Conversão eletromecânica de energia

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Conversão eletromecânica de energia
Unidade 1
Seção 1
Diagnostico
Como já foi visto anteriormente em nosso curso de engenharia, na disciplina de circuitos elétricos, existe uma série de possibilidades para se dimensionar um circuito desse tipo, e conforme apresentado em nossa aula de apresentação, existe uma relação entre um circuito elétrico e um circuito magnético. Onde a resistência elétrica é denominada como relutância magnética e a corrente elétrica pode ser considerada, por analogia como o fluxo magnético.   
Partindo da analogia apresentada acima, vamos imaginar que, ao analisar um circuito magnético, percebemos que ele foi montado com a utilização de duas relutâncias em paralelo, denominadase. Qual deve ser a relutância equivalente do circuito, ou relutância total .
Escolha uma:
 
Como introdução ao conceito de circuitos magnéticos, é fundamental saber diferenciar um circuito magnético de um circuito não magnético. Circuitos magnéticos são constituídos por materiais que tem a capacidade de conduzir um campo magnético induzido por uma diferença de potencial entre polos de uma fonte de tensão.
Com base no texto-base descrito acima, identifique entre as alternativas abaixo, qual dos grupos apresentados é a composição de um circuito magnético.
Escolha uma:
Material imantado íman, uniforme; enrolamento de cobre e uma fonte de tensão constante
O fluxo concatenado, ou somado de um circuito magnético, representa o fluxo total resultante para aquele circuito. Independente mente do número de enrolamentos presentes no sistema, o fluxo concatenado será único. Um circuito magnético que apresenta em sua composição, um único enrolamento ou mais de um enrolamento de N espiras deve ser considerado no dimensionamento do fluxo magnético total do sistema.  
 Em um sistema composto por dois enrolamentos em série, o fluxo determinado por esses enrolamentos são determinados como fluxo 1, ou, e fluxo 2, ou  Determine o fluxo concatenado nesse circuito. O fluxo concatenado é representado pela letra grega .    
Escolha uma:
 
Aprendizagem
Dispositivos que contem um elemento móvel possuem um ou mais entreferros de comprimentos variados. Considerando a relutância de um entreferro de arde forma que para esse circuito a FMM deve considerar como a relação entre o fluxo magnético e a relutância total do sistema. Essa relação deve se manter para varias configurações de circuitos.
Determina a FMM em função do fluxo magnético e da resistência equivalente de um circuito magnético que possui dois entreferros conectados de forma paralela ao enrolamento de espiras.  
Escolha uma:
. 
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 40cm, 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.
Escolha uma:
 1,45ª
O fluxo concatenado, ou somado de um circuito magnético, representa o fluxo total resultante para aquele circuito. Independentemente do número de enrolamentos presentes no sistema, o fluxo concatenado será único. Um circuito magnético que apresenta em sua composição, um único enrolamento ou mais de um enrolamento de N espiras deve ser considerado no dimensionamento do fluxo magnético total do sistema. 
Em um sistema composto por três enrolamentos em série, o fluxo determinado por esses enrolamentos são determinados como fluxo 1, ou   ,  fluxo 2, ou e fluxo 3, ou   Determine o fluxo concatenado nesse circuito. O fluxo concatenado é representado pela letra grega.    
Escolha uma:
 
Seção 2
Diagnostico
Uma das aplicações mais comuns para ímãs permanentes, por serem materiais de fácil fabricação e baixo custo, são os ímãs de cerâmica, denominados ímãs de ferrite, por serem fabricados com a utilização de óxido de ferro em pó e possuírem densidade de fluxo residual muito baixo, tem a característica de não perderem a magnetização.   
Vimos que os materiais magnéticos permanentes podem ser usados com a mesma FUNÇÃO de um dos componentes do circuito magnético ‘padrão’, qual é esse componente?
Escolha uma:
Enrolamento de espiras
Sistemas com excitação CA possuem formas de onda de fluxo magnético e tensão magnética muito peculiares, variando em função do tempo. Nesse sentido podemos considerar o fluxo do núcleo de nosso sistema como sendo uma relação direta entre a área da seção reta do aço que compõe o circuito e a equação em função do tempo que determina o fluxo.
A forma de onda de formato peculiar que um circuito excitado por uma corrente alternada se assemelha é uma forma de onda:
Escolha uma:
Senoidal
Uma curva de magnetização B-H indica o ponto de saturação de um material magnético, onde o valor da densidade do fluxo magnético  se mantem praticamente constante mesmo que com crescimento acelerado da intensidade do campo magnético .
Nas curvas de magnetização mostradas abaixo, o ponto de saturação para a Liga Ferro-níquel pode ser determinado para valores acima de
:
Escolha uma:
1,00 T
Aprendizagem
Uma das aplicações de grande escala para circuitos que possuem excitação através de fontes de alimentação em corrente alternada são constituídos por materiais magnéticos laminados, conforme mostra a figura abaixo:
O circuito ilustrado acima possui 500 espiras, dimensão linear e corrente de pico 0,5A. Calcule a intensidade do campo magnético máxima para o conjunto magnético.
Escolha uma:
 
