LISTA DE EXERCICIOS ENVOLVENDO GERADORES

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Geradores – Força Eletromotriz
 Um gerador transforma uma modalidade qualquer de energia em energia elétrica. As cargas elétricas da corrente que atravessa o gerador chegam pelo pólo de potencial mais alto, pólo positivo. É considerado gerador ideal aquele que consegue transferir às cargas que o atravessam toda energia elétrica transformada. A diferença de potencial entre os pólos de um gerador ideal é chamado força eletromotriz (f.e.m.). A f.e.m. é representada pela letra Ԑ, e sendo uma ddp sua unidade de medida é volt.
Gerador Ideal - Na pratica, quando a corrente elétrica atravessa o gerador ela o faz através de condutores, que oferecem uma certa resistência à sua passagem. A essa resistência denominamos resistência interna do gerador (r).
 Representação no circuito e sentido da corrente (+) → (-)
 
 Equação do gerador: U = Ԑ – r.i . Sendo: (U) ddp entre os terminais A e B; (Ԑ) é a força eletromotriz (fem), tem o mesmo valor de U quando não há resistência interna (gerador ideal), ou o circuito está aberto (i = 0). (r) resistência interna do gerador; (i) corrente através do gerador.
Rendimento de um Gerador (η) = Pu /Pt = U/Ԑ
Curva característica do Gerador:
Observações:
O par de operação (U;i), depende da resistência equivalente (Req)
O curto-circuito ocorre quando um fio ideal colocado em contato com os terminais do gerador; neste caso a corrente através do gerador é máxima (icc) e toda energia por ele fornecida se transforma em térmica por efeito Joule
 Cálculo de Potencia no Gerador:
- Potência Total (Pt) = Ԑ .i = ∆Et/∆t 
- Potência Útil (Pu) = U . i = ∆Eu/∆t
- Potência dissipada (Pd) = r . i² = ∆Ed/∆t
- Conservação de Energia:
 Pt = Pu + Pd → Pu = Ԑ .i - r . i² 
- Potência útil máxima (Pu.máx) = Ԑ²/4r; i = icc/2; U = Ԑ/2; η = 50%; Req = r 
 Geradores em série, utilizado quando se deseja uma força eletromotriz maior que a fem de cada gerador associado (Ԑeq) = Ԑ1 + Ԑ2 + Ԑ3 +......
 Resistência Equivalente (Req) = r1 + r2 +....... 
 Gerador em paralelo, a corrente através de cada gerador associado é menor do que a corrente total, o que prolonga sua vida útil. Ԑeq = Ԑ
req = r/N. Sendo (N), o número de geradores em paralelo.
 EXERCÍCIOS
Comumente denomina-se gerador qualquer aparelho no qual a energia química, mecânica ou de outra natureza é transformada em energia elétrica. A curva característica é o gráfico que relaciona a intensidade de corrente i no gerador com a diferença de potencial (ddp) U entre seus terminais. Considerando que o gráfico a seguir representa a curva característica de um gerador hipotético, qual a intensidade da corrente de curto-circuito desse gerador?
a) 0,15 A.
b) 1,5 A.
c) 15 A.
d) 30 A.
e) 32 A.
2ª) O gerador elétrico é um dispositivo que fornece energia às cargas elétricas elementares, para que essas se mantenham circulando. Considerando-se um gerador elétrico que possui fem ε = 40,0V e resistência interna r = 5,0 Ω, é correto afirmar que
a) a intensidade da corrente elétrica de curto circuito é igual a 10,0A.
b) a leitura de um voltímetro ideal ligado entre os terminais do gerador é igual a 35,0V.
c) a tensão nos seus terminais, quando atravessado por uma corrente elétrica de intensidade i = 2,0A, é U = 20,0V.
d) a intensidade da corrente elétrica que o atravessa é de 5,6A, quando a tensão em seus terminais é de 12,0V.
e) ele apresenta um rendimento de 45%, quando atravessado por uma corrente elétrica de intensidade i = 3,0A.
3) No circuito abaixo, um gerador de f.e.m. 8V, com resistência interna de 1Ω, está ligado a um resistor de 3 Ω.
Determine:
a) a ddp entre os terminais A e B do gerador.
b) O rendimento do gerador
 
4) Tem-se um gerador de f.e.m.E=12V e resistência interna r = 2,0 Ω.
Determine:
a)a ddp em seus terminais para que a corrente que o atravessa, tenha intensidade i  = 2,0A; 
U = 8V
b) a intensidade da corrente i para que a ddp no gerador seja U = 10V    i = 1,0 A
5) O gráfico a seguir, representa a curva característica de um gerador. Analisando as informações do gráfico, determine:
a) a resistência interna do gerador r = 8Ω
b) a  f.e.m. e a intensidade da corrente de curto-circuito do gerador. 80 V; e 10 A
 6) Quando os terminais de uma pilha elétrica são ligados por um fio de resistência desprezível, passa por ele uma corrente de 20ª.
Medindo a ddp entre os terminais da pilha, quando ela está em circuito aberto, obtém-se 1,0V. Determine  f.e.m. E e a resistência interna r da pilha. E = 1,0 V; r = 5,0 .10-2  Ω
 
7) Observe o circuito abaixo. Quando a chave seletora (ch) está posicionada em x, o amperímetro (A) registra 1,5 A. Quando mudamos a chave seletora para a posição y, o amperímetro passa a registra 1,2 A. Determine a força eletromotriz (E) na bateria.
a) 3V
b) 6V
c) 12V
d) 18V
e) 24V
 
8) Um determinado gerador, que possui fem 2,0 V e resistência interna 0,5 Ω, está associado em série a uma pequena lâmpada de resistência 2 Ω. Determine a tensão elétrica existente entre os terminais do gerador.
a) 1,5
b) 1,2
c) 1,6
d) 1,8
e) 2,0
9) Qual será a resistência interna para um gerador que possui fem igual a 50 V e rendimento de 60 % quando percorrido por uma corrente de 2,5 A?
a) 8 Ω
b) 4 Ω
c) 2 Ω
d) 16 Ω
e) 20 Ω
10) Cinco geradores, cada um de f.e.m. igual a 4,5V e corrente de curto-circuito igual a 0,5A, são associados em paralelo. A f.e.m.e a resistência interna do gerador equivalente têm valores respectivamente iguais a:
a) 4,5V e 9,0W
b) 22,5V e 9,0W
c) 4,5V e 1,8W
d) 0,9V e 9,0W
e) 0,9V e 1,8W
11) Três baterias idênticas são ligadas em paralelo, como na figura a seguir. A forca eletromotriz de cada bateria é E, com resistência interna igual a r.
 
A bateria equivalente dessa associação tem força eletromotriz e resistência interna, respectivamente iguais a:
a) 3E e r
b) E e r/3
c) E/3 e r
d) E/3 e r/3
e) 3E e r/3
12) Se ligássemos externamente os pontos 1 e 2 do circuito da questão anterior com uma resistência de valor 2r/3, a corrente total no circuito seria:
a) 9E/11r
b) 9E/5r
c) E/5r
d) E/3r
e) E/r
13) No circuito representado abaixo, a bateria é ideal e a intensidade de corrente i1 é igual a 1,5A.
 
O valor da força eletromotriz E da bateria é:
a) 50V
b) 40V
c) 30V
d) 20V
e) 10V