Circuitos Elétricos
Circuito elétrico é o nome dado ao caminho fechado que a eletricidade percorre. Pense, por exemplo, em um controle remoto: a eletricidade sai das pilhas e percorre um caminho dentro do controle. A grande questão é que, nesse caminho, há diversos dispositivos consumidores de energia, como os resistores, indutores, capacitores…
Nosso principal objetivo aqui, na Eletrodinâmica, é fazer a análise de como a corrente elétrica e o potencial elétrico se comportam quando a eletricidade atravessa os elementos que existem dentro do circuito. Para isso, precisamos estudar e aprender como cada um desses dispositivos funciona!
Gerador
Já falamos nesta seção que o movimento das cargas em um condutor só ocorre em virtude de uma diferença de potencial elétrico, lembra disso? Então, nos circuitos elétricos, essa d.d.p é justamente causada pelos geradores. Podemos pensar nos geradores como responsáveis pelo bombeamento das cargas através dos condutores. A d.d.p que eles geram faz uma uma espécie de “pressão elétrica” nos elétrons, empurrando-os pelo circuito.
Note, os elétrons não são gerados pelo gerador, mas, sim, pelos materiais que compõem o circuito. O fio fornece elétrons!
Na prática, os geradores são dispositivos que convertem uma forma qualquer de energia em energia elétrica. Ou seja, a energia elétrica que faz a corrente andar dentro dos circuitos não surge do nada. Em nosso cotidiano, os tipos mais comuns de geradores são esses aqui:
► Pilha ou bateria: A pilha e a bateria são utilizadas na maioria dos dispositivos que possuímos em nossa casa, desde o controle remoto da televisão até nossos celulares. Elas funcionam através da conversão de energia química em elétrica;
► Dínamo: Apesar de não termos contato direto com ele, este tipo de gerador é o principal fornecedor de energia para nossas casas. É através de um dínamo que a energia elétrica é gerada nas usinas hidrelétricas. Ele funciona através da conversão de energia mecânica em elétrica;
► Células fotoelétricas: Esse tipo de gerador vem ganhando muito espaço hoje em dia. Em diversas casas, já podemos ver painéis solares que utilizam células fotoelétricas; nelas, acontece a conversão da energia luminosa em elétrica.
Dica do MeSalva!: O gerador não fornece os elétrons, apenas estabelece o campo elétrico que movimenta aqueles já presentes no fio e nos demais elementos.
Elementos dos Geradores
► Força eletromotriz (ε): É a diferença de potencial que o gerador produz;
► Resistência interna (r): Todo e qualquer gerador real apresenta uma certa resistência (calma, ainda vamos explicar melhor esse conceito!) interna, que faz com que parte da energia produzida seja dissipada no próprio gerador.
Você precisa saber! A ddp em um gerador real será mínima (nula) quando a corrente tiver seu valor máximo. Para isso ocorrer, os terminais do gerador devem estar ligados a um fio de resistência desprezível. Quando isso acontece, dizemos que temos um gerador em curto circuito. A corrente máxima é chamada de corrente de curto circuito (icc).
Associação de Geradores
Associação de geradores? Espera aí, cada circuito não possui apenas um gerador? Não! Um circuito pode conter mais de um gerador! Como em uma usina hidrelétrica – Itaipú, por exemplo.
Normalmente, a inserção de diversos geradores em um circuito possui um propósito específico. Vamos analisar as duas combinações de geradores que podemos fazer no circuito. Se liga!
Associação em Série
A associação de geradores em série possui um único propósito: gerar uma maior diferença de potencial no circuito. A d.d.p (E) resultante será igual à soma da d.d.p causada por cada gerador.
Olha essa imagem aqui embaixo, ela vai ajudar a entender como funciona essa associação!
Associação em Paralelo
A associação de geradores em paralelo é utilizada para diminuir a corrente em cada gerador e, assim, aumentar a durabilidade de cada um deles. Uma observação muito importante neste tipo de associação é que ela só pode ser feita utilizando geradores iguais! Essa associação é representada assim:
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