Geradores Elétricos

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO PAULO 
 
 
DANIEL RONEI DE SÁ – 1575031 
LEONARDO BAGGIO – 1572083 
MATHEUS BATISTA – 1575058 
 
 
 
 
GERADORES ELÉTRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2° SEMESTRE 2016 
 
 
 
 
Relatório técnico apresentado como 
requisitoparcial para obtenção de aprovação na 
disciplina T3LE1 – Laboratório de Eletricidade 
1, no Curso de Engenharia Eletrônica, no 
Instituto Federal de Educação, Ciência e 
Tecnologia de São Paulo. 
Prof. Me. Fulvio Bianco Prevot 
 
1. OBJETIVO 
 Determinar experimentalmente a resistência interna, a força eletromotriz e a corrente de 
curto-circuito do gerador. 
 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
 Temos que os geradores elétricos são dispositivos que mantêm 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 várias formas, destacando-se as três principais, que são: os 
geradores eletromecânicos, eletroquímicos e eletrotérmicos. 
Como exemplo de geradores eletroquímicos, podemos citar as baterias e pilhas, 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 polos. Já para os 
geradores eletromecânicos temos os dínamos e os alternadores, que a partir de um movimento 
mecânico geram respectivamente energia elétrica continua e alternada. E por último, para os 
geradores termoelétricos temos o par termoelétrico em que dois metais diferentes recebem calor 
e proporcionalmente geram uma tensão entre seus terminais. Importante salientar, que 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 mostrados na figura 1. 
 
 
Figura 1 – Gerador ideal e curva característica de um gerador ideal 
Já o gerador real, perde energia internamente, portanto a tensão de saída não será 
constante, sendo atenuada com o aumento da corrente exigida pela carga. Podemos representar 
essa perda por uma resistência interna (r) e, consequentemente, o gerador real como um gerador 
ideal em série com esta resistência, conforme mostra a figura 2. 
 
Figura 2 – Gerador real 
Do circuito equivalente ao gerador real, observamos que a resistência interna causa 
uma queda de tensão de saída, quando ele estiver alimentando uma carga. Essa situação é 
mostra na Figura 3. 
 
Figura 3 – Gerador real alimentando uma carga 
Aplicando a Lei de Ohm, podemos escrever: 
 
Dessa 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, terá um valor de corrente que é denominada de corrente de 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: . 
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 apresenta em seguida a figura 6. 
 
Figura 6 – Curva característica de um gerador real 
Em seguida, temos as equações que representam a resistência interna de um gerador e a corrente 
de curto-circuito, respectivamente: . 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
3.1. Material Utilizado 
 01 Resistor 100Ω. 
 01 Resistor 150Ω. 
 01 Resistor 220Ω. 
 01 Resistor 330Ω. 
 01 Resistor 470Ω. 
 01 Resistor 680Ω. 
 01 Resistor 1,5kΩ. 
 01 Resistor 2,0kΩ. 
 Multímetro Digital. 
 Protoboard. 
 Fonte de Tensão CC Variável. 
 Cabos de Ligação. 
3.2. Procedimentos Experimentais 
 A primeira etapa do experimento deu-se com a medição da resistência dos resistores que 
seriam utilizados durante o experimento. Utilizando o código de cores do fabricante dos 
resistores, foi possível identificar o valor da resistência nominal de cada um dos componentes, 
o valor foi preenchido na Tabela 1, em seguida foi medido o valor experimental das resistências, 
para essa etapa foi utilizado o ohmímetro, atentando-se a escala do equipamento para uma maior 
precisão do valor que estava sendo medido, o valor experimental foi preenchido na Tabela 1. 
Tabela 1 – Valores Nominais e Medidos da resistência dos Resistores. 
Resistores ܀ܑ ܀૚ ܀૛ ܀૜ ܀૝ ܀૞ ܀૟ ܀ૠ 
Nominal [Ω] 150 ± 
5% 
1,5k ± 
5% 
470 ± 
5% 
100 ± 
5% 
330 ± 
5% 
2k ± 
5% 
680 ± 
5% 
220 ± 
5% 
Medido [Ω] 148 1,48k 466 100 330 2k 707 219 
 
Em seguida deu-se início a montagem do circuito que seria utilizado no experimento, 
conforme figura 7, onde R୧ é o resistor de 150Ω e R୐ o resistor de carga. 
 
