Para relacionarmos
a energia que o gerador fornece aos íons com a carga elétrica
que atravessa uma secção transversal do circuito definimos uma
grandeza característica do gerador, chamada força eletromotriz.
A energia
que o gerador fornece aos íons ou aos elétrons na prática chamamos
energia fornecida ao circuito.
Chama-se
força eletromotriz de um gerador ao quociente da energia
que o gerador fornece ao circuito durante certo tempo pela
carga elétrica que atravessa uma secção transversal do circuito
durante o mesmo tempo. |
Em geral se
representa a força eletromotriz pela letra E (ou e), ou pelas
iniciais f.e.m.. Sendo W a energia que o gerador fornece ao circuito
durante o tempo t, e Q a carga elétrica que passa por qualquer
secção transversal durante-o mesmo tempo, temos, por definição:
Estudaremos
o caso de geradores de força eletromotriz constante. É claro
que quando E é constante, a energia W fornecida pelo gerador é
proporcional à carga Q que ele fornece durante o mesmo tempo.
A f.e.m. é
uma grandeza característica do gerador. Conhecendo a f.e.m. do
gerador podemos calcular a energia que ele fornece ao circuito
durante certo tempo. Da fórmula anterior tiramos:
Substituindo
Q por
, resulta:
Essa é a energia
fornecida durante o tempo t por um gerador de f.e.m. E a um circuito
que absorve a corrente I.
Sendo W a
energia fornecida pelo gerador durante o tempo t, a potência do
gerador por definição é:
, ou seja:
Pela definição,
a força eletromotriz é o quociente de uma energia por uma carga
elétrica. Já vimos, na fórmula 
,
que a diferença de potencial também é o quociente de uma energia
por uma carga elétrica. Logo, força eletromotriz e diferença
de potencial são grandezas físicas da mesma espécie. Por causa
disso avaliamos força eletromotriz e diferença de potencial nas
mesmas unidades. No sistema MKS, em volts. No sistema CGSES,
em ues CGSV (ou statvolt).
Já vimos,
no tópico "O
circuito elétrico",
que para que haja corrente elétrica é necessário que o gerador
e os condutores ligados a ele formem um caminho fechado para os
íons. Êsse caminho fechado é chamado circuito. Os íons, além
de se deslocarem nos condutores que estão ligados ao gerador também
se deslocam no próprio gerador.
Chamamos circuito
interno do gerador ao conjunto dos condutores do próprio gerador
por onde passa a corrente. À resistência desse circuito chamamos
resistência interna do gerador; representaremos por
, ou
(fig. 165). Chamamos circuito externo ao conjunto dos condutores
ligados ao gerador. A sua resistência é chamada resistência externa
e representaremos por
, ou
.
Figura 165
Chamamos polos
do gerador aos pontos por onde o gerador é ligado ao circuito
externo. Convencionamos chamar polo positivo ao polo por onde
a corrente sai do gerador; negativo ao polo por onde a corrente
entra no gerador.
| Esses
nomes, polo positivo e polo negativo já eram usados em Eletricidade
antes de se descobrir que nos metais a corrente é constituída
por elétrons em movimento. Naquela época os físicos admitiam
que a corrente elétrica fosse constituída de partículas
positivas que se deslocassem do polo positivo para o negativo
do gerador. Atualmente sabemos que nos metais acontece
exatamente o contrário: a corrente é formada por elétrons,
que são partículas com carga negativa e que se deslocam
do polo negativo para o positivo.
Mas apesar de sabermos que êsse é o sentido verdadeiro da
corrente, ainda hoje adotamos como convenção que a corrente
seja constituída por partículas positivas que se desloquem
do polo positivo para o negativo. Pois, para efeito de
raciocínio é indiferente considerar-se uma carga positiva
deslocando-se num sentido ou uma negativa deslocando-se
em sentido oposto (fig. 166). |
 Figura 166 |
Esquematicamente
se representa um gerador por dois traços paralelos de comprimentos
diferentes.
Aqui admitiremos que o traço maior represente o polo positivo
(por exemplo, o da figura 167). Mas poderíamos convencionar
que o traço menor representasse o polo positivo, como fazem muitos
autores.
