Ao examinarmos, por exemplo, as específicas ações indicadas no rótulo de uma pilha, encontrada no comércio, podemos ler 1,5 volts. O mesmo acontece com uma bateria de automóvel, onde está anotado 12 volts.

No rótulo de um gerador está especificada a sua força eletromotriz,  que depende da natureza dos componentes utilizados na sua fabricação.

 Essas especificações indicam uma força eletromotriz daqueles geradores e medem o quociente entre o trabalho realizado pelo gerador para deslocar a carga "q", do pólo negativo até o pólo positivo, e essa carga.

 Por definição podemos dizer:

No interior de um gerador, a corrente elétrica circula, convencionalmente, do pólo negativo para o pólo positivo. Fora do gerador circulado pólo positivo para o pólo negativo.

A força eletromotriz de um gerador depende, exclusivamente, da natureza desse gerador, isto é, dos componentes que são utilizados na sua fabricação.

A força eletromotriz é uma constante para cada tipo de gerador e permanece inalterada durante toda a vida deste produtor de corrente elétrica.

Entretanto, se ligarmos um gerador em um circuito, utilizando corrente corretamente um voltímetro para determinarmos a sua força eletromotriz, encontramos um valor menor do que aquele especificado no rótulo. Isto significa que, embora a força eletromotriz esteja especificada, a diferença de potencial ou voltagem real nos seus terminais é menor.

Essa queda de potencial é devida ao próprio consumo interno do gerador para manter a diferença de potencial real nos terminais.

Este fato nos mostra a existência deu uma resistência interna no gerador indica que essa resistência deve ser considerada nos cálculos.

Mesmo depois de a pilha parar de funcionar, a sua força eletromotriz continua a mesma. A diferença de potencial nos terminais é que vai diminuindo com o uso, devido ao aumento de sua resistência interna.

A especificação da bateria e indica uma força eletromotriz de 12 volts, mas o voltímetro acusa uma d.d.p. entre seus terminais de 10 V volts. Essa queda de potencial e devida ao próprio consumo interno da bateria para manter a ddp de 10 volts.

O tamanho de uma pilha não influi na sua força eletromotriz, que é função exclusiva dos componentes que são utilizados na sua fabricação. A pilha maior possui maior o tempo de duração se usada do mesmo modo que as outras, mas fornece a mesma d.d.p. nos seus terminais.

 Observação nos circuitos elétricos, um gerador com resistência interna é representado, geometricamente, pelos símbolos:

A unidade de força é eletromotriz, é o trabalho sobre a carga  transportada.

VOLTAGEM NOS TERMINAIS DE UM GERADOR

A voltagem nos terminais de um gerador é menor que a sua força eletromotriz e observamos que essa queda de potencial era devida à resistência interna desse gerador.

Vamos determinar a voltagem real ou d.d.p. obtida nos terminais do gerador.Para isso, consideremos o circuito simples, mostrado na figura abaixo.

Temos:

1- A queda de potencial nos terminais de uma resistência de Dv = R.i  e, no caso da resistência interna da bateria, será Dv =r.i.

2- Entre os pontos A e B, terminais da bateria teremos:

d.d.p._AB = f.e.m. - queda de potencial devido à resistência interna.

V_A - V_B = E -DV

V_AB = E - r.i

É importante salientar que a relação anterior mede a diferença de potencial entre os terminais do gerador apenas quando ele está ligado a um circuito fechado, de modo que circule por ele uma corrente i. Quando ligado a um circuito aberto, sendo a resistência dos voltímetros muito grande, a corrente que passa pelo voltímetro e que circula pelo gerador é muito pequena e pode ser considerada nula. Isso conduz à conclusão de que o termo r.i da relação tende também para zero. Neste caso, ao determinarmos a d.d.p. entre os terminais do gerador, estamos determinando também a sua força eletromotriz.

Em um circuito fechado, o voltímetro acusa a diferença de potencial entre os terminais do gerador.

V_A - V_B = E - r.i

Em um circuito aberto, i = 0 e o voltímetro marca a diferença de potencial nos terminais do gerador e também a sua força eletromotriz.

V_A - V_B = E - r.i   i = 0  => r.i = 0    => V_A - V_B = E

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

1- A bateria da figura abaixo tem força eletromotriz igual a 12 V e resistência interna de 0,5 ohm.Determinar:

a) a resistência equivalente ao circuito externo;

b) a resistência total;

c) a corrente que sai da bateria;

d) a d.d.p. nos terminais a bateria.

2- No circuito desta questão, a d.d.p. entre os pontos A e B e 12 V e a bateria tem força eletromotriz igual a 24 V. Determinar:

a) a corrente que passa no amperímetro;

b) a d.d.p. entre os pontos B e C;

c) a voltagem nos terminais da bateria;

d) a resistência interna da bateria.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS:

1- O gerador da figura abaixo tem força eletromotriz, igual a 18 V e resistência interna de 1 W. Determinar.

a)  a resistência equivalente do circuito externo;

b) resistência total;

c) a corrente que sai do gerador;

d) a voltagem que sai nos terminais do gerador.

2- No circuito da figura, os potenciais nos pontos A e C valem, respectivamente, em volts:

a) 2 e -1

b) 4 e 6

c) 12 e -18

d) 8 e -4

e) 14 e 0

INSTRUÇÃO: As questões 3 e 4 são referentes ao enunciado e ao circuito seguinte:

Na ilustração, as resistências do circuito externo são todas idênticas e valem 4,0 Ω. A resistência interna do gerador vale 2,0 Ω e sua força eletromotriz é 12 V.

3- Com as duas chaves desligadas, a d.d.p. nos terminais da bateria, em volts, é:

a) 0

b) 4

c) 6

d) 8

e) 12

4- Com as duas chaves ligadas, a d.d.p. nos terminais da bateria, em volts é:

a) 12

b) 8,5

c) 5,6

d) 5,0

e) 4,8

5- Uma bateria de f.e.m E e resistência interna r foi ligada a um reostato R. Se R aumenta, então:

a) V e A aumentam.

b) V aumenta e A diminui.

c) V diminui e A aumenta.

d) V e A diminuem.

c) V diminui e A permanece constante.

Respostas

a) 8 Ω

b) 9 Ω

c) 2 A

d) 16 V

2.d  3.d  4.e  5.b