BIPOLO GERADOR

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São José do Rio Pardo/SP
Engenharia Básico– 3º Período
Rua Jorge Tibiriça, 451 – Centro – São José do Rio Pardo – SP
CEP: 13720-000 – Tel.: (19) 3681 – 2655
Autores:
Cristiane da Silva Azevedo 
Lineker Caruso Vieira da Silva 
Luís Henrique Rafael de Araújo
 Maria Carolina Prado 
Moisés de Paiva Ignácio 
 Paula Aparecida Soares
BIPOLO GERADOR
São José do Rio Pardo – SP
2017
São José do Rio Pardo/SP
Engenharia Básico – 3º Período
BIPOLO GERADOR
Relatório apresentado à UNIP – Campus São José do Rio Pardo referente à disciplina de Eletricidade básica- laboratório, como parte dos requisitos para avaliação bimestral, no Curso de Engenharia Básico.
São José do Rio Pardo – SP
2017
INTRODUÇÃO
Um bipolo elétrico é um dispositivo com dois terminais acessíveis através dos quais pode fluir uma corrente elétrica e que interligados a outros bipolos formarão um circuito elétrico. Em qualquer instante a corrente que entra por um dos terminais deve ser igual a que sai pelo outro terminal. O objetivo desse relatório é buscar através de dados e cálculos, identificar em um circuito as variações quanto a tensão e corrente quando alteramos a resistência da mesma, é necessário também estudar a potência útil desenvolvida num circuito sustentado por uma fonte de corrente contínua. Neste experimento estamos usando a primeira lei de OHM, definindo-se que a constante de proporcionalidade entre U e I seria a “resistência elétrica” do condutor normalmente simbolizado por R, portanto, U=R.I. De acordo com sua lei, os condutores que mantém sua resistência constante são chamados de resistores ôhmicos, e aqueles que têm a sua resistência variante são chamados de resistores não ôhmicos. Podemos dizer que quanto maior a tensão, menor a corrente elétrica.
REFERENCIAL TEÓRICO
Gerador Elétrico
O gerador elétrico é o bipolo elétrico que realiza a transformação de uma forma qualquer de energia em energia elétrica. Os terminais do gerador são denominados polos: o polo negativo corresponde ao potencial elétrico menor, e o polo positivo corresponde ao potencial elétrico maior.
Existem várias maneiras de se gerar energia elétrica, dentre elas:
- Por indução eletromagnética: é o caso da maioria dos geradores de grande porte que, a partir da ação de forças eletromagnéticas sob as cargas elétricas em um condutor, dá origem a uma tensão elétrica e, consequentemente, a uma corrente elétrica.
- Pela ação química: é o caso dos geradores eletroquímicos, como as pilhas e baterias, que aproveitam a energia proveniente das reações químicas em seu interior para dar origem a uma tensão elétrica. 
- Pela ação da luz: é o caso dos geradores fotoelétricos que, por exemplo, com a incidência da luz sob uma camada de selênio, depositada sobre uma camada de ferro, dá origem a uma corrente elétrica. 
- Por aquecimento: é o caso dos pares termoelétricos, e consiste no aquecimento de uma junção de dois metais diferentes, como por exemplo, ferro e constatam, que originam uma corrente elétrica.
- Por pressão: é o caso dos cristais denominados piezelétricos (quartzo e turmalina), que quando submetidos a esforços de tração ou compressão, dão origem a uma tensão elétrica. São usados em microfones.
Os portadores de carga elétrica (por convenção positivo) que constituem a corrente elétrica atravessam o gerador elétrico sempre no sentido do seu potencial mais baixo (polo negativo) para o seu potencial mais alto (polo positivo), fornecendo energia elétrica ao circuito. No interior do gerador, ocorre uma elevação do potencial dos portadores de carga. 
Bipolo gerador 
Um bipolo é um dispositivo elétrico que possui dois terminais condutores. Define-se uma correnteatravés do bipolo, bem como uma tensãoentre seus terminais.A cada bipolo corresponde um fenômeno físico predominante: transporte de cargas, acúmulo de energia em campo elétrico, conversão de energia elétrica em calor etc. Todo bipolo elétrico pode ser modelado matematicamente através de uma função. O bipolo possui valores pré-determinados pelo fabricante para sua tensão, corrente e potência elétrica, denominados valores nominais. Se ele for ligadocorretamente e estes valores forem observados, seu funcionamento ocorrerá como projetado pelo fabricante. 
