Laboratorio Geradores Elétricos

8/8/2019 Laboratorio Geradores Elétricos

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Disciplina: Eletricidade Básica

Prof.: Euler Cássio Tavares de Macêdo

Geradores Elétricos

Objetivo

Determinar, experimentalmente, a resistência interna, a força eletromotriz e a

corrente de curto circuito de um gerador.

TeoriaGeradores elétricos são dispositivos que mantém entre seus terminais uma

diferença de potencial, obtida a partir de uma conversão de outro tipo de energia em

energia elétrica.

Essa conversão pode ser de varias formas, destacando-se os geradores que

transformam energia mecânica, química e térmica em energia elétrica; denominados

respectivamente de geradores eletromecânicos, eletroquímicos e eletrotérmicos.

Como exemplo de geradores eletroquímicos temos as pilhas e baterias, que a partir de uma reação química separam as cargas elétricas positivas das negativas,

provocando o aparecimento de uma tensão elétrica entre dois terminais denominados pólos.

Como geradores eletromecânicos temos os dínamos e os alternadores, que a partir de um movimento mecânico geram respectivamente energia elétrica continua e

alternada.Como geradores termoelétricos temos o par termoelétrico em que dois metais

diferentes recebem calor e proporcionalmente geram uma tensão entre seus terminais.

Um gerador elétrico alimentando uma carga deve fornecer tensão e corrente que

esta exigir. Portanto, na realidade, o gerador fornece tensão e corrente.

O gerador ideal é aquele que fornece uma tensão constante, denominada de

Força Eletromotriz (E), qualquer que seja a corrente exigida pela carga. Seu símbolo e

sua curva característica, tensão em função da corrente são mostradas na Figura 1.

Figura 1 ± (a) Gerador ideal; (b) Curva característica de um gerador ideal.

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇ O, CI NCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA-IFPB

Curso de Equipamentos Biomédicos



O gerador real perde energia internamente, portanto a tensão de saída não será

constante, sendo atenuada com o aumento da corrente exigida pela carga. Podemosrepresentar essa perda por uma resistência interna (r) e, consequentemente, o gerador

real como um gerador ideal sem série com essa resistência, conforme Figura 2.

Figura 2 ± Gerador real

Do circuito equivalente ao gerador real, observamos que a resistência interna

causa uma queda da tensão de saída, quando ele estiver alimentando uma carga. Essa

situação é mostrada na Figura 3.

Figura 3 ± Gerador real alimentando uma carga.

Aplicando a Lei de Ohm, podemos escrever:

Onde , assim obtemos a Equação geral do Gerador:

Da equação, obtemos a curva característica do gerador real, que é vista na Figura

4.

Figura 4 ± Característica de um gerador real.



Pela curva notamos que, ao aumentarmos o valor da corrente, a tensão diminui, e

quando ela atingir o valor zero, teremos um valor de corrente que é denominada decorrente curto-circuito ICC, pois nessas condições o gerador encontra-se curto-

circuitado.

A característica completa é mostrada na Figura 5.

Figura 5 ± Característica completa de um gerador real.

Na condição de curto circuito, temos que:

cc

A corrente de curto-circuito, bem como a resistência interna do gerador, deve ser

obtida experimentalmente, ou seja, levantando a curva característica do gerador e

extraindo dela esses dois parâmetros, conforme apresentada em seguida na Figura 6.

Figura 6 ± Curva característica de um gerador real.

e



Exemplo

O gráfico da Figura 7 representa a curva característica de um gerador. Determine

a resistência interna, a corrente de curto-circuito e a equação do gerador.

Figura 7 ± Curva característica de um gerador.

Equação geral do gerador: V = 9 - 3I

Material Experimental

Fonte variável

Resistores 100/ 1,15W e 1k

Década resistiva

Multímetro

Parte Prática

1) Monte o circuito da Figura 8. Ajuste a tensão da fonte para 10V.

2) Meça a tensão entre os pontos A e B com a década desconectada. Anote esse valor no

quadro 1.

E(V)

Quadro 1



3) Ajuste a resistência da década de acordo com o quadro 2. Meça e anote para cada valor,

a tensão e a corrente na carga.

R() 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

V(V)

I(mA)Quadro 2

4) Substitua o resistor de 100 por outro de 1k e repita os itens 2 e 3, anotando os

valores nos quadros 3 e 4.

E(V)

Quadro 3

R() 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100

V(V)

I(mA)

Quadro 4

Observação: Os resistores de 100 e 1k estão simulando a resistência interna do gerador, pois

uma fonte estabilizada, dentro de uma faixa de corrente, comporta-se como um gerador ideal.

Exercícios

1) Com os dados obtidos, construa a curva característica do gerador V= f(I) para ambos os

casos.

2) Determine as resistências internas e as correntes de curto-circuito por intermédio das

curvas.

3)

Escreva as equações dos geradores.4) Determine a equação do gerador da Figura 9, sabendo que, estando a chave S na

posição 1, o voltímetro indica 9V e o miliamperímetro 600mA, e quando na posição 2,

o voltímetro indica 9,6V e o miliamperímetro 480mA.

5) Um gerador em vazio apresenta uma tensão de saída igual a 15V. Quando ligarmos aos

terminais deste uma lâmpada de 6W, ela vai consumir uma corrente de 500mA. Escreva

a equação desse gerador.

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