I generatori elettrici sono dispositivi che convertono energiameccanica, chimica o anche. solare nel energiaelettrico. L'energia prodotta dai generatori può essere utilizzata per alimentare circuiti elettrici. Vedi sotto alcuni esempi di generatori:
→ Batterie
![pile](/f/a30c2eb44df446d6aa82eb681a0c53de.jpg)
→ Batterie
![Batteria dell'auto](/f/13d626f9d1a730fa558b86b7ee25e4b2.jpg)
→ Generatori diesel
![Generatore diesel](/f/ed8ae0240b1f5c9e938a2f3bc9bfcb86.jpg)
→ Centrali idroelettriche
![centrale idroelettrica](/f/be26fd50726967f2260a10d00b37ea51.jpg)
→ Impianti solari (piastre fotovoltaiche)
![Schede solari](/f/4ccd93e66760145fa0c6601359e7730d.jpg)
→ Centrali eoliche
![energia eolica](/f/f09a0fc57602a8c0ae385493e63e9087.jpg)
→ Centrali nucleari
![Energia nucleare](/f/1f71e9634bd279dbffdcf87d8404d041.jpg)
Il fenomeno utilizzato da alcuni dei suddetti generatori per trasformare l'energia meccanica in energia elettrica è chiamato induzione elettromagnetica.Questo processo consiste nel cambiare il flusso di campo magnetico su un circuito conduttivo, favorendo così l'emergere di a corrente elettrica alternata.
Vedi anche: La scoperta dell'induzione elettromagnetica
A piattifotovoltaico, a loro volta, sono in grado di trasformare l'energia presente nel onde elettromagnetiche in elettricità attraverso il effetto fotoelettrico.
forza elettromotiva
IL forzaelettromotore (FEM) corrisponde all'intero potenziale elettrico che può essere prodotto da un generatore. Quando collegato a un circuito, parte dell'energia generata è
dissipato sotto forma di calore per la formazione di a corrente elettrica dentro. Questo fenomeno, chiamato effetto joule, succede perché i generatori hanno una certa resistenza interna, quindi, non esiste un generatore perfetto.La forza elettromotrice può anche essere intesa come la quantità di energia potenziale elettrica che i generatori forniscono a ciascuna unità di carica elettrica:
![Forza elettromotrice - 2](/f/57a8a161ecd1426c7f21e72373d7c16b.jpg)
Possiamo calcolare la forza elettromotrice prodotta da un generatore usando la seguente equazione:
![forza elettromotiva](/f/f1c419271046bf7b12c185217bf139b3.jpg)
E – forza elettromotrice [V]
tu – tensione elettrica utile [V]
rio– resistenza interna generatore [Ω]
io – corrente elettrica [A]
L'equazione sopra suggerisce che parte del energia prodotta da un generatore (E) é usato per chiamare dispositivi elettronici (tu), e un'altra parte è dissipato(rio.io). Attraverso l'equazione della forza elettromotrice, è possibile dedurre il equazione caratteristica dei generatori, che ci fornisce il tensione utile(Utu) da un circuito alimentato da un vero generatore:
![Equazione del generatore](/f/25f58f6c3b70ccd7f9f08146ab0c2ceb.jpg)
Mappa mentale: generatori
![Mappa mentale: generatori](/f/e615adb1ebe20dce7c5681a9a190f125.jpg)
*Per scaricare la mappa mentale, Clicca qui!
Rappresentazione del generatore nel circuito
I generatori sono solitamente rappresentati in circuiti, il cui schema è mostrato di seguito:
![Generatore](/f/7a4cda8b4d5b4b027a411bc6001400fc.jpg)
Nei generatori, il corrente elettrica (in senso convenzionale) deve sempre fluire dal più piccolo per più grandepotenzialeelettrico, dimostrato da barpoco (-) e per barra grande (+), rispettivamente. Questa rappresentazione indica che la corrente elettrica guadagna energia quando passa attraverso il generatore. La resistenza rio mostrato nel circuito è il resistenza interna del generatore.
Curva caratteristica dei generatori
La curva caratteristica dei generatori è a drittoverso il basso al primoquadrante di piattocartesiano. rappresenta la caduta di tensione all'interno del generatore e può essere inteso come segue:
Se la corrente formata dal generatore è nulla (io = 0), allora nessuna energia sarà dissipata. Pertanto, tutta la tensione prodotta sarà la forza elettromotrice stessa (U = E).
Se il generatore è cortocircuitato, collegato direttamente ai terminali positivo e negativo tramite un filo senza resistenza, verrà prodotta la massima corrente possibile. Se quel generatore è collegato a un circuito e produce tale corrente, la sua resistenza interna consumerà tutta l'energia prodotta. In questo modo il potenziale stabilito dal generatore sarà nullo (U = 0). Orologio:
![Curva caratteristica dei generatori](/f/d0bbbfbfd26d3a9e13f2f19d8a1b3be7.jpg)
E – forza elettromotrice [V]
rio– resistenza interna generatore [Ω]
iocc – corrente elettrica di cortocircuito [A]
Attraverso la 1° legge di Ohm, possiamo utilizzare le informazioni contenute nella curva caratteristica dei generatori per calcolare la loro resistenza interna. Orologio:
![Calcolo della resistenza interna del generatore](/f/384db4e98ec78261985b7e83b1c8da17.jpg)
Vedi anche: Legge di Ohm
Energia elettrica nei generatori
L'energia elettrica è una quantità scalare misurata, solitamente in watt (o unità derivate). Rappresenta la velocità di variazione dell'energia elettrica in funzione del tempo. Nei generatori esistono tre tipi di energia elettrica:
Potenza elettrica totale: corrisponde a tutta la potenza elettrica prodotta dai generatori. è dato dall'equazione:
![piena potenza](/f/b779c5b67ecf0a14a9ddcc5926a035af.jpg)
Potenza elettrica utilizzabile: potenza elettrica disponibile per il circuito elettrico. Può essere calcolato utilizzando la seguente equazione:
![potere utile](/f/ed9198c54b786891ea180ad6e7d8c4d6.jpg)
-
Potenza elettrica dissipata: potenza elettrica consumata per effetto Joule per il passaggio di corrente elettrica attraverso la resistenza interna dei generatori.
Pertanto, il bilancio energetico nei generatori può essere sintetizzato dalle seguenti equazioni:
![Bilancio energetico nei generatori](/f/b583e07b9f89ce0651de19bd272ae48f.jpg)
Reddito del generatore
Il reddito dei generatori è a grandezzafisicasenza dimensione che indica il capacità del generatore in trasformazione una qualche forma di energia nel elettricità. Il reddito dei generatori è dato dal Motivo tra i potenzialeelettricoutile E i tuoi forzaelettromotore:
![reddito del generatore](/f/1b349c405e7e7670f22fdcc011db0347.jpg)
Di Me. Rafael Helerbrock
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm