Como são chamados os equipamentos que transformam qualquer tipo de energia em energia elétrica?

Os receptores elétricos são muito comuns no nosso dia-a-dia. Provavelmente você, que está lendo esse artigo, deve ter alguns deles na sua residência. Definem-se receptores elétricos como qualquer dispositivo que transforma energia elétrica em energia não-elétrica que não seja exclusivamente em energia térmica, pois os dispositivos que transformam e energia elétrica totalmente em energia térmica são definidos como resistores.

Um bom exemplo de receptor elétrico é o motor elétrico, como ventiladores, liquidificadores e batedeiras. Quando recebem energia elétrica, esses motores a transformam em energia mecânica que pode ser observada no giro desses aparelhos.

Símbolo e Equação Característica
Quando ligamos um desses aparelhos anteriormente citados a uma fonte de energia elétrica, observamos que essa energia é transformada em energia de mecânica de rotação, e não é só isso. Observe que quando você usa, por exemplo, um liquidificador para fazer uma vitamina, ele também se aquece. Isso ocorre por que a energia elétrica consumida pelo aparelho é dividida. Parte dela vai para o funcionamento e outra parte se perde em forma de dissipação devido à resistência dos enrolamentos e nos contatos.

Para o funcionamento do receptor se estabelece uma diferença de potencial (ddp) U entre os seus terminais, parte dela é queda ôhmica devido a resistências internas do aparelho (r), e outra parte é devido ao funcionamento mecânico. A parte da ddp devido ao funcionamento mecânico é uma ddp útil e é denominada como força contra-eletromotriz (fcem) simbolizada por E'. Um receptor em um esquema de um circuito é representado da seguinte forma:

Pela figura anterior, observe que há uma semelhança entre o símbolo do gerador com o símbolo do receptor, mas no receptor, a corrente vai do pólo positivo para o negativo da bateria enquanto no gerador ocorre o contrário. Isso é natural, pois o gerador é quem está criando a corrente elétrica enquanto o receptor apenas a recebe.

Da mesma figura podemos tirar a equação característica do receptor. Observe que a ddp fornecida ao mesmo, parte dela vai para o funcionamento, e outra parte para os elementos dissipativos. Portanto, a equação característica fica:

Observe que o termo na equação referente à dissipação, é a lei de Ohm aplicada na resistência interna do receptor.

Potência e rendimento no receptor
A figura abaixo representa um esquema de um gerador ligado diretamente a um receptor. Apesar dos símbolos dos dois elementos serem muito semelhantes, o gerador é o que apresenta maior força eletromotriz e a corrente nele flui do pólo negativo para o pólo positivo.

Quando ligamos um receptor a um gerador, não é difícil perceber que a potência útil do gerador, que é aquela que ele lança para o circuito, na verdade será a potencia total do receptor elétrico. Ao receber essa potência total, o receptor aproveita parte dela para o seu funcionamento normal e essa potência é denominada como potência útil e outra parte é dissipada, e logicamente ela é denominada como potência dissipada. Observe o quadro abaixo.

É importante assinalar que não existem receptores com rendimento igual a um, ou seja, cem por cento. Em uma situação dessas teríamos toda a energia fornecida a ele sendo usada para o seu funcionamento e nada estaria sendo dissipado. Essa situação é fisicamente impossível, pois sempre haverá uma parcela da energia sendo dissipada.

Geradores elétricos são dispositivos que convertem vários tipos de energia não elétrica (mecânica, eólica, química) em energia elétrica. Eles são usados para garantir energia elétrica sempre que haja falha na corrente fornecida, por exemplo.

Assim, a função de um gerador é garantir que a diferença de potencial elétrico (ddp), ou tensão elétrica, dure mais tempo e não interrompa o circuito. O circuito elétrico é percorrido entre os dois polos existentes no gerador.

Num desses polos, o potencial elétrico é negativo e sua tensão é menor, enquanto no outro polo o potencial elétrico é positivo e sua tensão é maior.

Um gerador ideal conseguiria converter toda a energia potencial em elétrica, pois sua resistência interna seria zero. Na prática, todo gerador possui uma resistência interna r.

A diferença de potencial elétrico (ddp) entre os terminais positivo e negativo é chamada de força eletromotriz E.

Onde,
i é a corrente,
E é a força eletromotriz.

A ddp (diferença de potência U) em um gerador ideal seria igual a força eletromotriz E.

Onde,
Potg: potência
E: força eletromotriz
i: corrente elétrica

Mas não é o que acontece. Na realidade, há uma perda na ddp, afinal as cargas elétricas encontram resistência ao longo do circuito.