Um ímã permanente tem capacidade de estabelecer um fluxo magnético em um material magnético ou em si mesmo, esse tipo de material pode ser utilizado como uma fonte de excitação para um circuito magnético, como por exemplo em sistemas de identificação de presença para circuitos eletrônicos ou acoplamentos de contato que tem a necessidade de permanecer em contato mesmo sem pressão mecânica. Em termos práticos, a magnetização remanescente é a capacidade do material de produzir um fluxo magnético mesmo sem ser excitado constantemente por um elemento de excitação externo.
Vamos supor que um circuito magnético tenha sido montado com um ímã permanente, e um enrolamento com N espiras, como fontes de alimentação do circuito, além do ímã e do enrolamento foi acrescentado um entreferro. Podemos afirmar que:
Escolha uma:
O ímã e um enrolamento de N espiras tem influência na determinação da intensidade do fluxo total do circuito magnético
Em um circuito magnético onde a permeabilidade do material magnético é extremamente alta, a ponto de considerarmos essa permeabilidade infinita, a intensidade do campo magnético no núcleo do sistema também pode ser considerada infinita, logo, verifica-se que a FMM resultante que atua no circuito é nula.
Considerando as características de um circuito magnético onde o material utilizado para construção desse circuito possui permeabilidade extremamente alta, ou infinita, determine a intensidade do campo magnético que passa pelo entreferro do circuito.
Escolha uma:
. 
Seção 3
Diagnostico
Vimos anteriormente que um enrolamento de N espiras gera um fluxo magnético, esse enrolamento de N espiras, composto por um fio condutor e dois terminais é denominado indutor. Assim como cargas estáticas podem exercer força elétrica umas nas outras, cargas em movimento, como em uma corrente elétrica fluindo em um determinado circuito também podem exercer influência umas nas outras.
Podemos considerar uma das principais funções do indutor:
Escolha uma:
Impedir variação na correte elétrica que passa pelo circuito
O resistor é um dos componentes discretos utilizados em circuitos elétricos. Esse tipo de dispositivo é considerado um elemento condutor de eletricidade, ou seja, ele possui uma permeabilidade eletromagnética, também denominada como condutividade elétrica, para esse tipo de dispositivo.
Podemos considerar uma das principais funções do resistor:
Escolha uma:
Limitara quantidade de corrente que passa pelo circuito
Capacitores são dispositivos compostos por dois conectores, cada um desses conetores é acoplado a um corpo condutor. Entre os dois corpos condutores presentes no capacitor há um elemento não condutor isolando-os, de forma que se houver acúmulo de carga em um condutor, essa carga terá que passar por um circuito externo ao capacitor para que a carga atinja o outro corpo condutor.
Podemos considerar uma das principais funções do capacitor:
Escolha uma:
Armazenar uma quantidade de carga que passa pelo circuito
Aprendizagem
Circuitos elétricos e magnéticos são amplamente utilizados tanto em ambientes industriais como em ambientes acadêmicos. Inúmeras aplicações poderiam ser mencionadas que utilizem esse tipo de circuito para administração de funções que envolvam qualquer tipo de lógica funcional e que dependa de elementos elétricos e ou eletrônicos. Controle de dispositivos simples, sensores, acionamento de mecanismos mecânicos, até controle de dispositivos de altíssima complexidade, o que logicamente requer um circuito elétrico mais elaborado.
Por mais elaborado que seja um circuito elétrico ele segue as funções básicas e elementares de funcionamento de seus componentes, como é o caso da interação entre um resistor e uma fonte de tensão, seguindo a tão conhecida lei de Ohm, que relaciona a tensão U aplicada a um circuito de resistência equivalente   e a corrente  i  que circula por esse circuito 
Considere um circuito com resistência equivalente de  tensão aplicada aos terminais dessa resistência de 5V  . Calcule a corrente que flui sobre esse circuito.
Escolha uma:
0,50ª
Em circuitos composto por elementos de armazenamento de energia elétrica, como por exemplo os circuito de capacitores, existe uma relação entre a carga q  e a tensão v , aplicada aos terminais de um capacitor, que pode ser calculada através da equação q =vC , considerando C  como a capacitância do dispositivo, dada em Farad (F), em homenagem ao Michael Faraday.
A quantidade de carga que flui por um circuito de capacitância  , e que recebe em seus terminais uma tensão de 15V , pode ser determinada como:
Escolha uma:
 