Circuito
Um circuito elétrico é constituído por uma associação de diversos dipolos, que permitem a passagem da corrente elétrica através de um caminho condutor fechado. Se o circuito apresentar um único caminho para a corrente elétrica circular, ele é denominado circuito simples. Se houver mais de um caminho, o circuito é denominado complexo. Todo circuito possui um elemento responsável por fornecer energia elétrica aos demais bipolos do circuito, que é normalmente representado pelo gerador elétrico.
Reostato 
O reostato é o bipolo que apresenta resistência variável. No reostato de cursor, a variação da resistência elétrica ocorre continuamente devido à variação de comprimento do fio condutor percorrido pela corrente elétrica.No reostato de pontos, a resistência elétrica varia descontinuamente, ou seja, assume apenas alguns valores pré-determinados, devido à variação do número de resistores associados conforme se muda a posição da chave.Nos dois tipos de reostatos, o valor da resistência elétrica do reostato é determinado pelo trecho percorrido pela corrente elétrica no seu interior. O comportamento elétrico do reostato em um circuito elétrico é idêntico ao de um resistor comum.
Lâmpada incandescente
A lâmpada incandescente de filamento é o bipolo elétrico utilizado na iluminação de ambientes. Ela é constituída por um filamento de tungstênio no interior de um bulbo de vidro contendo um gás inerte, normalmente argônio ou criptônio.A presença do gás retarda a sublimação do filamento, apesar de não impedi-la totalmente.Quando a lâmpada é percorrida por uma corrente elétrica, o filamento de tungstênio torna-se incandescente e começa a emitir luz.
Voltagem ( V)
A voltagem ou diferença de potencial é a energia necessária para mover uma carga unitária em um percurso, medida em volts (V). Ou simplesmente: é o trabalho necessário para mover uma carga unitária ao longo de um percurso. 
I(t) I(t) 
Tensão (U)
A tensão é medida por meio de voltímetros, constituído por um aparelho indicador e dois fios condutores (pontas de prova) que o interligam aos terminais do bipolo. Os terminais do voltímetro não são intercambiáveis, devendo ser distinguidos pelas marcas “+” e “-”. Se num dado instante a indicação do aparelho for positiva, podemos afirmar que o terminal “+” está a um potencial mais elevado que o terminal “-”. Um voltímetro ideal não altera o comportamento dos circuitos em que for ligado. Por outro lado, os voltímetros reais sempre modificam o circuito em que forem ligados. Cabe ao usuário certificar-se que essa modificação é desprezível. Duas variáveis elétricas foram associadas aos dipolos: tensão e corrente. Ao medir essas grandezas podemos associar o amperímetro e o voltímetro de duas maneiras distintas.
Rendimento de um gerador (n)
Podemos definir rendimento elétrico do gerador como sendo a relação entre a potência útil (Pu) e a potência total gerada (PT). A equação é a seguinte:
 n =PU/Pg
Potência gerada e potência útil (Pg e PU)
Vamos considerar duas pessoas que realizam o mesmo trabalho. Se uma delas realiza o trabalho em um tempo menor do que a outra, ela tem que fazer um esforço maior, assim diz que ela desenvolveu uma potência maior em relação à outra.Assim sendo, uma máquina é caracterizada pelo trabalho que ela pode realizar em um determinado tempo. A eficiência de uma máquina é medida através da relação do trabalho que ela realiza pelo tempo gasto para realizar o mesmo, definindo a potência.
Define-se potência como sendo o tempo gasto para se realizar um determinado trabalho. Matematicamente, a relaçãoentre trabalho e tempo fica da seguinte forma.
Para potência útil :
PU=V×I
Onde:
PU= potência útil 
V=voltagem
I= corrente elétrica 
Para potência gerada 
Pg=E×I
Onde:
Pg= potência gerada
E= tensão nominal da pilha 
I= corrente elétrica 
Curto-circuito
O curto-circuito em um circuito elétrico ocorre quando um fio de resistência elétrica muito baixa interliga dois pontos com potenciais elétricos diferentes. Esta ligação faz com que os pontos adquiram o mesmo potencial elétrico e, portanto, a diferença de potencial entre estes pontos torna-se nula.Durante este processo, a corrente elétrica atinge valores elevados, provocando um aquecimento exagerado e podendo danificar os aparelhos conectados ao circuito.
