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Exercícios sobre geradores elétricos

Geradores elétricos são equipamentos que transformam algum tipo de energia diferente de energia elétrica em energia elétrica.

  • Questão 1

    (UFAL) 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.

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  • Questão 2

    (UEFS BA) 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.

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  • Questão 3

    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

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  • Questão 4

    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

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Respostas

  • Resposta Questão 1

    LETRA “C”

    A equação do gerador é dada por:

    U = ε – r.i

    Onde:

    U = Diferença de potencial efetiva;

    ε = Força eletromotriz;

    r = Resistência interna;

    i = Corrente elétrica.

    A partir do gráfico, podemos escrever duas funções:

    20 = ε – 5.r

    14 = ε – 8.r

    Por meio da resolução do sistema composto pelas equações acima, podemos definir ε e r. Para resolver o sistema iremos multiplicar a segunda equação por – 1.

    20 = ε – 5.r

    - 14 = - ε + 8.r

    Somando as equações termo a termo, teremos:

    6 = 3.r

    r = 2 Ω

    Substituindo o valor da resistência interna em qualquer das equações, teremos:

    20 = ε – 5.r

    20 = ε – 5.2

    20 + 10 = ε

    ε = 30V

    A corrente de curto-circuito (iCC) é a corrente elétrica referente à ddp nula, portanto com U = 0, teremos:

    U = ε – r.i

    0 = 30 – 2.iCC

    2.iCC = 30

    iCC = 15 A

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  • Resposta Questão 2

    LETRA “D”

    a) ERRADA: A corrente elétrica de curto-circuito existe quando a ddp é nula, assim, aplicando a equação para os geradores, teremos:

    U = ε – r.i

    0 = 40 – 5.iCC

    5.iCC = 40

    iCC = 8 A

    b) ERRADA: A leitura do voltímetro será 35 V somente se a corrente que fluir pelo circuito for igual à 1 A.

    c) ERRADA: Aplicando-se a equação do gerador, teremos:

    U = ε – r.i

    U = 40 – 5 . 2

    U = 40 – 10

    U = 30 V

    d) CORRETA:

    U = ε – r.i

    12 = 40 – 5.i

    5.i = 40 – 12

    5.i = 28

    i = 5,6 A

    e) ERRADA: Se i = 3 A, teremos:

    U = ε – r.i

    U = 40 – 5.3

    U = 40 – 15

    U = 35 V

    A razão entre a ddp real fornecida e a força eletromotriz é o rendimento do gerador, sendo assim, teremos:

    R = 35 ÷ 40

    R = 0,87 = 87 %

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  • Resposta Questão 3

    LETRA “C”

    A tensão elétrica entre os terminais da lâmpada será a mesma entre os terminais do gerador, sendo assim, a partir da equação dos geradores, escrevemos:

    U = ε – r.i

    A partir da primeira lei de Ohm, sabemos que U = R.i, logo:

    R.i = ε – r.i

    2.i = 2 – 0,5.i

    2.i + 0,5.i = 2

    2,5.i = 2

    i = 0,8 A

    Aplicando o valor da corrente à primeira lei de Ohm, teremos:

    U = R. i

    U = 2 . 0,8

    U = 1,6 V

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  • Resposta Questão 4

    LETRA “A”

    O rendimento é dado pela razão entre a ddp real fornecida pelo gerador e a força eletromotriz (fem), dessa maneira teremos:

    R = U ÷ ε

    U = R. ε

    U = 0,6 . 50

    U = 30 V

    Aplicando a equação dos geradores, temos:

    U = ε – r.i

    30 = 50 – r. 2,5

    2,5.r = 50 – 30

    2,5.r = 20

    r = 8 Ω

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