Ficha de Física e Química A — Gerador: Força Eletromotriz e Resistência Interna (10.º Ano)
Ficha de Física e Química A para o 10.º ano sobre geradores de corrente contínua: força eletromotriz, tensão nos terminais, resistência interna e comportamento em carga e em curto-circuito, com 12 exercícios e soluções completas.
O que inclui esta ficha
- Força eletromotriz (ℰ) vs tensão nos terminais (U)
- Resistência interna e a relação ℰ = U + r · i
- Circuito aberto, em carga e curto-circuito
- Corrente máxima de um gerador e danos do curto-circuito
- Perdas internas, energia convertida e rendimento da pilha
- 12 exercícios de tipo diversificado, com soluções completas
Competências que desenvolve: Aplicar o balanço de tensões de um gerador real, calcular quedas internas e correntes de circuitos com pilhas, interpretar a queda de tensão sob carga e justificar escolhas de dimensionamento (baterias, cabos).
Conteúdo programático: Tema 3 — Energia e sua conservação, subtema «Fenómenos elétricos»: gerador de corrente contínua; força eletromotriz e tensão nos terminais; resistência interna e curto-circuito.
Porque isto importa
Toda a pilha que se compra promete um valor (1,5 V; 9 V) e nem sempre o entrega — e a diferença entre a promessa e a medição é exatamente este tema. A resistência interna explica por que razão os faróis enfraquecem com o motor ligado, por que razão uma bateria «afrouxa» sob carga e por que razão um curto-circuito é perigoso em vez de inofensivo. É também o primeiro contacto com a ideia de que uma fonte de energia real tem limites, o que reaparece em todas as fontes — dos geradores de uma central às baterias de um telemóvel. Para além da aplicação, o balanço ℰ = U + r·i é um excelente treino de contabilidade energética, com um termo sempre positivo e sempre em calor.
Erros comuns
- Confundir ℰ com U — só se equalizam quando não circula corrente.
- Ligar r em paralelo (está em série: é o gerador por dentro).
- Esquecer que a corrente total usa R + r, não R sozinha.
- Achar que curto-circuito é «pilha em curto, sem corrente» — é justamente o máximo de corrente.
Como usar esta ficha
Imprime a ficha e resolve os exercícios sem consultar as soluções. Só depois de terminar compara as respostas com as soluções incluídas no final do PDF — é nessa comparação que se identifica o que ainda precisa de revisão. Se um exercício ficar errado, vale a pena voltar à matéria correspondente antes de avançar.