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26ª aula
Circuito gerador-receptor-resistor

Borges e Nicolau

Uma bateria ligada a um motor elétrico e a uma lâmpada é um exemplo de circuito gerador-receptor-resistor.

Utilizando os símbolos que representam estes elementos, temos o circuito:

Gerador: força eletromotriz E e resistência interna r.

Receptor: força contra-eletromotriz E’ e resistência interna r’.

Resistor: resistência elétrica R

A corrente elétrica convencional tem, neste circuito, sentido horário: atravessa o gerador no sentido do polo negativo para o polo positivo. No receptor, tem o sentido do polo positivo para o polo negativo.

Sejam U, U₁ e U₂ as tensões elétricas entre os terminais do gerador, do receptor e do resistor, respectivamente. Podemos escrever:

U = U₁ + U₂ => E - r.i = E' + r'.i + R.i => E - E' = (r + r' + R).i

i = (E - E')/(r + r' + R)

Esta é a lei de Pouillet para o circuito simples gerador-receptor-resistor.

Exercícios básicos

  

Exercício 1:

Considere o circuito abaixo. Determine as leituras do amperímetro e do voltímetro, considerados ideais.

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Exercício 2:

Determine a intensidade da corrente que atravessa o circuito simples esquematizado abaixo. Ao lado do circuito são representadas as curvas características do gerador e do receptor.

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Exercício 3:

Considere o circuito abaixo. Qual dos elementos indicados é o gerador? Qual é o sentido da corrente elétrica que percorre o resistor de 3 Ω? De A para B ou de B para A? Qual é a tensão elétrica entre os terminais do resistor de 2 Ω?

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Exercício 4:

No circuito esquematizado, com a chave Ch aberta o amperímetro ideal indica uma corrente elétrica de 2 A. Determine o valor de E considerando-o menor do que 24 V. A seguir, fecha-se a chave Ch. Nestas condições, qual é a nova indicação do amperímetro?

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Exercício 5:

Observe o circuito. A chave Ch pode ocupar as posições 1 ou 2. Com a chave na posição 1 o amperímetro ideal indica 6 A. Qual é o valor da força eletromotriz E do gerador? Passa-se a chave para a posição 2. Qual é a nova intensidade da corrente elétrica que o amperímetro indica?

 

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Exercícios de Revisão

Revisão/Ex 1:
(PUC-Campinas)
Considere o circuito esquematizado a seguir constituído por três baterias, um resistor ôhmico, um amperímetro ideal e uma chave comutadora. Os valores característicos de cada elemento estão indicados no esquema.

As indicações do amperímetro conforme a chave estiver ligada em (1) ou em (2) será, em amperes, respectivamente,

a) 1,0 e 1,0  
b) 1,0 e 3,0  
c) 2,0 e 2,0  
d) 3,0 e 1,0  
e) 3,0 e 3,0   

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Revisão/Ex 2:
(UDESC)
O valor da intensidade de correntes (em A) no circuito a seguir é:

a)  1,50 
b)  0,62 
c)  1,03 
d)  0,50 
e)  0,30   

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Revisão/Ex 3:
(UFPE)  No circuito a seguir ε₂ = 12 V, R₁ = 8 Ω, R₂ = 4 Ω e R₃ = 2 Ω. De quantos volts deve ser a fonte de tensão ε₁, para que a corrente através da fonte de tensão ε₂ seja igual a zero?

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Revisão/Ex 4:
(CESGRANRIO)
No circuito esquematizado a seguir, tem-se um gerador G, que fornece 60 V sob corrente de 8,0 A, uma bateria com f.e.m. de 12 V e resistência interna de 
1,0 Ω, e um resistor variável R. Para que a bateria seja carregada com uma corrente de 8,0 A, deve-se ajustar o valor de R para:

a) 1,0 Ω
b) 2,0 Ω
c) 3,0 Ω
d) 4,0 Ω
e) 5,0 Ω

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Revisão/Ex 5:
(VUNESP)
O esquema a seguir representa duas pilhas ligadas em paralelo, com as resistências internas indicadas:

a) Qual o valor da corrente que circula pelas pilhas?
b) Qual é o valor da diferença de potencial entre os pontos A e B?
c) Qual das duas pilhas está se "descarregando"?
 
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b
Desafio: 

No circuito abaixo, quais são as intensidades das correntes, indicadas pelo amperímetro A, ideal, quando a chave está na posição 1 e quando está na posição 2?

A resolução será publicada na próxima quarta-feira.

Resolução do desafio anterior: 

Um gerador está ligado aos terminais de um receptor por fios de resistência elétrica desprezível.

São dadas as curvas características dos dois elementos.

a) O que representam as coordenadas do ponto A, intersecção das retas?
b) qual é a tensão elétrica entre os terminais do gerador e do receptor?

Resolução:

a) As coordenadas do ponto A representam a intensidade da corrente (i = 0,50 A) que passa pelo gerador e pelo receptor e a tensão U entre seus terminais.
 
b) U = E - r.i

Do gráfico:  E = 12 V e i_cc = 2,0 A

i_cc = E/r => 2,0 = 12/r => r = 6,0 Ω

U = E - r.i => U = 12 - 6,0.0,50 => U = 9,0 V

Confirmando pelo receptor:

U = E' - r'.i

Do gráfico: E' = 6,0 V e r' = (9,0-6,0)/(0,50-0) => r' = 6,0 Ω

U = 6,0 + 6,0.0,50 => U = 9,0 V