Um capacitor elétrico tem a propriedade de armazenar energia pois o fluxo de carga entre seus condutores não acontece de forma instantânea.  Essa propriedade dá ao capacitor uma função amplamente utilizada na indústria, a função de trabalhar em circuitos elétricos variantes no tempo, de forma que sua capacidade de carga e descarga faz com que um circuito possa, por exemplo, trabalhar em regime linear mesmo com uma alimentação variante no tempo, como é o caso de um circuito alimentado por um sistema de corrente alternada CA.
Um capacitor  está inicialmente carregado com     . Podemos afirmar que a carga q presente no dispositivo de armazenamento de energia é de:
Escolha uma:
Avaliação
Uma das aplicações de maior uso na indústria dos materiais magnéticos é o aço elétrico de grão orientado. Esse tipo de material é utilizado em sistemas onde é necessária uma elevada permeabilidade magnética, o que faz com que o circuito composto por esse tipo de aço tenha a capacidade de gerar um campo magnético de maior intensidade, necessitando assim de uma menor corrente de excitação, dada a alta permeabilidade do material. 
Dado um circuito magnético com núcleo laminado e enrolamento de 400 espiras, considerando a intensidade do campo magnético máximo como e material magnético de comprimento 1,4m, sem a presença de entreferro. Encontre a corrente de pico desse circuito.
Escolha uma:
0,25A
Durante a apresentação do conteúdo, foi feita uma analogia entre os circuitos elétricos estudados anteriormente e os elementos que formam um circuito magnético. O enrolamento recebe uma corrente que excita o fluxo magnético que passa pelo material magnético com facilidade, ao passo que, ao passar por um entreferro, esse fluxo é reduzido, assim como acontece com a tensão em um circuito elétrico (queda de tensão em um resistor).
Em um circuito magnético com um enrolamento de 500 espiras e dois entreferros, se dobrarmos o número de espiras e mantivermos o tamanho dos entreferros, o que deverá acontecer com o fluxo magnético no sistema?
Escolha uma:
O fluxo deverá dobrar o seu valor pois o fluxo é diretamente proporcional ao número de espiras
Para descrever como essas cargas se deslocam por um circuito externo, vamos imaginar que um pequeno deslocamento de cargas ocorreu entre uma corpo condutor e outro. A relação entre o deslocamento de cargas gera uma diferença de potencial entre seus terminais. Cada capacitor possui uma quantidade máxima de carga que pode ser trocada em seus elementos condutores. Essa capacidade máxima é verificada quando uma tensão v é aplicada a um capacitor de carga q,  então o capacitor é considerado carregado a uma tensão v , proporcional a carga q .
A energia acumulada em um capacitor é uma relação entre o quadrado da tensão aplicada aos seus terminais e a capacitância de um elemento capacitor. Calcule a energia armazenada por um capacitor de carga, onde é aplicada uma tensão de 50V.
Escolha uma:
5mJ
O ponto de saturação de um material magnético é caracterizado pelo comportamento da curva de magnetização B-H de um material específico, essa curva indica que o valor da densidade do fluxo magnético B se mantem praticamente constante mesmo com crescimento acelerado da intensidade do campo magnético H.
Calcule a dimensão linear do caminho do núcleo para produzir um fluxo magnético, em um circuito magnético. Dado que a curva de magnetização desse material especifica o valor da intensidade do campo magnético como. Considerando a queda de FMM no caminho do núcleo como.
Escolha uma:
 
Em um circuito magnético que possui um enrolamento único e indutância não variável no tempo, a energia magnética armazenada é determinada por, onde W representa a energia magnética armazenada, L a indutância no circuito e i a corrente que passa pelo enrolamento.
Para o circuito magnético a seguir, determine a energia magnética armazenada W considerando a densidade do fluxo no núcleo , enrolamento com 1000 espiras, entreferro de comprimento 2cm, relutância  e corrente 0,5A.
Considere  
Escolha uma:
0,31J
Unidade 2
Seção 1
Diagnostico
Em sistemas de conversão eletromecânica, existem interações entre os diversos parâmetros estudados até o momento. Dentre esses parâmetros estão o campo magnético , a força magnética produzida por esse campo, determinada como , e essas duas grandezas são geradas a partir do fluxo de elétrons, ou corrente elétrica , que passa por um condutor, ou bobina feita com espiras de fio condutor.
Considerando que essas três grandezas estão intimamente ligadas entre si, e dependentes umas das outras, qual das alternativas abaixo representa, no plano Cartesiano essas grandezas?
Escolha uma:
 