Figura 7 – Circuito utilizado para divisor de tensão. 
 Com a montagem realizada, foi verificado se todas as conexões e então o circuito foi 
ligado a fonte, a qual, foi ajustada com a auxilio do multímetro para 6V. O mesmo circuito foi 
utilizado para 7 diferentes valores de R୐, sendo de Rଵ a R଻. Para cada montagem foi medido a 
tensão (d.d.p.) em cada resistor de carga e usando os valores medidos (d.d.p. e resistência) foi 
calculado a corrente elétrica no resistor R୐, conforme Tabela 2. 
Tabela 2 – Valores Medidos da d.d.p nos Resistores e Corrente experimental nos Resistores. 
ࡾࡸ[Ω] ࡾࡸ = ܀૚ ࡾࡸ = ܀૛ ࡾࡸ = ܀૜ ࡾࡸ = ܀૝ ࡾࡸ = ܀૞ ࡾࡸ = ܀૟ ࡾࡸ = ܀ૠ 
V [V] 5,472 4,545 2,389 4,154 5,613 4,980 3,591 
I [mA] 3,697 9,753 23,89 12,588 2,812 7,044 16,397 
 
 Utilizando os dados da Tabela 2, foi possível construir o gráfico com a curva 
característica do gerador (formado pela fonte e pelo resistor de 150Ω), como pode ser visto no 
Gráfico 1. 
Gráfico 1 – V x I 
 
O comportamento dessa reta, é do tipo baxy  . Onde a letra “a” é uma constante 
obtida através do coeficiente angular, “y” é a ddp no resistor R୐ e o “x” é a corrente no resistor 
R୐. Temos que o gráfico apresenta um comportamento linear. Baseado nas leis e na equação de 
primeiro grau do gerador que é: V୐ = E − R୍. I. Temos que E é a força eletromotriz, R୍ a 
resistência interna do gerador e I a corrente que ela gera. 
Calculando a equação da reta por MMQ, temos que:





 n
i
n
i
n
i
xi
xibyixi
a
1
11
²
 
n
axiyi
b
n
i



 1
)(
 
Realizando as contas, temos que: ܽ = −0,1519݅ e ܾ = 6,0449, logo ݕ = −0,1519݅ + 6,0449. 
Relacionando a equação da reta obtida através de MMQ com a Equação do gerador, temos que 
o coeficiente angular “a” corresponde a resistência interna do gerador, cujo valor é ܴூ =
151,9ߗ (em módulo), já o coeficiente linear “b” corresponde à força eletromotriz (f.e.m) 
simbolizada por E na equação do gerador, portanto temos que ܧ = 6,0449. A corrente de Curto 
– Circuito ocorrerá quando a d.d.p. no R୐ for 0, logo 0 = −0,1519݅ + 6,0449 → ܫ஼஼ =
଺,଴ସସଽ
଴,ଵହଵଽ
= 39,80݉ܣ. 
 
4. RESULTADOS E CONCLUSÃO 
 A partir deste experimento foi possível estudar o comportamento de um gerador elétrico 
e determinar valores como a força eletromotriz,resistência interna e corrente de curto-circuito 
de um gerador, valores importantes para saber como trabalhar com um determinado gerador ou 
fazer a análise e manutenção de circuitos. 
 Os resultados obtidos nos cálculos da corrente de curto-circuito, força eletromotriz e 
resistência interna do gerador foram coerentes e próximos dos valores nominais e 
experimentais, porém não foram exatos, pois o método utilizado para o cálculo, método dos 
mínimos quadrados (MMQ), é uma aproximação linear aos pontos inscritos no gráfico 1, além 
disso existe também uma margem de erro para os equipamentos de medição utilizados. 
 Considerando que se trata de um experimento de pequena escala que visa a introdução 
didática ao funcionamento de geradores elétricos, não houveram problemas quanto aos 
resultados e nem dificuldades em relação a montagem e realização do experimento, 
proporcionando o entendimento sobre como determinar a resistência interna do gerador, em 
que neste caso ficou coerente com o valor do resistor utilizado para simbolizar a resistência 
interna, a força eletromotriz, que também apresentou o valor esperado e o cálculo da corrente 
de curto-circuito, que nos indica a corrente máxima fornecida pela fonte. 
 
5. BIBLIOGRAFIA 
ALBUQUERQUE, R. O. Análise de Circuitos em Corrente Contínua. 21.a Edição. São 
Paulo: Érica, 2009. 
CAPUANO, F.G; MARINO, M. A. A. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica: Teoria e 
Prática. 17.a Edição. São Paulo: Érica, 2002. 
O’MALLEY, J. Análise de Circuitos. São Paulo: McGraw-Hill, 1983.