X

Maximizando a potência de saída de um gerador elétrico!

Ola professor Lang, eu gostaria de saber se é verdade que um gerador para fornecer potencia maxima a resistência externa deve ser igual a interna? Se sim é possível demonstrar esse resultado? Obrigada

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Um gerador com força eletromotriz e resistência interna constantes, isto é,  com ambas as características com valor que independente da corrente demandada, tem sua máxima potência de saída quando a intensidade da corrente no gerador é a metade da intensidade de corrente obtida quando o gerador está em curto circuito (resistência externa desprezível). Esta condição também pode ser enunciada na forma que propuseste, isto é, o gerador libera a máxima potência para a parte do circuito externa ao gerador quando a parte externa possui resistência elétrica com o mesmo valor da resistência interna ao gerador.

A demonstração desta interessante propriedade está apresentada abaixo.

Este resultado é relevante pois se é desejável obter a máxima potência de uma fonte não se pode operar com a fonte próxima ao regime de curto circuito. Nesta circunstância, em regime de curto circuito, apesar de a fonte ter a máxima potência de entrada, toda esta potência deve ser consumida DENTRO da fonte, não havendo portanto potência de saída.

Outras questões relacionadas com fontes elétricas:

Bateria em “carga” ou “descarga”?

Fontes em paralelo: Qual a tensão entre os pontos A e B?

(Fontes) Corrente em excesso causa danos ao aparelho?

Ddp de uma pilha não é constante?

130 mA é a corrente de curto circuito da fonte?

Dúvidas sobre carga, campo e ddp em uma pilha

Quantos Amperes tem um motor de para-brisa de 12V?

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 1275.


2 comentários em “Maximizando a potência de saída de um gerador elétrico!

  1. Hamilton Klimach disse:

    Aqui vai uma observação prática sobre esta condição, que também é chamada de condição de “máxima transferência de potência ou energia”: esta condição é raramente utilizada em situações reais.
    Pessoalmente eu sugiro que esta condição, se e quando ensinada/discutida em algum curso, seja ensinada mais como uma “curiosidade”, do que como algo útil. Ou que seja ensinada em um contexto diferente do que geralmente é usado (gerador de energia).
    O fato é que quando colocamos um sistema operando nesta condição, seu rendimento é de apenas 50%, pois metade da potência é dissipada internamente na fonte. Isso torna esta uma condição indesejável, quando o objetivo for realmente transferir ENERGIA, que é o que ocorre com geradores, redes de transmissão, fontes de alimentação e baterias. Nesta situação se busca a condição onde as perdas internas no sistema gerador sejam as menores, aumentando o rendimento da transferência de energia.
    O uso desta condição acaba sendo restrito, geralmente, aos casos onde o objetivo do sistema não é a transferência de energia/potência, mas a transferência da INFORMAÇÃO que está codificada numa forma eletromagnética. Este é o caso do acoplamento entre transdutores e circuitos eletrônicos de processamento (analógico ou digital), ou entre múltiplos circuitos de processamento. E mesmo neste contexto, restringe-se a aplicação desta condição apenas quando se opera com baixas potências (onde as perdas de energia não são importantes) ou quando o acoplamento é majoritariamente reativo (e a energia não é totalmente perdida na impedância interna da fonte, mas armazenada na sua reatância).

    • Fernando Lang disse:

      Uma situação real que se aproxima da máxima transferência de potência encontra-se acionamento do motor de arranque de veículos automotores. Entretanto é uma situação transitória, de curta duração, para a bateria.
      A discussão dessa propriedade é relevante teoricamente para se compreender que existe um limite superior para a potência útil que se pode obter em uma fonte.
      O conhecimento dessa propriedade pode desmistificar facilmente alegações sobre a potência de aparelhos alimentados por pilhas se temos conhecimento sobre a fem e a resistência interna delas.

Acrescente um Comentário:

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *