Associação de Geradores

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O que é um gerador elétrico real?

Dispositivo que converte energia não elétrica em energia elétrica, possuindo força eletromotriz (E) e resistência interna (r).

Equação característica do gerador

U = E - r . i, onde U é a ddp útil, E é a força eletromotriz, r é a resistência interna e i é a corrente elétrica.

Associação de geradores em série: objetivo principal

Aumentar a diferença de potencial (tensão total) fornecida ao circuito elétrico.

Força eletromotriz equivalente em série (Eeq)

Soma algébrica das forças eletromotrizes de cada gerador: Eeq = E1 + E2 + ... + En.

Resistência interna equivalente em série (req)

Soma direta de todas as resistências internas: req = r1 + r2 + ... + rn.

Comportamento da corrente na associação em série

A corrente elétrica (i) que atravessa todos os geradores em série é exatamente a mesma em cada um deles.

Associação em série de n geradores idênticos (E e r)

A fem equivalente vale Eeq = n . E e a resistência interna equivalente vale req = n . r.

Associação de geradores em paralelo: objetivo principal

Aumentar a capacidade de corrente elétrica ou a durabilidade sem elevar a força eletromotriz total.

Condição ideal para associar geradores em paralelo

Os geradores associados devem ser idênticos (mesma fem E e mesma resistência r) para evitar correntes de circulação indesejadas.

Fem equivalente de n geradores idênticos em paralelo

A força eletromotriz equivalente é igual à de um único gerador: Eeq = E.

Resistência equivalente de n geradores idênticos em paralelo

A resistência interna equivalente é dada por req = r / n.

Divisão da corrente em n geradores idênticos em paralelo

A corrente total do circuito (itotal) se divide igualmente entre eles: ig = itotal / n.

Lei de Pouillet aplicada a geradores em série com resistor R

i = Eeq / (R + req) = (E1 + E2 + ...) / (R + r1 + r2 + ...).

Lei de Pouillet para n geradores idênticos em paralelo com carga R

i = E / (R + r / n), onde a corrente total se reparte entre os ramos.

O que ocorre se geradores com fem diferentes forem postos em paralelo?

O gerador de maior fem descarregará sobre o de menor fem, atuando como gerador enquanto o outro vira receptor.

Corrente de curto-circuito de um gerador (icc)

icc = E / r, que ocorre quando a tensão nos terminais externos do gerador é nula (U = 0).

Exemplo: 3 pilhas idênticas em série de E = 1,5 V e r = 0,2 ohm

Eeq = 1,5 + 1,5 + 1,5 = 4,5 V e req = 0,2 + 0,2 + 0,2 = 0,6 ohm.

Exemplo: 4 pilhas idênticas em paralelo de E = 6 V e r = 2 ohm

Eeq = 6 V e req = 2 / 4 = 0,5 ohm.

Exemplo resolvido: 2 geradores (E=10V, r=1 ohm) em série com R=3 ohm

Eeq = 20 V; req = 2 ohm; Corrente i = 20 / (3 + 2) = 4 A.

Associação mista de geradores

Combinação de grupos em série interligados em paralelo, calculando-se primeiro cada ramo em série e depois o conjunto paralelo.