122 VCA 24V Cálculo da fem do Gerador V E Ri VBA E Ri Os gráficos abaixo representam as curvas características para um Gerador e um Receptor motor Associado a estes dispositivos citados acima foi colocado em série num circuito uma lâmpada de 10 Ω um secador de 25 Ω Determine a a efm a resistência interna e i do Gerador b a efcm a resistência interna do Receptor c para esta situação calcular o rendimento elétrico do Gerador e do Receptor Cálculo da corrente i i ΣE ΣR 8020 10 10 2 5 8 i 113 A Cálculo da ddp para o Gerador V E πi V 8113 V 7094 V Cálculo da ddp para o Receptor V E πi V 20 10113 V 313 V Rendimento elétrico p Gerador η V E η1 7094 80 η1 886 Rendimento elétrico p Receptor η E V η1 20 313 η1 633 Os gráficos abaixo representam as curvas características para um Gerador e um Receptor motor Associado a estes dispositivos citados acima foi colocado em série num circuito uma lâmpada de 20 Ω um chuveiro de 15 Ω e um ferro de passar roupa de 5 Ω Determine para esta situação os rendimentos elétricos do Gerador e do Receptor Gerador π Xg θ 50 0 10 5 π 10 Ω V E πi 50 E 105 E 100 V Receptor π tg θ 100 60 10 5 π 8 Ω J E πi 60 E 85 E 20 V L E R 100 20 20 8 15 138 A a V R i 30 R 2 Req 18 9 18 9 6 Ω O esquema mostra três pilhas de 15 V ligadas a um resistor R de 30 Ω O voltímetro e o amperímetro são ideais a Faça a representação esquemática desse circuito b Calcule a leitura do amperímetro e do voltímetro No circuito da figura abaixo calcule a Potência dissipada nos resistores de 4 Ω e 1 Ω 9 Ω 13 Considere o circuito da figura abaixo Determine o valor da resistência R i 1A 50V 1Ω 4Ω i E R 1 50 1 4 90R 90 R 5 90R 90 R 50 90R 90 R 50 5 90R 4590 R R 90 Ω