Sistemas de conversão de energia mecânica em energia elétrica tem como entrada algum mecanismo de excitação mecânica que faz com que um rotor de movimente e seu campo magnético entre em contato com o campo magnético de um estator, resultando na geração de energia elétrica. Essa energia elétrica gerada é medida em potência, o que faz com que cada gerador tenha uma determinada potência de saída.
Com base no texto acima, podemos afirmar que os dois principais parâmetros para determinação de um sistema conversor de energia mecânica em energia elétrica, um gerador, são:
Escolha uma:
tensão e corrente
O balanço energético ou método de energia é determinado pela quantidade de energia útil verificada como saída de um sistema de conversão. Devemos considerar que um sistema de conversão eletromecânica pode transforma energia elétrica em energia mecânica ou vice-versa, sendo que ambos os processos de conversão, além de terem como saída uma determinada quantidade de energia de natureza esperada (elétrica ou mecânica), também dissipa alguma quantidade de energia de natureza não elétrica ou mecânica.
Considerando um sistema de armazenamento de energia, que funciona como um conversor de energia mecânica em elétrica, comopor exemplo em uma usina eólica que transforma a energia mecânica do vendo, que movimenta as pás do coletor de energia mecânica, em energia elétrica, qual das alternativas abaixo não indica um tipo de energia dissipada nesse processo de conversão.
Escolha uma:
energia eólica
Aprendizagem
Algumas variáveis não são relevantes para elaboração do modelo matemático de um circuito gerador de energia, como por exemplo o atrito entre os mancais de sustentação de um eixo. Dessa forma, podemos descrever a potência elétrica  na entrada do sistema como sendo a relação entre a tensão  e a corrente  aplica aos terminais elétricos  e a potência de saída de natureza mecânica pode ser descrita como uma relação entre a força proveniente do campo magnético e a velocidade instantânea do dispositivo mecânico 
Sabendo que a variação na energia armazenada no campo  é uma relação entre a potência elétrica e a potência de saída do sistema, sendo  Considere que o estímulo elétrico para esse sistema é constante, e a posição x é variante em função do tempo. Podemos afirma, para esse sistema, que a potência do campo para esse sistema pode ser determinada pela equação: 
Escolha uma:
. 
Todo elemento responsável por gerar energia, ou transformar energia elétrica em energia mecânica, em movimento, é composto por uma estrutura magnética que serve também para sustentação de todo o sistema magnético (o motor, ou gerador). A característica relevante para esse tipo de dispositivo é de natureza elétrica ou magnética, o que faz com que a força líquida produzida pelo circuito magnético não seja afetada determinantemente em função dos elementos de outra natureza presentes na estrutura rígida do sistema, como por exemplo o atrito entre o mancal e o eixo de um gerador, ou a distribuição elétrica em todas as partes de um motor, bem como forças de compressão e desgaste de quaisquer peças do sistema.
Elementos como o atrito entre os mancais e o eixo do gerador, ou a dissipação de calor produzido pelo sistema de conversão eletromecânica não são considerados para cálculo da força resultante elétrica ou magnética do conjunto pois:
Escolha uma:
Esses elementos não possuem influência significativa quando comparados com a quantidade de energia elétrica fornecida pelo sistema.
A equação que determina a força eletromagnética  em função da densidade de carga p  presente em um sistema magnético , do campo magnético  e do campo elétrico , pode ser determinada por , sendo  a velocidade da partícula relativa no campo magnético.
De forma análoga a densidade de força, podemos calcular também a densidade de corrente  de um circuito magnético, determinada por .
Considerando um sistema puramente magnético, onde a força magnética em função da densidade de carga, do campo magnético e da velocidade relativa de uma partícula, e a densidade de corrente também depende da densidade de carga e da velocidade relativa de uma partícula, podemos assumir que exista uma relação entre a força magnética e a densidade de corrente. Dessa forma podemos representar a força magnética em função da densidade de corrente como sendo:
Escolha uma:
.  
Seção 2
Diagnostico
Sistemas conversores de energia eletromecânica podem apresentar uma ou mais fontes de excitação. De forma independente se apresentam múltiplas excitações ou uma única fonte de alimentação, a resultante magnética do sistema deverá ser somente uma. Essa resultante magnética é responsável por transformar energia elétrica em energia mecânica, por exemplo para movimentação de uma armadura magnética em um dispositivo.
Dado que a resultante final em um sistema de conversão de energia eletromecânica é única, desconsiderando as dissipações em calor e atrito, marque a afirmativa correta com base nessa afirmação. A energia resultante em um sistema de conversão eletromecânica é única pois essa energia _____________________ resultantes de cada uma das fontes de excitação do sistema.
Escolha uma:
representa a soma das
Sistemas de conversão eletromecânica de energia que são constituídos com a utilização de ímãs permanentes devem ser tratados de forma diferenciada, seus cálculos devem ser feitos considerando a alimentação por ímã permanente como sendo feita por um enrolamento fictício adicionado ao sistema.
O enrolamento fictício presente em um sistema de excitação feito por ímãs permanentes tem a função básica de facilitar o cálculo da energia do sistema tendo como base:
Escolha uma:
a corrente e o fluxo magnético de excitação no enrolamento
Em sistemas que apresentam um terminal mecânico rotativo o deslocamento mecânico é determinado em função do  e do momento angular , um exemplo são os circuitos com duas excitações, sendo uma delas um enrolamento presente em um elemento terminal rotativo (rotor), com deslocamento angular representado como  e o outro enrolamento presente em um elemento fixo (estator).
Considerando que a energia resultante em um sistema rotativo com duas alimentações depende de uma série de fatores e variáveis que compõem o sistema de conversão eletromecânica, o parâmetro energia em função de alguns parâmetros que melhor define essa energia armazenada é:
Escolha uma:
. 
Aprendizagem
Circuitos com ímãs permanentes funcionam de maneira ligeiramente diferente dos circuitos excitados por um ou mais enrolamentos de espiras pois esse tipo de circuito não depende de uma corrente elétrica que flui pelo enrolamento. Porém, é uma boa prática utilizar um artifício matemático para descrever a equação que determina a energia armazenada em um sistema excitado por ímã permanente. Esse artifício matemático consiste em considerar o ímã um enrolamento de espiras fictício atuando em série a um ímã permanente, de forma que a corrente de excitação no sistema passa a ser a corrente que passa pelo enrolamento fictício
Calcule o fluxo magnético para um sistema com densidade do fluxo magnético para um circuito excitado por um ímã permanente, de área coincidente com a seção reta da área do material magnético, 
Escolha uma:
 
