Efisica

Força eletromotriz do gerador

 

 

Para relacionarmos a energia que o gerador fornece aos íons com a carga elétrica que atravessa uma secção transversal do circuito definimos uma grandeza característica do gerador, chamada força eletromotriz.

A energia que o gerador fornece aos íons ou aos elétrons na prática chamamos energia fornecida ao circuito.

 

Definição

 

Chama-se força eletromotriz de um gerador ao quociente da energia que o gerador fornece ao circuito durante certo tempo pela carga elétrica que atravessa uma secção transversal do circuito durante o mesmo tempo.

Em geral se representa a força eletromotriz pela letra E (ou e), ou pelas iniciais f.e.m.. Sendo W a energia que o gerador fornece ao circuito durante o tempo t, e Q a carga elétrica que passa por qualquer secção transversal durante-o mesmo tempo, temos, por definição:

Estudaremos o caso de geradores de força eletromotriz constante. É claro que quando E é constante, a energia W fornecida pelo gerador é proporcional à carga Q que ele fornece durante o mesmo tempo.


Energia fornecida pelo gerador

 

A f.e.m. é uma grandeza característica do gerador. Conhecendo a f.e.m. do gerador podemos calcular a energia que ele fornece ao circuito durante certo tempo. Da fórmula anterior tiramos:

Substituindo Q por , resulta:

Essa é a energia fornecida durante o tempo t por um gerador de f.e.m. E a um circuito que absorve a corrente I.

 

Potência fornecida pelo gerador

 

Sendo W a energia fornecida pelo gerador durante o tempo t, a potência do gerador por definição é:

, ou seja:

 

Unidades de f.e.m.

 

Pela definição, a força eletromotriz é o quociente de uma energia por uma carga elétrica. Já vimos, na fórmula , que a diferença de potencial também é o quociente de uma energia por uma carga elétrica. Logo, força eletromotriz e diferença de potencial são grandezas físicas da mesma espécie. Por causa disso avaliamos força eletromotriz e diferença de potencial nas mesmas unidades. No sistema MKS, em volts. No sistema CGSES, em ues CGSV (ou statvolt).

 

Circuito interno e circuito externo

 

Já vimos, no tópico "O circuito elétrico", que para que haja corrente elétrica é necessário que o gerador e os condutores ligados a ele formem um caminho fechado para os íons. Êsse caminho fechado é chamado circuito. Os íons, além de se deslocarem nos condutores que estão ligados ao gerador também se deslocam no próprio gerador.

Chamamos circuito interno do gerador ao conjunto dos condutores do próprio gerador por onde passa a corrente. À resistência desse circuito chamamos resistência interna do gerador; representaremos por , ou (fig. 165). Chamamos circuito externo ao conjunto dos condutores ligados ao gerador. A sua resistência é chamada resistência externa e representaremos por , ou .

resistência interna do gerador

Figura 165

 

Pólos do gerador

 

Chamamos polos do gerador aos pontos por onde o gerador é ligado ao circuito externo. Convencionamos chamar polo positivo ao polo por onde a corrente sai do gerador; negativo ao polo por onde a corrente entra no gerador.

Esses nomes, polo positivo e polo negativo já eram usados em Eletricidade antes de se descobrir que nos metais a corrente é constituída por elétrons em movimento. Naquela época os físicos admitiam que a corrente elétrica fosse constituída de partículas positivas que se deslocassem do polo positivo para o negativo do gerador. Atualmente sabemos que nos metais acontece exatamente o contrário: a corrente é formada por elétrons, que são partículas com carga negativa e que se deslocam do polo negativo para o positivo. Mas apesar de sabermos que êsse é o sentido verdadeiro da corrente, ainda hoje adotamos como convenção que a corrente seja constituída por partículas positivas que se desloquem do polo positivo para o negativo. Pois, para efeito de raciocínio é indiferente considerar-se uma carga positiva deslocando-se num sentido ou uma negativa deslocando-se em sentido oposto (fig. 166).


Figura 166

 

Representação

 

Esquematicamente se representa um gerador por dois traços paralelos de comprimentos diferentes. Aqui admitiremos que o traço maior represente o polo positivo (por exemplo, o da figura 167). Mas poderíamos convencionar que o traço menor representasse o polo positivo, como fazem muitos autores.

Gerador

 

 

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