Os receptores elétricos são muito comuns no nosso dia-a-dia. Provavelmente você, que está lendo esse artigo, deve ter alguns deles na sua residência. Definem-se receptores elétricos como qualquer dispositivo que transforma energia elétrica em energia não-elétrica que não seja exclusivamente em energia térmica, pois os dispositivos que transformam e energia elétrica totalmente em energia térmica são definidos como resistores.
Um bom exemplo de receptor elétrico é o motor elétrico, como ventiladores, liquidificadores e batedeiras. Quando recebem energia elétrica, esses motores a transformam em energia mecânica que pode ser observada no giro desses aparelhos.
Símbolo e Equação Característica
Quando ligamos um desses aparelhos anteriormente citados a uma fonte de energia elétrica, observamos que essa energia é transformada em energia de mecânica de rotação, e não é só isso. Observe que quando você usa, por exemplo, um liquidificador para
fazer uma vitamina, ele também se aquece. Isso ocorre por que a energia elétrica consumida pelo aparelho é dividida. Parte dela vai para o funcionamento e outra parte se perde em forma de dissipação devido à resistência dos enrolamentos e nos contatos.
Para o funcionamento do receptor se estabelece uma diferença de potencial (ddp) U entre os seus terminais, parte dela é queda ôhmica devido a resistências internas do aparelho (r), e outra parte é devido ao funcionamento mecânico. A parte da ddp devido ao funcionamento mecânico é uma ddp útil e é denominada como força contra-eletromotriz (fcem) simbolizada por E'. Um receptor em um esquema de um circuito é representado da seguinte forma:
Pela figura anterior, observe que há uma semelhança entre o símbolo do gerador com o símbolo do receptor, mas no receptor, a corrente vai do pólo positivo para o negativo da bateria enquanto no gerador ocorre o contrário. Isso é natural, pois o gerador é quem está criando a corrente elétrica enquanto o receptor apenas a recebe.
Da mesma figura podemos tirar a equação característica do receptor. Observe que a ddp fornecida ao mesmo, parte dela vai para o funcionamento, e outra parte para os elementos dissipativos. Portanto, a equação característica fica:
Observe que o termo na equação referente à dissipação, é a lei de Ohm aplicada na resistência interna do receptor.
Potência e rendimento no receptor
A figura abaixo representa um esquema de um gerador ligado diretamente a um receptor. Apesar dos símbolos dos dois elementos serem muito semelhantes, o gerador é o que apresenta maior força eletromotriz e a corrente nele flui do pólo negativo para o pólo positivo.
Quando ligamos um receptor a um gerador, não é difícil perceber que a potência útil do gerador, que é aquela que ele lança para o circuito, na verdade será a potencia total do receptor elétrico. Ao receber essa potência total, o receptor aproveita parte dela para o seu funcionamento normal e essa potência é denominada como potência útil e outra parte é dissipada, e logicamente ela é denominada como potência dissipada. Observe o quadro abaixo.
| Rendimento |
| η=PútilPtotal |
É importante assinalar que não existem receptores com rendimento igual a um, ou seja, cem por cento. Em uma situação dessas teríamos toda a energia fornecida a ele sendo usada para o seu funcionamento e nada estaria sendo dissipado. Essa situação é fisicamente impossível, pois sempre haverá uma parcela da energia sendo dissipada.
Diariamente, fechamos e abrimos muitos circuitos elétricos. Ao fazermos isso, estamos utilizando energia elétrica, que é obtida de uma usina geradora de eletricidade. Ferro elétrico, chuveiro e torradeira transformam energia elétrica em térmica.
Esses aparelhos têm, como um dos seus componentes, o resistor, um fio de material especial (diferente dos fios de ligação), responsável pelo aquecimento. Por isso, são denominados resistivos.
Podemos representar o aparelho elétrico resistivo só por seu resistor, utilizando o símbolo da figura abaixo.
Símbolo de um resistor e representação do circuito elétrico simples aberto, com um aparelho resistivo.
Uma lâmpada incandescente também pode ser considerada um resistor, uma vez que a maior parte da energia elétrica é transformada em energia térmica, em seu filamento; e o restante, em energia luminosa.
Os símbolos que utilizaremos para indicar os circuitos têm como objetivo principal a representação de aparelhos, fontes, fios de ligação e interruptores. Qualquer circuito com um resistor será representado pelo símbolo da resistência e qualquer tipo de interruptor será representado como na figura abaixo.
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Símbolo de chave aberta e chave fechada.
Quando o aparelho estiver desligado, a chave estará aberta. Pilhas ou baterias serão
representadas pelo símbolo:
Símbolo representando uma fonte de energia
O traço menor representa o polo negativo e o maior, o positivo. Observe, no circuito, que as três pilhas estão conectadas em sequência, ou seja, estão ligadas em série, de forma que o polo positivo de uma seja ligado ao negativo da outra.
Representação de um circuito elétrico de uma lanterna alimentada por três pilhas.
O chuveiro elétrico também possui um resistor, e seu circuito é semelhante ao da segunda figura. O interruptor desse aparelho é acionado pela pressão da água sobre um diafragma,
que produz o contato elétrico entre os fios de ligação e o resistor.