O deslocamento mecânico de um elemento magnético, pode ser causado por um sistema de conversão eletromecânica onde a energia acumulada, em um campo magnético, resulta na interação de o material magnético móvel, de forma a deslocar esse material magnético, ou seja, a energia eletromagnética acumulada se transforma em energia mecânica. O deslocamento x  desse material está diretamente relacionado a excitação eletromagnética do sistema, bem como a área da seção reta do material magnético por onde flui um fluxo magnético, por sua vez dependente do número de espiras do enrolamento presente no sistema.
Considerando um enrolamento com espiras, área da seção reta do entreferro , a permeabilidade relativa do material   e deslocamento mecânico com distância  , podemos considerar a indutância desse circuito como sendo:
Escolha uma:
300H
Circuitos com ímãs permanentes funcionam de maneira ligeiramente diferente dos circuitos excitados por um ou mais enrolamentos de espiras pois esse tipo de circuito não depende de uma corrente elétrica que flui pelo enrolamento. Porém, é uma boa prática utilizar um artifício matemático para descrever a equação que determina a energia armazenada em um sistema excitado por ímã permanente. Esse artifício matemático também determina que o fluxo magnético em um sistema com excitação por ímã permanente é a relação entre área de seção reta e a densidade do fluxo magnético presente do sistema.
Calcule a área da seção reta de um ímã permanente para se obter uma densidade de fluxo , dado que o fluxo magnético do material foi verificado como 
Escolha uma:
 
Seção 3
Diagnostico
Podemos considerar um sistema de conversão eletromecânica de energia baseado em sistemas rotativos como um sistema de armazenamento de energia, sob o ponto de vista onde a energia deve ser armazenada em formato de campo magnético antes de ser transformada em energia mecânica de forma dinâmica. No caso de um sistema rotativo, por intermédio de um elemento móvel rotacional e um campo magnético de excitação.
Sistemas de conversão eletromecânicade energia possuem entradas e saídas de energia. Podem ser consideradas como entrada e saídas de um sistema de conversão eletromecânica de energia, respectivamente denominados INPUT e OUTPUT:
Escolha uma:
INPUT: Tensão, corrente e fluxo magnético. OUTPUT: Força mecânica e deslocamento
É importante ressaltar que os modelos matemáticos descritos nessa seção têm como objetivo mostrar como as variáveis de estado se comportam em função umas das outras. Uma outra forma de se calcular essa quantidade de energia, tanto em sistemas rotativos com em sistemas com deslocamento linear, é a utilização desses parâmetros de forma não variável, ou seja, realizando o cálculo com base em uma determinada amostra.
Em um sistema linear não variável no tempo, a energia pode ser calculada mais facilmente em função de um artifício matemático que descreve a quantidade de energia armazenada no sistema como coenergia, essa relação entre energia e coenergia, para um sistema linear, pode ser considerada como:
Escolha uma:
A energia é numericamente igual a coenergia
Existem mecanismos de análise de circuitos com base em simulações em laboratório ou em cálculos. Alguns desses artifícios teóricos funcionam como ferramenta para facilitar nosso modelamento matemático, como o enrolamento fictício em um sistema com ímãs permanentes, o artificio para resolução de cálculos complexos com o auxílio do MATLAB®, ainda temos um terceiro artificio matemático, para cálculo da energia armazenada em um sistema de conversão eletromecânica, denominado como coenergia.
Se considerarmos o modelo matemático de um sistema com deslocamento linear X do elemento móvel presente no circuito, onde W’ representa a coenergia e f a força magnética que atua nesse sistema, ou , a coenergia para um sistema rotacional deve ser modelada como:
Escolha uma:
 
