Associação em série de geradores

Em vários momentos de nossa vida cotidiana nos deparamos com situações em que fazemos uso de geradores de eletricidade, mas nem nos damos conta disso. Um exemplo bastante simples é quando trocamos as pilhas do controle remoto da TV. Portanto, encontramos geradores de eletricidade em vários equipamentos que nos cercam: vão desde as pilhas de controle remoto, até as baterias dos carros.

Conceituamos um gerador como sendo um mecanismo que transforma energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica. Outro exemplo de gerador que podemos citar é o dínamo. Sendo assim, um gerador fornece uma diferença de potencial (ddp), chamada, em Física, de força eletromotriz. Na figura acima podemos observar que as pilhas estão associadas em série, ou seja, temos então uma associação em série de geradores alimentando a pilha.

Nesse caso estamos desconsiderando a resistência interna do gerador. Ainda na figura acima vemos que as pilhas são ligadas de forma que o polo positivo da pilha A fica em contato direto com o polo negativo da pilha B.

Uma característica básica dos geradores é que a força eletromotriz de um gerador é igual à energia fornecida a cada unidade de carga. Dessa forma, a energia total que cada uma das unidades de carga apresenta é a soma das forças eletromotrizes das duas pilhas, isto é, elas podem ser substituídas por uma única pilha, de forças eletromotrizes E tal que E = E_A + E_B. Vejamos a figura 2 abaixo:

Figura 2 – Soma das forças eletromotrizes

De acordo com a figura abaixo vemos que aparentemente as pilhas estão em oposição, mas podemos ver que o polo positivo de uma pilha está em contato com o polo negativo da outra, de modo que as duas pilhas impulsionam a corrente no mesmo sentido. Portanto, podemos dizer que as pilhas podem ser associadas de diferentes modos. Em diversos aparelhos eletrônicos as pilhas podem ser associadas como mostra a figura abaixo:

Figura 3 – Associação de geradores em outros aparelhos

Assim, podemos substituir as duas pilhas por uma única, cuja força eletromotriz seja a soma das forças eletromotrizes das duas pilhas. Se as pilhas tiverem resistência interna, basta somá-las.