1. Resumo

Este relatório trará a definição de um gerador e o como é seu funcionamento, alguns tipos de geradores serão citados e terá uma breve explicação de como funciona um gerador de corrente alternada. Mostrará que todo gerador real tem uma resistência interna. Através de dados do experimento, descobrirá qual o valor dessa resistência interna.

2. Introdução

Gerador e fem

Os geradores elétricos são dispositivos que mantêm entre seus terminais uma diferença de potencial. Produzindo um escoamento permanente de cargas. [Apostila de Física Experimental II - UEPG]

Para produzir um escoamento permanente de cargas elétricas, é necessário uma algo para "bombear" estas cargas, um dispositivo que - realizando trabalho sobre os portadores de carga - mantém uma diferença de potencial entre um par de terminais. Um gerador é o exemplo de um dispositivo que fornece uma fem (força eletromotriz E ) no circuito. Ele realiza trabalho sobre os portadores de carga. [Halliday]

Tipos de geradores

• geradores eletroquímicos: pilhas, baterias, etc...

• geradores eletrodinâmicos: dínamos e alternadores.

• Geradores termoelétricos: onde dois metais diferentes recebem calor e geram tensão em seus terminais: células solares, termopilhas.

O gerador real

Os geradores de tensão elétrica usada em circuitos elétricos não são ideais. Por diferentes razões existe sempre uma limitação na corrente I que eles podem fornecer. Todo gerador real possui uma fem E e uma resistência interna r_i em série. Esta resistência interna causa uma queda de tensão de saída (V) no circuito. A figura 1 abaixo mostra um gerador ideal em um circuito com uma resistência R qualquer: [Apostila de Física Experimental II - UEPG]

A ddp entre os terminais do gerador da figura 1 é dado pela lei de Ohm: [Apostila de Física Experimental II - UEPG]:

V= E - r_i I

A figura 2 mostra que podemos determinar através da equação acima a fem E e a resistência interna r_i de um gerador com Voltagem de saída (V) em função da corrente (I) que percorre o circuito: [Apostila de Física Experimental II - UEPG]

Potência do gerador para o circuito:

A potência dissipada pela resistência do condutor é dada pela equação abaixo:

Avaliando a equação acima, podemos notar que:

O numerador é a máxima potência que o gerador poderia fornecer ao circuito se a resistência interna r_i for nula.

A condição máxima de transferência de potência (P) ocorre quando R=r_i veremos isto na figura 3 abaixo: [Apostila de Física Experimental II - UEPG]

3. Experimento

3.1. Materiais

• Gerador (caixinha que contém pilha e um resistor em série que simula a resistência interna r_i)

• Década de resistores (para variar a resistência R do circuito)

• Voltímetro

• Amperímetro

3.2. Métodos

• Monte o circuito abaixo:

• Varie o valor de R (de 1000W até 30W) e anotamos os valores da Voltagem (V) e Corrente (I) correspondentes.

1. Resultados obtidos

   - Montar a tabela abaixo

Tabela:

Gráficos:

• Plotar um gráfico de V X I (Gráfico 1);

• Plotar outro gráfico de P X V (Gráfico 1);

• Encontrar no Gráfico 2 o valor de R onde a pontência é máxima (onde R=r_i ).

4.2. Análise dos resultados e discussões

- Através dos gráficos 1 e 2, obtenha os seguintes valores:

• Analisar os reusltados obtidos.

5. Conclusão

- Fazer uma conclusão.

6. Referências

APOSTILA DE FÍSICA EXPERIMENTAL II - UEPG.

HALLIDAY, D. & Resnick, Fundamentos de Física 3 - Eletromagnetismo, 6^ª edição, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro, 2003., 116 pg.