Relatório Gerador Elétrica - Gerador Elétrico
Relatório Gerador Elétrica
Gilson Pereira | comentários
LABORATÓRIO 06 – ESTUDO DE UM GERADOR
GILSON DE ASSIS PEREIRA – RA 00910547
MÍSIA GABRIELA DE OLIVEIRA NASCIMENTO – RA 00912435
2.MATERIAIS	3
3.PROCEDIMENTO	4
5.BIBLIOGRAFIA	7
Medir a força eletromotriz do gerador e sua resistência interna. Analisar a influência dos medidores. Analisar as relações entre potência fornecida e dissipada na carga pelo gerador e seu rendimento. Determinar a condição para a máxima transferência de energia (casamento de impedância).
Geradores e Fontes:
Um gerador é um dispositivo capaz de converter energia mecânica (gerador) ou energia química (pilha) em energia elétrica. Uma fonte ideal é aquela capaz de fornecer uma tensão constante independente da corrente que seja solicitada e cuja resistência interna é zero. Na prática o que encontramos são fontes reais, ou seja, que possuem uma resistência interna e que sua tensão varia de acordo com a corrente solicitada.
Fonte Padrão Univap 3,0V / 1,8V;
Amperímetro analógico CC escalas 25 / 100 / 250 / 500mA;
Voltímetro Analógico CC escalas 2,5 / 5,0 / 25 / 50V;
Decade Resistor modelo RU-610B 1Ω – 1MΩ;
Cabos p/ conexão.
Montar o circuito da figura 2. O gerador fornecido é uma fonte de tensão contínua, fixa de 3V e R é uma caixa de resistência (Decade), conforme figura 2.
Com chave 01 aberta (circuito aberto), coleta-se os valores obtidos, em seguida fechamos chave 01 com a resistência inicial do decade em zero (curto-circuito), anotamos novamente os valores obtidos, aumentamos gradativamente os valores da década de resistores, obtendo os valores encontrados na tabela 1.
PU(mW)
Circ. Aberto
Gráfico 01 - Curva característica da fonte.
No gráfico 01 percebe-se que quando a corrente é máxima, a tensão é próxima de zero e quando a tensão é máxima a corrente é zero. A força eletromotriz aparente, EA, é a tensão máxima fornecida pela fonte com o circuito aberto.
Trabalhando com uma fonte real, temos uma resistência interna, Ri, que pode ser calculada através da lei de ohms com os valores de Vmax e Imax obtidos na tabela 1, obtemos o seguinte valor:
O valor da resistência interna do voltímetro foi dado, 2KΩ/V, como trabalhamos na escala de 5,0 volts, temos uma resistência de:
Com os valores de Ri e Rv, agora podemos calcular o valor da força eletromotriz real:
Na tabela 1 quando a resistência, R, é igual a zero (curto-circuito) temos uma tensão de 0,1V, isto se dá porque o miliamperímetro também possui uma resistência interna, RA, mesmo que muito baixa, e que pode ser calculada através da queda de tensão sobre o mesmo:
Calculo da potência fornecida, potência útil e o rendimento, sabendo-se que a potência é o produto da tensão pela corrente:
Potência fornecida, , e a potência útil, . O rendimento é dado por, . Com os dados da tabela 1 traçamos o gráfico 2 que demonstra a potencia útil em função da resistência de carga R.
Ao analisar o gráfico 2 podemos ver que a potência útil chega ao seu ponto máximo com R próximo de 50Ω, isto se dá pelo fato da resistência interna da fonte, Ri ter uma valor aproximado de 48Ω, podemos confirmar isto através da equação abaixo:
Gráfico 03 observa-se o comportamento da potência fornecida, PF, em função da resistência de carga, R. Quando a resistência tende a zero a potência fornecida tende a infinito e vice-versa.
Podemos observar que quando a impedância da carga é igual à impedância interna da fonte temos a máxima transferência de potência, ou seja, 50%.
Nesse experimento verificamos a existência da resistência interna na fonte, voltímetro e amperímetro, e que estas resistências alteram os resultados em circuitos reais, diferente do calculado em sala de aula onde utilizamos modelos ideais.
Comprovamos na prática que a tensão de uma fonte varia de acordo com a carga a ela conectada, também observamos que é possível calcular a resistência interna da fonte, voltímetro e amperímetro, verificando que a resistência do voltímetro é muito alta e a do amperímetro muito baixa.
Através do estudo da potência fornecida e potência útil percebemos a importância de casar a impedância do circuito projetado com a impedância da fonte de tensão e assim obtermos o máximo rendimento.