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Ddp de uma pilha não é constante?

Professor, no texto de resposta ao tópico “Dúvidas sobre carga, campo e ddp em uma pilha“, o senhor escreveu:

“A ddp existe sempre, isto é, com condutor por fora da pilha ou sem condutor por fora da pilha. Entretanto ela é máxima entre os terminais da pilha quando não há condutor por fora e diminui quando a resistência elétrica do condutor externo diminui.”

Pelo que estudei durante a graduação, a ddp entre os terminais é uma propriedade da pilha e independe do resto do circuito. Poderia me explicar como funciona essa redução na ddp e por que ela acontece?

Tenho uma outra pergunta:
Pilhas funcionam através de um processo de óxi-redução. À medida que as reações químicas ocorrem, há redução na ddp entre os terminais da pilha? Se sim, quando uma pilha estiver “descarregada” a ddp entre os terminais será nula?

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

A ddp entre os terminais da fonte não é constante e tal decorre da conhecida “equação do gerador” que podes encontrar em livros de Física Geral do terceiro grau.

O modelo usualmente estudado para fontes tem como suposto que a força eletromotriz (fem) da fonte seja uma característica INVARIÁVEL da fonte, isto é, INDEPENDENTE da intensidade da corrente demandada da fonte.

Neste modelo a ddp entre os terminais da fonte é MENOR do que a fem quando a fonte fornece potência ao circuito externo a ela. A ddp entre os terminais da fonte decresce quando a corrente demandada aumenta e é nula em curto circuito.

A ddp entre os terminais da fonte pode também ser MAIOR do que a fem. Tal acontece quando a fonte absorve potência da parte externa do circuito, por exemplo a fonte está sendo “carregada”.

Olha também em Bateria em “carga” ou “descarga”?.

O modelo de fem constante e resistência interna constante é adequado para pilhas operando com correntes pequenas comparadas com a intensidade máxima (isto é, quando a pilha está em curto circuito) da pilha. O modelo não é adequado em regime de altas correntes (perto do curto circuito).

O comportamento real de fontes eletroquímicas DEPENDE do tipo de fonte considerada!

Para responder uma questão anterior  – 130 mA é a corrente de curto circuito da fonte?  – levantei a curva da ddp nos terminais da fonte do meu computador contra a intensidade da corrente demanda. O gráfico que obtive se encontra abaixo.

De acordo com o gráfico o modelo usual para fonte (fem e resistência interna constante) é adequado até cerca de 3 A. A ddp entre os terminais da fonte é máxima quando a corrente é nula, tendo então o mesmo valor da fem (cerca de 20,3 V) e está diminuindo quando a intensidade da corrente cresce.

Quanto à tua segunda pergunta, a resposta é positiva. A fem de uma pilha é quase constante, independente da “carga” (da energia química) estocada na pilha. Entretanto quando a pilha está quase esgotada, há um declínio na fem. Muito antes deste declínio a pilha já está “velha” e usualmente temos que trocá-la pois ela não mais se desempenha adequadamente. Acontece que a resistência interna da pilha cresce com o uso e acaba por ficar tão grande que a pilha não mais permite que a intensidade da corrente tenha o valor suficiente para alimentar o dispositivo no qual está sendo usada. Vide Ddp e carga de bateria

Sempre que lecionei Eletromagnetismo demonstrei em aula que surpreendentemente as pilhas “velhas” (gastas)  podem ter ainda a fem especificada pelo fabricante mas não são capazes de gerar correntes tão intensas quanto as pilhas “novas”.  Uma pilha alcalina “nova” pode gerar correntes da ordem de 10 A e já encontrei  pilha “velha” que, apesar de ter sua fem igual à “nova”, somente era capaz de gerar alguns poucos miliampères.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 5326.


3 comentários em “Ddp de uma pilha não é constante?

  1. Márcio Baldo disse:

    Oi
    Obrigado pelo compartilhamento do conhecimento

    Att.

  2. Danyara disse:

    Os livros de física geral do TERCEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO não possuem tais afirmações, muito menos tais comparações. O que temos como sugestão para as aulas de Física do Ensino Médio – 3 ano ( não existe mais TERCEIRO GRAU), são bolinhas que representam elétrons, setinhas que representam movimento, e uma generalização da teoria que é IMPOSSÍVEL desmiuçar em teorias tão teóricas quanto as que o Excelentíssimo Professor Fernando sugere. Teorias essas que me soa como tão trivial, óbvias? Nenhum pouco!
    Afirmo que nossa capacidade de transposição didática ( NECESSÁRIA, INDISPENSÁVEL PARA A SOBREVIVÊNCIA NAS SALAS DE AULAS DO ENSINO MÉDIO) foram afetadas com sucesso por culpa de “Professores” da graduação que julgavam tudo tão trivial que passavam batido, não desmiuçavam o que precisava ( tínhamos tempo pra isso), generalizavam e cuspiam na nossa cara durante as explicações.
    Hoje estou eu aqui, buscando algumas respostas para essas dúvidas tão óbvias, como a do meu colega lá de cima. Mas tive um Dejavu dos meus queridos Mestres da graduação. Saio da sua página com a mesma sensação de quase todos os dias de 2007 do ultimo tempo de 50 minutos precisamente as 23:20 da noite, frustrada, me sentindo burra e incapacitada.
    Bom, acredito que para meu caso tem jeito, vou ali pesquisar mais , ler mais . Mas para seres humanos como tal, formadores de teóricos onde tudo é lindo , tudo é certo, tudo é empírico e comprovado, somente uma sala de aula de 40 meninos que não sabem diferenciar uma bolinha de bilhar do livro didático de Física do terceiro ano de uma bolinha de bilhar vulgo elétron do mesmo livro, daria jeito.

    • Fernando Lang disse:

      Livros de Física Geral do terceiro grau são livros de Física Geral universitários. Estás confundindo terceiro grau com terceiro ano do ensino médio. Mas mesmo em livros de ensino médio encontras a “equação do gerador”.

      Lamento que passada mais de uma década desde 2007 ainda te queixes e atribuas aos teus antigos professores os problemas que enfrentas.

      O conhecimento é uma conquista pessoal que requer esforço.

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