Aprendizagem
Para o modelamento de um sistema mais próximo de um sistema real, é importante considerarmos algumas formas de dissipação de energia em um sistema de conversar eletromecânica, onde, além do dispositivo referente a conversão em si, existem outros componentes básicos que podem compor o sistema, considerando que todo sistema de conversão eletromecânica possui uma fonte de alimentação, um circuito converso onde a energia fornecida pela fonte é dissipada, e uma saída onde parte dessa energia é aproveitada em forma de movimento.
Considerando o circuito de alimentação de um sistema de conversão eletromecânica de energia, com tensão de entrada 127V, indutância 38,5H e resistência , podemos considerar a corrente de alimentação desse circuito como sendo:
Escolha uma:
1ª
Circuito de conversão eletromecânica de energia podem ser apresentados de forma muito complexa, com a presença de muitos elementos que determinam a força mecânica resultante produzida pelo campo magnético esse sistema, também em função do fluxo magnético e do deslocamento mecânico ocasionado por essa força. Em sistemas lineares não variantes no tempo a variação do deslocamento é considerada constante.
A força resultante de um campo magnético que possui como excitação um enrolamento de indutância 10H e fluxo concatenado nesse enrolamento de espiras como 30Wb, podemos considerar essa força como:
Escolha uma:
4,5N
Alguns dos cálculos realizados para circuitos magnéticos podem ser feitos através de  artifícios teóricos que funcionam como ferramenta para facilitar nosso modelamento matemático, como o enrolamento fictício em um sistema com ímãs permanentes, o artificio para resolução de cálculos complexos com o auxílio do MATLAB®, ou ainda, como um terceiro artificio matemático, para cálculo da energia armazenada em um sistema de conversão eletromecânica, denominado como coenergia.
Considerando a relação entre energia e coenergia para um sistema linear, determine o fluxo magnético para um sistema com indutância 100mH e força magnética 0,2N.
Escolha uma:
0,2 Wb
Avaliação
Sistemas de conversão eletromecânica compostos por ímãs permanentes não possuem uma corrente de excitação proveniente de uma fonte de alimentação externa, uma vez que um ímã permanente é composto por um material permanentemente imantado, ou seja, ele tem a capacidade de excitar um fluxo magnético pelo sistema imediatamente ao ser conectado ao circuito magnético. Porém, para facilitar o calculo de sistemas que possuam esse tipo de dispositivo, e usado um artificio matemático que considera o sistema de excitação composto por ímãs permanentes como um sistema excitado por enrolamentos fictícios.
Calcule o módulo da força magnetomotriz de um circuito onde se verifica a intensidade do campo magnético resultante como 15A/m, aplicado a um enrolamento fictício de 20 metros
Escolha uma:
300N
Dependendo do sistema em questão, pela quantidade de cargas envolvidas no circuito, é necessário descrever a equação que determina a força magnética em função da densidade de carga presente no sistema, determinada pela letra , logo, reescrevendo a equação que determina a força eletromagnética, dessa vez com a presença do campo magnético e do campo elétrico, teremos , onde representa a força magnética em função da densidade de carga  e não mais em função da quantidade de carga das partículas do circuito. Assim, a associação da densidade de carga dá origem a densidade de força  . De forma análoga a densidade de força, podemos calcular também a densidade de corrente de um circuito magnético, determinada por medida em amperes por metro, a densidade de corrente determina, consequentemente a densidade de força do sistema como .
Nesse contexto, determine a densidade de força de um sistema onde foi verificado um campo magnético de intensidade 0,03 e densidade de corrente nas unidades do SI, e que suas direções são perpendiculares entre si.
Escolha uma:
150N
Alguns dos cálculos realizados para circuitos magnéticos podem ser feitos através de  artifícios teóricos que funcionam como ferramenta para facilitar nosso modelamento matemático, como o enrolamento fictício em um sistema com ímãs permanentes, o artificio para resolução de cálculos complexos com o auxílio do MATLAB®, ou ainda, como um terceiro artificio matemático, para cálculo da energia armazenada em um sistema de conversão eletromecânica, denominado como coenergia.
Considerando a relação entre energia e coenergia para um sistema linear, conforme mostra a figura abaixo, determine a energia e a coenergia de um sistema com fluxo magnético 1Wb, indutância 100mH e força magnética 0,2N.
Figura 2.8 (LD) – Comparação gráfica entre energia e coenergia em um sistema linear
Escolha uma:
50J
O deslocamento mecânico de um elemento magnético, pode ser causado por um sistema de conversão eletromecânica onde a energia acumulada, em um campo magnético, resulta na interação de o material magnético móvel, de forma a deslocar esse material magnético, ou seja, a energia eletromagnética acumulada se transforma em energia mecânica. O deslocamento x desse material está diretamente relacionado a excitação eletromagnética do sistema, bem como a área da seção reta do material magnético por onde flui um fluxo magnético, por sua vez dependente do número de espiras do enrolamento presente no sistema.
Considerando um enrolamento com    espiras, área da seção reta do entreferro , a permeabilidade relativa do material e a indutância desse circuito como sendo 500H, podemos considerar o deslocamento mecânico com distância como sendo:
Escolha uma:
135mm
Existem diversos tipos de geradores de energia elétrica, como por exemplo geradores utilizados em usinas hidroelétricas, que utilizam a força mecânica da água para excitar sua rotação e transformar essa energia mecânica em energia elétrica, assim como geradores que utilizam a força mecânica do vento para movimento de rotação, denominados energia eólica, e por fim um dos geradores mais utilizados, principalmente para demandas de pequeno porte, são os geradores movidos a combustível, ou diesel.
No contexto de um gerador de pequeno e médio porte, determine a corrente máxima de saída para um gerador de 220/440V, 55000W
Escolha uma:
250A
Unidade3
Seção 1
Diagnostico
Os indutores podem apresentar comportamentos diferentes de acordo com sua construção. Entre eles, os indutores podem apresentar comportamento linear, variável ou não linear.
Tratando-se dos indutores e do seu comportamento como um componente elétrico e pensando nas suas características elétricas e magnéticas desses elementos, indique a afirmativa que contém as equações que completam corretamente os espaços:
Em circuitos magnéticos em que se tem a indutância fixa, é correto afirmar que a força eletromotriz nos terminais da bobina pode ser determinada pela relação: __________. Já no caso dos indutores com indutância variável, a equação deve ter um termo a ela acrescentado, justamente para indicar essa variação, ou seja:_____________ . Quando o indutor tem um comportamento não linear, como no caso dos indutores com núcleo de ferro, observa-se o fenômeno da histerese magnética.
Escolha uma:
   e  
Nas indústrias que fabricam indutores é muito importante que se tenha o controle de todo o processo de fabricação. Um erro de calibração na bobinadeira, por exemplo, colocaria em risco o número de espiras desse componente ou o número de camadas de espiras dele, influenciando diretamente no valor da sua indutância. Essa questão leva em consideração parâmetros importantes para a determinação da indutância de um indutor.
Qual é o valor da indutância de uma bobina de  espiras enroladas num núcleo confeccionado em polímero (considerar a permeabilidade magnética como próxima de  com  de comprimento e  de diâmetro?
Escolha uma:
 
