Efisica

Geradores de corrente alternada

 



a. Corrente alternada

 

Chama-se corrente alternada aquela que muda de sentido. Por exemplo, nos metais a corrente é constituída por elétrons que se deslocam. Então, num metal, a corrente alternada é aquela em que os elétrons se deslocam, ora num sentido, ora noutro, executando um movimento de vai-vem.


b. Geradores

 

 

Vimos, no capítulo 16, que os geradores de corrente alternada são formados pelos quadros plano sem movimento de rotação uniforme num campo magnético uniforme. Já vimos que, sendo a indução magnética do campo, S a área do quadro, a velocidade angular, a força eletromotriz induzida no quadro no instante t é:

As grandezas , , S são constantes. Então o valor máximo da força eletromotriz é aquele em que o é máximo, isto é, :

O valor da força eletromotriz num instante t pode ser escrito do seguinte modo:

A figura 324 é uma representação gráfica da força eletromotriz em função do tempo. Vemos que no primeiro meio período a f.e.m. é positiva, e no segundo meio período é negativa. Fisicamente, isso significa que, quando ligamos aos polos A e B do gerador o circuito externo, durante o primeiro meio período o potencial de uma das extremidades do circuito é maior que o da outra, por exemplo, o de A é maior que o de B: a corrente passa de A para B (fig. 325).



Figura 324


Figura 325
E no segundo meio período, o potencial de B é maior que o de A: a corrente passa de B para A (figura ao lado). No circuito externo os elétrons executam um movimento de vai-vem.


c. Caso de n espiras

 


Os geradores não são formados de um só quadro, mas de muitos, ligados em série, como indica a Figura abaixo. Neste caso, cada quadro é chamado uma espira. Sendo n o número de quadros ligados em série, a f.e.m. induzida no instante t vale:

e a f.e.m. máxima:


Exemplo

 

Um alternador é constituído por 50 quadros ligados em série, cada um de 150 cm2, que giram com movimento de rotação uniforme executando 1.500 rotações por minuto, em um campo magnético uniforme de 10.000 gauss.
Pede-se:
a) a f.e.m. induzida máxima;

b) a lei de variação da f.e.m. em função do tempo;

c) um gráfico, em escala, da f.e.m. em função do tempo, para um período.



Figura 326

 

Solução

 

frequência:

A velocidade angular do quadro é:
ou

a) F.E.M. máxima:


b)


c) Se a frequência é 25 rotações/segundo, o período é .



Figura 327

 


Nota

 

A velocidade angular , é avaliada em radianos/segundo. O tempo t é avaliado em segundos. Então, o ângulo é avaliado em radianos, pois . Se necessitarmos calcular o que aparece nas fórmulas estudadas, precisamos transformá-lo de radianos para graus.

Circuito de Corrente Alternada simples

 

 

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