Física Geral e Experimental II

É comum a utilização simultânea de várias pilhas para fazer funcionar um aparelho elétrico. Esse é umexemplo de associação de geradores. Tal como ocorre no caso dos resistores, há dois tipos básicos deassociação de geradores: em série e em paralelo.

Física Geral e Experimental II. José Osvaldo de Souza Guimarães. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019.

Em regiões remotas, onde não há acesso à rede elétrica, veículos off-grid são utilizados para transporte eoperação de equipamentos elétricos em campo (como sensores, bombas, e iluminação). Esses veículoscontam com sistemas de geração elétrica próprios, geralmente compostos por vários geradores (baterias oudínamos).

Imagine que uma equipe de engenheiros precisa projetar o sistema de alimentação de um veículo off-grid,com os seguintes requisitos: tensão de alimentação nos terminais da carga de 24 V e corrente exigida pelacarga de 10A. Para isso, a equipe dispõe de geradores idênticos, cada um com força eletromotriz (fem) de12 V e resistência interna de 0,5 Ω.

1) Associação em série: se os engenheiros optarem por associar dois desses geradores em série e com umacarga de R=2 Ω.

a) Qual a tensão total fornecida ao circuito?

b) Qual a corrente que circula no circuito?

c) Qual a tensão na carga?

2) Associação em paralelo: agora, os mesmos dois geradores são associados em paralelo e com a carga deR=2 Ω.

a) Qual é a tensão total fornecida ao circuito?

b) Qual a corrente total fornecida ao circuito e a corrente por gerador?

c) Qual a tensão na carga?

3) Considerando os requisitos do sistema (24 V e 10 A), seria possível atender essas condições com doisgeradores e com essas duas configurações? Se não, proponha uma associação alternativa (série-paralelo)que permita atender à demanda, justificando com cálculos.