MATERIAL UTILIZADO
1 Galvanômetro (multímetro digital);
1 Reostato 500Ω;
1 Porta pilhas (4×1,5v);
Fios com bornes;
1 Miliamperímetro de 0 a 100 Ma;
Descrição do Experimento
Montamos o circuito como o professor instruiu-nos. Usamos um conjunto de pilhas como nosso gerador, e para simular a resistência interna utilizamos resistores de baixo valor por conta das pilhas não estarem consideravelmente gastas o que não implicaria numa resistência significativa.
Variamos a resistência no reostato de 5 em 5mA, preenchemos as tabelas, realizamos cálculos e plotamos um gráfico V x I para determinarmos a corrente do circuito.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Em laboratório:
1º. Cálculo da potencia útil (PU), potencia no gerador (Pg) e do rendimento (η)
	Cálculo da potencia útil (PU), potencia no geredor (Pg) e do rendimento(n)
	I (mA)
	V (V)
	Pu=V*I (mW)
	Pg= E*i (mW)
	n= Pu/Pg
	0,0
	6,09
	Pu= 6,09*0,0 = 0
	Pg= 6,0*0,0 = 0
	n= 0,0/0,0 = 0
	5,0
	-
	-
	-
	-
	10,0
	5,58
	Pu= 5,58*10,0 = 55,8
	Pg= 6,0*10,0 = 60
	n=58,8/60,0 = 0,93
	15,0
	5,42
	Pu= 5,42*15,0= 81,3
	Pg= 6,0*15,0 = 90
	n=81,3/90,0 = 0,90
	20,0
	5,19
	Pu=5,19*20,0 = 103,8
	Pg= 6,0*20,0 = 120
	n=103,8/120,0 = 0,86
	25,0
	4,99
	Pu=4,99*25,0= 124,75
	Pg= 6,0*25,0 = 150
	n=124,75/150,0 = 0,83
	40,0
	4,25
	Pu= 4,25 * 40,0 = 170
	Pg= 6,0*40* = 240
	n=170,0/240,0 = 0,70
	60,0
	3,29
	Pu= 3,29*60,0 = 197,4
	Pg= 6,0*60,0 = 360
	n=197,4/360,0 = 0,54
	80,0
	2,42
	Pu= 2,42*80,0 = 193,6
	Pg= 6,0*80,0 = 480
	n=193,6/480,0 = 0,40
	Legenda
	I= Corrente elétrica
	Pu= Potência útil
	Pg= Potência no gerador
	n= Rendimento
	v=Voltagem
	I(mA)
	V(V)
	0
	6,09
	10
	5,58
	15
	5,42
	20
	5,19
	25
	4,99
	40
	4,25
	60
	3,29
	80
	2,42
2º. Trace a reta que melhor se ajusta aos pontos lançados.
3º. A partir da reta obtida determine a tensão nominal do conjunto de pilhas E, 
	Equação da Reta 
	y= 0,0461 * 6,0941
	R= 0,9993
4º. Ainda a partir do gráfico determine a corrente e curto circuito ICC.
	Corrente e Curto Circuito
	Icc= E/R
	Icc= 6,04941/0,0461
	Icc= 132,193
5º. Faça o gráfico de PU x I.
	Pu(mW)
	I(mA)
	0
	0
	55,8
	10
	81
	15
	103,8
	20
	12,75
	25
	170
	40
	197,4
	60
	193,6
	80
CONCLUSÃO
O experimento proporcionou uma ideia mais ampla de como funciona o transporte de energia de um ponto para o outro. Foi possível compreender e constatar o efeito dos resistores e como interagem no circuito. Os dados obtidos foram imprescindíveis para a criação das equações e montagem do gráfico assim como para realizarmos os cálculos necessários para obtermos os resultados.
ANEXOS
BIBLIOGRAFIA
www.decom.fee.unicamp.br/cardieri/
www.fisicavivenvial.pro.br