Associação de geradores

O gerador é um dispositivo eletrônico utilizado para converter qualquer forma de energia, como energia mecânica, ou química, em energia elétrica. São exemplos de geradores as pilhas e as baterias. Quando precisamos obter uma determinada diferença de potencial que não pode ser fornecida por apenas um gerador, utilizamos a associação de geradores. Essa associação pode ser feita de duas formas: em série e em paralelo.

Associação de geradores em série

Na associação em série, todos os geradores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Observe a figura:

Em uma associação em série, todos os geradores são percorridos pela mesma corrente

O gerador equivalente desse tipo de associação é a soma das forças eletromotrizes de cada gerador e é dado pela expressão:

E_eq = ε₁ + ε₂ + … + ε_n

E_eq = Σε

A corrente elétrica é igual em todos os geradores. Dessa forma, temos:

i = i₁ = i₂ = i_n

A resistência equivalente é a soma de todas as resistências, pois trata-se de uma associação de resistores em série:

r_eq = r₁ + r₂ + … + r_n

A diferença de potencial (ddp) equivalente entre os pontos A e B é calculada através das relações dadas acima. Portanto:

V_eq = E_{eq –} r_eq i

Esse tipo de associação é utilizado em vários aparelhos domésticos, como brinquedos e controles remotos. As pilhas são colocadas em posições contrárias, deixando que o polo positivo de uma pilha ligue-se ao polo negativo da outra.

Associação de geradores em paralelo

Esse tipo de associação raramente é utilizado, pois não é vantajoso. Mesmo quando o circuito está desligado, a associação de geradores tende a manter-se ligada, consumindo energia da própria associação.

A única vantagem que pode existir em uma associação de geradores em paralelo ocorre quando os geradores são iguais. Isso porque a resistência interna do gerador equivalente fica reduzida. Quando os geradores são diferentes, os que possuem menor força eletromotriz comportam-se como receptores. Sendo assim, vejamos as características desse tipo de associação para geradores iguais.

Na associação de geradores em paralelo, mesmo desligando o circuito, ele continua consumindo sua própria energia

A força eletromotriz equivalente é igual à força eletromotriz dos geradores, ou seja:

E_eq = ε₁ = ε₂ = ε₃

A corrente equivalente é a soma das correntes individuais e é calculada com a expressão:

i_eq = i₁ + i₂ + … + i_n

A resistência equivalente interna é calculada de acordo com uma associação de resistências em paralelo, de acordo com a equação:

1 = 1 + 1 + …. + 1

r_eq r₁ r₂ r₃

Utilizando os dados acima, podemos também calcular a ddp do gerador equivalente:

V_eq = E_{eq –} r_eq . i