Receptores Elétricos

Receptores Elétricos

Chamamos de receptor elétrico a um aparelho que transforme energia elétrica em outro tipo de energia que não seja apenas térmica.

Como exemplo podemos citar os motores elétricos, que transformam energia elétrica em energia cinética. Na figura a seguir damos três exemplos de aparelhos que usam motores elétricos: o ventilador, a batedeira de bolos e o liquidificador. Nesses aparelhos há transformação de energia elétrica em energia de movimento (cinética) das pás.

        

Geradores Reversíveis

Vimos que nos geradores químicos como, por exemplo, as baterias de automóvel e as pilhas de lanterna, há transformação de energia química em energia elétrica; no interior desses geradores ocorrem reações químicas que liberam elétrons. Depois de algum tempo de uso esses geradores se descarregam, isto é, todas as reações químicas que podem ocorrer já ocorreram e o gerador perde a capacidade de produzir corrente elétrica.

Em alguns desses geradores as reações químicas podem ocorrer no sentido inverso, de modo que os geradores podem ser recarregados. Nesse caso, em vez de fornecer, os geradores recebem energia elétrica que é transformada em energia química. Isso é feito ligando o gerador descarregado a um outro gerador mais "forte". Na figura a seguir temos dois exemplos. Na figura 2a vemos uma bateria de automóvel sendo recarregada em uma oficina. Na figura 2b representamos uma bateria de telefone sendo recarregada.

   
Fig. 2a
Fig. 2b

Ao serem recarregados, os geradores químicos funcionam como receptores elétricos, pois estão transformando energia elétrica em energia química.

Os geradores que podem também funcionar como receptores são chamados de reversíveis. No estudo do Magnetismo veremos que os geradores eletromagnéticos também são reversíveis.

Equação do Receptor

Em geral, uma parte da energia recebida por um receptor é transformada em energia térmica, a qual é denominada energia dissipada. Você pode observar, por exemplo, que os motores elétricos se aquecem durante seu funcionamento. Para caracterizar a dissipação de energia, dizemos que o receptor tem uma resistência interna r.

Na figura 3 temos a representação de um receptor. A corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo. Quando o receptor é submetido a uma diferença de potencial (tensão) U, ela divide-se em duas parcelas:

Fig. 3

1º) uma parcela E, denominada força contra-eletromotriz (fcem), correspondente à energia elétrica que será transformada em outra forma de energia (que não seja energia térmica)

2º) uma parcela r.i , correspondente à dissipação de energia, isto é, correspondente à transformação de energia elétrica em energia térmica.

Assim, para o receptor temos:

U = E + r.i

Com essa equação é de primeiro grau e o coeficiente de i é positivo (+ r), o gráfico de U em função de i tem o aspecto da figura 4, onde a tangente do ângulo é numericamente igual ao valor de r.

Fig. 4

Exemplo 1

Uma batedeira de bolos é ligada a uma tensão U = 120 V. Sabendo que a força contra-eletromotriz da batedeira é E = 100 V e sua resistência interna é r = 16 , calcule a intensidade da corrente que percorre a batedeira.

Resolução

Na figura abaixo fazemos a representação da situação. A batedeira é um receptor, cuja função principal é transformar energia elétrica em energia cinética das pás. Essa transformação corresponde à força contra-eletromotriz E = 100 V. Porém, uma parte da energia elétrica recebida da tomada é transformada em energia térmica (a batedeira se aquece). Dizemos que essa produção de energia térmica é devida à resistência interna r = 16 .

A equação do receptor é:

U = E + r i

Assim: 120 = 100 + 16 (i)

Ou:

 i = 1, 25 A

Exemplo 2

Na figura abaixo apresentamos o gráfico da tensão U que é aplicada a um receptor, em função da intensidade i da corrente que o percorre.

Determine:

a) a força contra-eletromotriz do receptor

b) a resistência interna do receptor

Resolução

a) a força contra-eletromotriz é igual à tensão quando i = 0 . Do gráfico tiramos:

 E = 120 V

b) Podemos calcular a resistência interna de dois modos. Um deles é usar a equação do receptor:

U = E + r i

U = 120 + r i

Do gráfico percebemos que, para i = 4,0 A temos:

U = 360 V. Substituindo na equação:

U = 120 + r i

360 = 120 + r (4,0)

r = 60

Um outro modo é lembrar que, numericamente, temos:

r = tg

Considerando o triângulo sombreado na figura, temos:

r = tg=  
cateto oposto /cateto adjacente
= 240/4,0 = 60

Portanto:

 r = 60

Sumário

- Geradores Reversíveis
- Equação do Receptor
- Circuito Gerador-Receptor
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