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Receptor Elétrico. Força contra-eletromotriz. Equação do receptor. Curva característica do receptor.

Borges e Nicolau

Receptores Elétricos

São dispositivos que consomem energia elétrica e a transformam em outras formas de energia, não exclusivamente energia térmica. A bateria, quando está sendo carregada, é um exemplo de receptor elétrico. Ela transforma energia elétrica em energia química. Outro exemplo é o motor elétrico que transforma energia elétrica em energia mecânica. Nestes processos sempre há transformação de parte da energia elétrica em energia térmica. Isto ocorre devido à resistência elétrica dos materiais condutores que constituem o receptor e que é chamada resistência interna do receptor, sendo indicada por r.

Um gerador elétrico aplica uma tensão U ao ser ligado a um receptor. Pelo receptor passa uma corrente elétrica de intensidade i e na resistência interna há uma queda de potencial dada por r.i. A diferença U - r.i, indicada por E, recebe o nome de força contra-eletromotriz e representa a tensão útil do receptor. Assim, obtemos a equação característica do receptor:

U - r.i = E => U = E + r.i 

Um receptor é ideal quando sua resistência interna é nula (r = 0).
Neste caso, U = E.
Abaixo representamos um receptor ideal e um receptor real (r ≠ 0).

Note que a corrente elétrica convencional atravessa o receptor no sentido do pólo positivo para o polo negativo (Para lembrar: entra pelo + e sai pelo -).

 Receptor ideal

Receptor real

Curva característica de um receptor

De U = E + r.i, com E e r constantes concluímos que o gráfico U x i é uma reta inclinada crescente em relação aos eixos U e i.
Observe que quando i = 0, resulta U = E.

Exercícios básicos

Exercício 1:
Após terminar os estudos de geradores elétricos e receptores elétricos o professor Adalberto, com o intuito de recordar os principais conceitos, apresenta a seus alunos alguns itens e pede que identifiquem quais deles se referem aos geradores e quais aos receptores. A lista apresentada é a seguinte:

Se você fosse aluno do professor Adalberto, como responderia?

Resolução:

a) Receptor; a corrente elétrica entra pelo polo positivo e sai pelo negativo
b) Gerador; a corrente elétrica entra pelo polo negativo e sai pelo positivo
c) Gerador; U = E – r.i
d) Receptor; U = E + r.i
e) Receptor; há transformação de energia elétrica em energia química
f) Gerador; há transformação de energia química em energia elétrica
g) Gerador; reta decrescente em relação aos eixos
h) Receptor; reta crescente em relação aos eixos

Exercício 2:
A um receptor de resistência interna 1 Ω aplica-se  uma tensão de 12 V e a corrente elétrica que o atravessa tem intensidade  de 3 A. Determine a força contra-eletromotriz do receptor.

Resolução:

U = E + R.i => 12 = E + 1.3 => E = 9 V

Resposta: 9 V

Exercício 3:
Um motor elétrico tem força contra-eletromotriz de 120 V. Quando ligado a uma tomada 127 V é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 3,5 A. Qual é a resistência interna do motor?

Resolução:

U = E + R.i => 127 = 120 + r.3,5 => r = 2 Ω

Resposta: 2 Ω

Exercício 4:
Classifique os dispositivos representados abaixo dizendo se são resistores, geradores ou receptores. Calcule também a tensão elétrica entre seus pólos.

Resolução:

a) Gerador; U = E – r.i => U = 6 – 1.2 => U = 4 V
b) Receptor; U = E + r.i => U = 6 + 1.2 => U = 8 V
c) Resistor; U = R.i => U = 10.2 => U = 20 V
d) Receptor; U = E + r.i => U = 12 + 2.1 => U = 14 V
e) Gerador; U = E – r.i => U = 12 – 2.1 => U = 10 V

Exercício 5:
É dada a curva característica de um receptor elétrico. Determine a força contra-eletromotriz e a resistência interna do receptor.

Resolução:

U = E + r.i
32 = E + r.4 (1)
44 = E + r.10 (2)
(2) – (1): 12 = r.6  => r = 2 Ω 
De (1): 32 = E + 2. 4 => E = 24 V

Respostas: 24 V; 2 Ω