Outra vez a associação de fontes em paralelo!
1 de dezembro, 2020 às 10:39 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletricidade
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Boa tarde.
Estava lendo algumas postagens do Cref e o artigo feito pelo professor Lang, e uma coisa que ainda estou meio me dúvida é sobre porque o meu raciocínio não está correto:
Porque quando associamos pilhas em paralelo a corrente não soma? Eu já pensei isso em termos de resistências equivalentes e soma de correntes (Se no circuito a direita temos 1A com uma pilha, com duas teríamos 2A). Mas no simulador a corrente permanece inalterada, não só permanece inalterada como a corrente de cada fonte ainda diminui!!!
Por isso gostaria de saber o porquê disso? Agradeço desde já pela atenção.
Quando associamos duas fontes iguais em paralelo, a fonte equivalente terá uma resistência interna igual à metade da resistência interna de uma delas e fem equivalente igual a fem de qualquer uma delas. O caso mais geral de duas fontes diferentes em paralelo está discutido em Fontes em paralelo: características da fonte equivalente.
Se essa fonte equivalente alimentar um resistor com resistência grande comparada com as resistências internas, a intensidade da corrente no resistor será um pouco maior do que se apenas uma fonte fosse usada. Ou seja, de fato cresce um pouco a corrente em relação àquela que se teria com uma única fonte e o limite para tal crescimento é duplicar a corrente no caso extremo em que a resistência externa é muito menor do que as resistências internas.
O valor da corrente na resistência externa é a soma das correntes em cada fonte quando ambas estão associadas em paralelo. Portanto, já que consideramos duas fontes iguais, a corrente em cada uma delas é a mesma e igual à metade da corrente total. Como a intensidade da corrente total, no caso em que a resistência externa é muito maior do que as resistências internas, é aproximadamente a mesma para uma única ou duas fontes em paralelo, a corrente em uma única fonte tem o dobro da intensidade das correntes em cada uma das duas fontes associadas em paralelo.
No simulador as fontes são ideais, isto é, sem resistência interna (ou desprezível frente a resistência externa). Então a tensão entre os terminais tem o mesmo valor da sua força eletromotriz. A intensidade da corrente na resistência externa depende da tensão que lhe é aplicada e esta não se altera com uma, duas ou mais fontes ideais em paralelo. Mas a corrente em cada fonte será menor quanto mais fontes em paralelo existirem pois a soma dessas correntes nas fontes é igual à corrente, que sempre tem a mesma intensidade, na resistência externa.
Qualquer simulador possui limitações impostas pelo modelo utilizado na sua arquitetura e este nem sempre é explicitado. Ou seja, simuladores nunca conseguem reproduzir completamente os comportamentos reais dos objetos-alvo da simulação e, portanto, o seu uso deve ser acompanhado de senso crítico respaldado pelo conhecimento teórico. Simuladores não dispensam experimentos reais em laboratório!
Vide também Ddp de uma pilha não é constante?
“Docendo discimus.” (Sêneca)
Boa tarde.
Excelente explicação como sempre! Essa abordagem é bem intuitiva sobre o comportamento da associação em paralelo.
Uma observação é sobre os simuladores. Quando se utiliza fonte ideais (Sem resistência interna), o simulador não consegue simular esses circuitos (Já fiz ele no Proteus e no Eletric Circuit Studio), ele emite um erro do tipo: “Warning: singular matrix: check nodes”. Não sei explicar o motivo.
Contornei esse problema nas simulações adicionando uma pequena resistência interna as fontes (0,01 Ohms) para evitar esse erro na execução.
Se duas fontes ideais são associadas em paralelo, uma diferença tão pequena quanto se queira entre as fems implicará em uma corrente que diverge, infinitamente grande.
Entendi. Muito obrigado pela explicação.
Professor, então posso ficar tranquilo se usar um carregador de 5V e 3A em um celular que o carregador original tem 5V e 1,2A, visto que a intensidade da corrente será limitada por ser a mesma voltagem? Ou o carregamento de uma bateria não deve ser considerado dessa forma por não ser um resistor?
E o que ocorreria caso a corrente demandada fosse abaixo do que a fonte pode fornecer?
Se os dois carregadores têm a mesma tensão de saída podes usar.
Se a corrente demandada é inferior à corrente máxima permitida para a fonte não há qualquer problema.