Existem alguns fatores que influenciam diretamente no valor da indutância dos indutores e, por conseguinte, no seu comportamento no circuito no qual está acoplado. Com isso, torna-se necessário que todos os conceitos teóricos envolvidos no assunto sejam assimilados.
Dentre as afirmativas abaixo indique quais são verdadeiras.
 
I - Os indutores são componentes elétricos, com dois terminais, cuja característica principal é armazenar energia em forma de campo magnético;
II - A indutância é uma propriedade física relacionada com a razão entre a energia armazenada no indutor e a corrente elétrica que o percorre.
III - A indutância de um indutor depende, em relação às suas características físicas, da permeabilidade magnética do material, isto é do produto da permeabilidade magnética do vácuo por uma constante de permeabilidade magnética, de valor 1,5.
IV - A tensão induzida nos terminais de um indutor percorrido por uma corrente elétrica pode ser relacionada com a indutância do indutor e com algumas características do ambiente onde  esse componente se encontra, como a umidade relativa do ar, por exemplo.
V - Em termos práticos, o indutor é constituído de um condutor elétrico enrolado de forma a formar várias espiras, sobre um material que apresenta uma permeabilidade magnética, chamado de núcleo. O núcleo pode ser constituido de ar, material ferromagnético ou paramagnético.
Escolha uma:
As afirmativas I e V são verdadeiras, as demais, falsas
Aprendizagem
Existem algumas situações em que é requisitada a nossa opinião sobre a condição de atuação de um componente elétrico de proteção de um circuito elétrico. Para que você saiba responder perguntas como essa, é de suma importância conhecer a ordem de grandeza dos parâmetros envolvidos em todo o circuito.
Calcule o fluxo magnético produzido por uma bobina com enrolamento de 80 espiras, de núcleo toroidal de  de raio externo e  de raio interno, construído com aço-silício, percorrido por uma corrente de , sabendo que a densidade do campo magnético nesse núcleo é equivalente a 10600 Gauss.Calcule também a relutância magnética do núcleo. Sendo a permeabilidade magnética relativa do aço-silício é de 10200.
Escolha uma:
O fluxo calculado é de  e a relutância do núcleo é de 
Os núcleos toroidais são muito utilizados para a confecção de indutores e transformadores. De acordo com o material do núcleo, pode ser utilizado em circuitos de altas frequências, como no caso de circuitos bloqueadores de transientes e transformadores em geral.
Considerando um núcleo toroidal, com 650 espiras e com as seguintes características físicas: raio interno: 10 cm; raio externo: 20 cm, núcleo de níquel e . Qual o valor da corrente elétrica que deve ser aplicada nas espiras, para que o fluxo magnético produzido pelo conjunto seja suficiente para gerar uma força eletromotriz de 300V? Calcule também qual será o fluxo magnético produzido por essa corrente elétrica.
Escolha uma:
 e 
Em aplicações práticas é muito importante que se saiba a taxa de variação do fluxo magnético num enrolamento, seja para determinar a força magnética gerada por esse fluxo, ou ainda para determinar a força eletromotriz induzida numa outra bobina.
Indique a alternativa que mostra o resultado da taxa de variação do fluxo magnético num enrolamento de 400 espiras. Considere que nos terminais desse enrolamento, ou bobina, se tem 220V.
Escolha uma:
 
