Dimensionamento de Máquinas Síncronas

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As questões serão válidas com a demostração dos cálculos 
 
1) Você é um engenheiro que trabalha com dimensionamento de máquinas 
síncronas. No momento, você está interessado em avaliar uma máquina 
síncrona simples representada esquematicamente na Figura, composta por 
um rotor e um estator. 
 
 
você precisa determinar o fluxo φ do entreferro e a densidade de fluxo no 
núcleo Bg , considerando i = 10A , número de espiras igual a 4000, 
comprimento do entreferro 2cm e área do entreferro 400cm2. Considerar 2 
entreferros. (1000 pontos) 
 
 
2) Em dispositivos encontrados atualmente na indústria, o núcleo de um 
circuito magnético pode ser constituído de aço elétrico, um material 
extremamente não linear, ou seja, a permeabilidade do material pode 
variar. 
Considere um circuito magnético simples, composto por um único 
entreferro 0,06cm e 8cm2, caminho médio do núcleo 50cm, 600 espiras 
compondo o enrolamento, permeabilidade do aço elétrico 73000 H/m e 
densidade do fluxo no núcleo 1,8T. Calcule a corrente i que passa pelo 
sistema.(1000 pontos) 
 
 
3) Circuitos que utilizam corrente alternada como fonte de alimentação são 
representados com o valor das tensões aplicadas ao circuito como o valor 
eficaz de tensão, definido como o Eef . Como se trata de um sinal CA, uma 
onda senoidal variável no tempo representa a excitação no circuito 
magnético. 
Vamos considerar um sistema magnético que possui N espiras em seu 
enrolamento e é alimentado por uma fonte CA com valor eficaz Eef . Qual 
deve ser o número de espiras para se dobrar o valor eficaz do sistema?(250 
pontos) 
a) O número de espiras deve ser reduzido pela metade, pois o valor eficaz e 
o número de espiras são grandezas inversamente proporcionais. 
 
 
FACULDADE ANHANGUERA - FACNET 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA 
 
Oficial 2 Valor: 4000 Data: 28/05/2021 Matrícula: 
Prof. MSc. Hudson Capanema Zaidan Obs.: Individual e com consulta Nota: 
Aluno: 
b) O número de espiras não deve ser alterado, pois o valor eficaz e o 
número de espiras são grandezas não relacionadas. 
c) O número de espiras deve ser dobrado, pois o valor eficaz e o número de 
espiras são grandezas diretamente proporcionais. 
d) O número de espiras deve ser reduzido pela metade, pois o valor eficaz e 
o número de espiras são grandezas diretamente proporcionais. 
e) O número de espiras não será alterado, pois o valor eficaz e o número de 
espiras são grandezas inversamente proporcionais. 
 
4) Todo elemento que é parte de um circuito elétrico possui propriedades 
resistivas, ou seja, a propriedade de estabelecer uma certa resistência para 
que a corrente flua pelo circuito. Dentre esses elementos, podemos 
considerar um fio elétrico condutor, de 1mm de diâmetro e 2 metros de 
comprimento, como exemplo para conexão da alimentação de um painel de 
controle a um dispositivo de controle de velocidade, como tem 
exemplificado nosso projeto. 
Em um fio de cobre, com as caraterísticas mencionadas acima, é aplicada 
uma tensão de 500mV, pelo qual passa uma corrente instantânea de 0,116A. 
A resistividade desse fio de cobre pode ser considerada como:(250 pontos) 
a) ρ = 1,69 ×10−6 Ωm 
b) ρ = 1,55 ×10−8 Ωm 
c) ρ = 1,89 ×10−7 Ωm 
d) ρ = 1,69 ×10−8 Ωm 
e) ρ = 1,55 ×10−6 Ωm 
 
 
 
5) O conceito de potência elétrica P está associado à quantidade de energia 
elétrica τ desenvolvida num intervalo de tempo Δt por um dispositivo 
elétrico. Matematicamente: 
 
 
 . Por essa expressão, a unidade de 
medida é joule/segundo [J/s]. Num circuito elétrico, a potência pode 
também ser definida como sendo a quantidade de carga elétrica Q que uma 
fonte de tensão V pode fornecer ao circuito num intervalo de tempo Δt. 
Matematicamente: 
 
 
. Com base nas informações disponíveis, 
suponha que você terá que especificar a potência elétrica, com margem de 
segurança de 10%, para um gerador que irá alimentar um forno industrial 
cuja tensão de alimentação é 380V e consome 250A. Após os devidos 
cálculos, você recomendaria um gerador com qual potência?(250 pontos) 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
a) 85,5 kVA. 
b) 104,5 kVA. 
c) 95,0 kVA. 
d) 100,0 kVA. 
e) 209,0 kVA. 
 
 
6) Um transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica 
ou potência elétrica de um circuito a outro, induzindo tensões, correntes 
e/ou ajustando os valores das impedâncias em um circuito elétrico. 
Inventado em 1831 por Michael Faraday, os transformadores são 
dispositivos que funcionam através da indução de corrente de acordo com 
os princípios do eletromagnetismo, ou seja, baseado nos princípios 
eletromagnéticos da Lei de Faraday-Neumann-Lenz, que afirma ser possível 
criar uma corrente elétrica em um circuito, uma vez que esse seja 
submetido a um campo magnético variável. Com base nos princípios de 
funcionamento de um transformador, avalie as seguintes afirmativas 
assinalando V, para as verdadeiras ou F, para as falsas: (250 pontos) 
( ) Os transformadores são utilizados num conjunto muito variado de 
aplicações e no tratamento da energia. Entre estas aplicações destacam-se a 
elevação e a redução da tensão ou a elevação ou redução do número de 
fases em redes de transporte e distribuição de energia elétrica. 
( ) Os transformadores podem ser classificados de acordo com vários 
critérios: de acordo com a finalidade e aplicação, o tipo de transformador, o 
material do núcleo e o número de fases. 
( ) Os TC's (Transformadores de Corrente) são muito usados para abaixar a 
corrente elétrica da rede para alimentar dispositivos eletrônicos que não 
suportam grandes níveis de corrente. 
( ) Os transformadores elevadores de tensão apresentam o número de 
espiras maior no primário do que o número de espiras no seu secundário. 
( ) Construídos a partir de materiais ferromagnéticos sujeitos a campos 
variáveis, os transformadores apresentam perdas magnéticas de duas 
naturezas: perdas por histerese e perdas por correntes parasitas, esta 
última também chamada de perdas Foucault. 
 
7) Calcule a corrente necessária para que o gerador consiga alimentar a carga. 
Para simplificar os cálculos, vamos considerar a representação “por fase”. 
(1000 pontos) 
 
 
 
 
 
 
 . 
 . . 
 
 
Analisando o sistema, percebe-se que um gerador está alimentando uma 
carga por meio de uma linha de transmissão e que nessa linha existem dois 
transformadores. Para que você possa calcular a tensão recebida pela carga 
Z , terá que trazer os valores de carga e da linha de transmissão para o 
primário do transformador 1, pois é somente aí que se tem disponível o 
valor da tensão que é gerada pelo gerador síncrono.