É através da fórmula a seguir que determinamos a ddp de um gerador real:

Onde,
U é a ddp,
E é a força eletromotriz,
r é a resistência interna,
i é a corrente.

Os geradores foram descobertos graças aos estudos de Michael Faraday, o qual descobriu que o movimentos dos ímãs eram capazes de gerar corrente elétrica.

Tipos de Geradores

Há vários tipos de geradores, sendo que o gerador mecânico é o mais comum dentre eles. A tipologia indica a forma de energia utilizada para gerar energia elétrica.

• Gerador Mecânico - utiliza energia mecânica e a converte em energia elétrica. Exemplo: alternadores de carro.
• Gerador Químico - utiliza energia energia química, ou potencial, e a converte em energia elétrica. Exemplo: pilhas.
• Gerador Térmico - utiliza energia térmica e a converte em energia elétrica. Exemplo: turbinas a vapor.
• Gerador Luminoso - utiliza energia luminosa e a converte em energia elétrica. Exemplo: placas solares.
• Gerador Eólico - utiliza energia eólica e a converte em energia elétrica. Exemplo: aerogeradores.

Leia também Potência Elétrica.

Exercícios sobre geradores elétricos

Exercício 1

(UEPB-PB) Em 1820, o cientista dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) não imaginava que, com uma singela experiência, descobriria um princípio físico fundamental para o funcionamento do motor elétrico.

Esse princípio possibilitou o surgimento e o desenvolvimento de um grande número de aparelhos elétricos, tais como: bateria, ventilador, furadeira, liquidificador, aspirador de pó, enceradeira, espremedor de frutas, lixadeira, além de inúmeros brinquedos movidos a pilha e/ou tomada, como robôs, carrinhos, etc, utilizados em todo o mundo.

Acerca do assunto tratado no texto, em relação ao motor elétrico, analise as proposições a seguir, escrevendo V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas, respectivamente:

( ) O motor elétrico é um elemento de trabalho que converte energia elétrica em energia mecânica de rotação.

( ) O motor elétrico é uma máquina que converte energia mecânica de rotação em energia elétrica.

( ) Um motor elétrico é uma aplicação do princípio fundamental do eletromagnetismo que afirma que uma força magnética vai atuar sobre um condutor elétrico se esse condutor estiver convenientemente colocado num campo magnético e for percorrido por uma corrente elétrica.

Após a análise feita, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta:

a) VVV
b) FVF
c) VVF
d) FVV
e) VFV

Ver Resposta

Resposta: e) VFV

I - Todo motor é um dispositivo que converte um tipo de energia em outra, seja química, térmica ou elétrica, em energia cinética.

II - O processo de transformar energia do movimento em energia elétrica é oposto, utilizado, por exemplo, nas usinas hidrelétricas.

III - O princípio fundamental do eletromagnetismo relaciona um condutor elétrico ao efeito de um campo magnético. Este é o mecanismo que possibilita o funcionamento de um motor elétrico.

Exercício 2

(ITAJUBÁ – MG) Uma bateria possui uma força eletromotriz de 20,0 V e uma resistência interna de 0,500 ohm.

Se intercalarmos uma resistência de 3,50 ohms entre os terminais da bateria, a diferença de potencial entre eles será de:

a) 2,00 * 10V
b) um valor ligeiramente inferior a 2,00 * 10V
c) 1,75 * 10V
d) 2,50V

Ver Resposta

Resposta: c) 1,75 * 10V

A diferença de potencial ddp em um gerador é dada por:

Ainda não temos a corrente. Esta poder ser calculada por:

Onde,
E é a força eletromotriz,
Req é a resistência equivalente.

Como o circuito está ligado em série, a resistência equivalente é 0,500 ohm + 3,35 ohms = 4,00 ohms.

Calculando a corrente i:

A corrente é de 5 Ampères.

A diferença de potencial agora pode ser calculada.

Professor de Matemática licenciado e pós-graduado em Ensino da Matemática e Física (Fundamental II e Médio), com formação em Magistério (Fundamental I). Engenheiro Mecânico pela UERJ, produtor e revisor de conteúdos educacionais.

Como é chamado todo aparelho que transforma energia elétrica em outra forma de energia?

Qual é o nome da máquina que realiza a transformação de energia?

Qual o nome do aparelho que é capaz de transformar uma fonte de energia Qualquer em energia mecânica?

Como são denominados os aparelhos que transformam energia elétrica em outros tipos de energia que não seja exclusivamente térmica?