Receptores Elétricos

Um receptor elétrico é um tipo de aparelho que transforma a energia elétrica em qualquer outro tipo de energia que não seja apenas calor.

Como exemplo de receptor elétrico temos o liquidificador utilizado na cozinha, em que ele é alimentado com energia elétrica, e a transforma em energia mecânica, fazendo com que suas lâminas girem e triturem o alimento. 

Outro exemplo é a britadeira, muito utilizada em construções, e que também é alimentada com energia elétrica e a transforma em energia mecânica.

Temos muitos outros exemplos, como ventiladores, aparelhos de som, geladeiras, etc.

A força contraeletromotriz, também conhecida como força eletromotriz inversa, é uma força eletromotriz oposta a corrente elétrica.

A força contraeletromotriz é dada pela razão entre o trabalho realizado pelo receptor elétrico e a quantidade de carga elétrica consumida pelo mesmo. Ela é representada pela letra grega épsilon com um apóstrofo ( \({\epsilon}'\)), e é dada pela seguinte fórmula:

\[{\epsilon}'=\frac{\tau }{\Delta q}\]

Sendo:

• \({\epsilon}'\) a força contraeletromotriz;
• \({\tau\) é o trabalho;
• \(\Delta q\) é a quantidade de carga;

Um receptor só funciona devido ao trabalho que os elétrons fazem, fornecendo energia para o aparelho, assim, para funcionar, temos que ter corrente elétrica passando pelo receptor.

A diferença de potencial (d.d.p.) que um gerador faz é que vai estar disponível para o funcionamento de um receptor. Todo receptor possui uma resistência interna, fazendo com que a d.d.p. que o receptor elétrico utiliza seja menor que a d.d.p total do sistema. 

Essa d.d.p. utilizada pelo aparelho é a que chamamos de força contraeletromotriz.

Sabendo que a d.d.p. total vai ser a soma da força contraeletromotriz com a perda de d.d.p. pela resistência podemos escrever a seguinte equação:

\[U={\epsilon}'+r \cdot i\]

Sendo:

• U a d.d.p. do gerador;
• \({\epsilon}'\) a força contraeletromotriz;
• r é o valor da resistência interna do receptor elétrico;
• i é a intensidade da corrente passando pela resistência do receptor elétrico;

Figura de uma curva característica de um receptor elétrico

A equação de um receptor é dada por uma função de primeiro grau, ou seja, linear, e podemos ver isso na imagem acima. O eixo das abscissas é dado pela d.d.p. total e o eixo das ordenadas é dada pela corrente elétrica que passa pelo receptor.

O coeficiente linear (onde a função intercepta o eixo y) terá o valor da força contraeletromotriz, e o coeficiente angular (ângulo que a função faz em relação ao eixo x) terá o valor da resistência interna do receptor.

Potência total

É a potência fornecida para um receptor através de uma força eletromotriz produzida por um gerador, e vai ser dada pela seguinte fórmula:

\[P_{T}=i\cdot U\]

Sendo:

• \(P_{T}\) a potência fornecida por um gerador;
• i a corrente elétrica;
• U a d.d.p. do gerador;

Potência útil

Um receptor elétrico perde uma parte da potência fornecida devido a aquecimentos (perda por calor), vibração, energia sonora, etc. A potência útil é a potência que realmente é utilizada para o receptor funcionar, e é dada pela seguinte fórmula:

\[P_{U}=i\cdot {\epsilon }'\]

Sendo:

• \(P_{U}\) a potência utilizada;
• i a corrente elétrica;
• \({\epsilon}'\) a força contraeletromotriz;

Potência dissipada

A potência dissipada é a potência perdida pelo receptor na forma de energia térmica, energia sonora, vibração, etc. Ela é dada pela seguinte fórmula:

\[P_{D}=r \cdot i^{2}\]

Sendo:

• \(P_{D}\) é a potência dissipada;
• r é a resistência interna do receptor;
• i é a corrente elétrica;

Para calcular o rendimento de um receptor, fazemos a razão entre a potência útil e a potência total, como mostra a fórmula abaixo:

\[\eta = \frac{P_{U}}{P_{T}}\]

Sendo:

• \(\eta\) é o rendimento do receptor;
• \(P_{U}\) é a potência útil;
• \(P_{D}\) é a potência dissipada;

Também podemos escrever a fórmula do rendimento da seguinte forma:

\[\eta = \frac{U}{{\epsilon }'}\]

Sendo:

• \(\eta\) é o rendimento útil;
• U é a d.d.p. total;
• \({\epsilon}'\)  é a força contraeletromotriz;