Gerador elétrico

O gerador elétrico é um mecanismo que transforma energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica. O gerador elétrico mais comum é o dínamo (gerador de corrente contínua) de bicicleta, que já estudamos em “como funciona um dínamo”.

O gerador elétrico é o agente do circuito que o abastece, fornecendo energia elétrica às cargas que o atravessam.

O físico italiano Alessandro Volta foi quem desenvolveu o primeiro gerador. Estudando efeitos de contração muscular de patas de rãs, sob ação de descargas elétricas, Alessandro Volta descobriu que quando dois discos de metais diferentes, como cobre e zinco, estavam separados por um disco de pano ou papelão umedecido com água salgada, surgia uma diferença de potencial entre os discos de metais.

Volta aumentou esta diferença de potencial colocando estes aparatos em pilhas. A propriedade dos geradores, de produzir quantidades contínuas de carga elétrica, levou à formulação de um novo conceito e uma nova grandeza física capaz de definir essa propriedade: a força eletromotriz. Este nome foi adotado numa época em que não estava muito clara a distinção entre força e energia.

Hoje sabemos bem quais são as reações químicas que ocorrem na pilha, transformando energia química em energia elétrica. Neste link você pode estudar melhor o funcionamento das pilhas e baterias.

A força eletromotriz do gerador é a razão entre o trabalho realizado e a quantidade de carga movimentada. No SI, o trabalho é medido em joule e a quantidade de carga elétrica é medida em coulomb, logo a força eletromotriz é medida em joule/coulomb (J/C). Essa unidade e o volt (V).

O gerador é representado pela seguinte figura:

O resistor da figura representa a perda de energia por calor no interior do gerador. Esta propriedade dos geradores é chamada de resistência interna.

Devemos lembrar que a tensão elétrica U entre os pólos A e B é menor que a força eletromotriz, já que há uma perda de tensão por r.

Em alguns exercícios pode aparecer um gerador ideal, ou seja, um gerador cuja resistência interna é nula. Este é representado da seguinte maneira:

A equação do gerador:

r é a resistência interna do gerador.
i é a corrente elétrica que atravessa o gerador.