Seção 2
Diagnostico
Em  algumas cidades do Estado de São Paulo, assim como de outros estados do Brasil, as empresas de distribuição de energia elétrica fornecem a tensão de 220V para uso doméstico. Muitos dos aparelhos de utilização doméstica já contam com transformadores acoplados, uma vez que precisam de uma tensão menor do que 220V para funcionar.
Considere um aparelho, com transformador acoplado, que trabalha com uma tensão de 44V. No primário desse transformador existem 100 espiras. Quantas espiras o enrolamento secundário deve ter para que a tensão de saída do transformador tenha um limite de 44V?
Escolha uma:
20 espiras
Num sistema elétrico de potência, seja ele de distribuição de energia elétrica ou de transmissão, os transformadores constituem peças chave, pois são responsáveis pela transferência de energia de um estágio do sistema para outro. É através das relações de transformação desses equipamentos que podemos dimensionar os valores de saída de tensão e de corrente.
Uma empresa de transmissão e distribuição de  energia elétrica faz uso de transformadores em seus sistemas. Num sistema de distribuição de energia elétrica, ela utiliza um transformador rebaixador de tensão de 5,4kV para 220V. Pode-se afirmar que:
I. O número de espiras do enrolamento primário é maior do que o do secundário;
II. A corrente elétrica do primário é menor do que a do secundário;
III. A tensão nos terminais de saída do secundário do transformador é contínua;
IV. Esse transformador tem uma relação de transformação de 1:4.
Das afirmativas acima:
Escolha uma:
As afirmativas I e II são verdadeiras
Sabe-se que existe uma relação entre as grandezas primárias e secundárias dos transformadores e essa relação é chamada de “relação de transformação”. Essa relação trata dos valores de tensão, corrente e número de espiras de um transformador.
Se você estiver analisando um transformador, alimentado por corrente elétrica alternada, no qual o enrolamento primário tem um maior número de espiras do que o enrolamento secundário. Pode-se afirmar que no enrolamento secundário:
Escolha uma:
A tensão é menor do que no enrolamento primário e a corrente é alternada
Aprendizagem
Quando estudamos os transformadores, é comum representarmos o equipamento por meio de um circuito elétrico. Esse fato apresenta várias vantagens, entre elas, a possibilidade da realização de um modelamento do circuito, através de equações que descrevem seu funcionamento e os fenômenos envolvidos no equipamento.
O circuito apresentado a seguir representa um transformador, com  , , ,  e . Calcule as correntes    e .
Escolha uma:
.    e 
Entre as aplicações dos transformadores, encontra-se uma que se refere aos sistemas de áudio. É o que se chama de casamento de impedâncias, ou casamento de resistências em que existe a necessidade de se ligar dois estágios diferentes num circuito, mas para que a potência do sinal seja levada de um para o outro sem perdas, é necessário que as impedâncias sejam adequadas.
Num sistema de áudio, o estágio de saída tem resistência de 200Ω. Nesse sistema existe um transformadorfazendo o casamento das resistências de saída desse estágio citado com a impedância de entrada de um alto falante, com resistência de 5Ω. O transformador tem 200 espiras no enrolamento primário. Para que esse transformador possa “casar essas resistências”, quantas espiras ele precisa ter no seu enrolamento secundário?
Escolha uma:
32 espiras
Quando estudamos os transformadores, vemos que existe uma relação de transformação particular para cada transformador, de acordo com sua utilização e com suas características físicas. Essa relação de transformação está relacionada com o número de espiras dos seus enrolamentos, com as tensões e correntes de cada um deles.
Um transformador tem seu enrolamento primário alimentado por uma corrente alternada de 15A. O número de espiras desse enrolamento é de 700 espiras. Calcule a corrente no enrolamento secundário do transformador, considerando que o enrolamento secundário tem 200 espiras.
Escolha uma:
 
Seção 3
Diagnostico
Os sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica são sistemas trifásicos. Transformadores monofásicos, em geral, possuem capacidade de potência aparente pequena. Quando potências mais elevadas são necessárias utiliza-se transformadores trifásicos.
Dada as seguintes afirmativas:
I. Num transformador trifásico existem três enrolamentos primários ou de entrada e, no mínimo, três enrolamentos secundários ou de saída;
II. Os transformadores podem ser elevadores de tensão, quando aumentam a tensão no seu enrolamento secundário ou de saída, ou abaixadores de tensão, quando abaixam a tensão no enrolamento secundário ou de saída.
III. Os transformadores trifásicos têm sempre seus enrolamentos primários ligados em triângulo e seus enrolamentos secundários, em estrela.
Das afirmativas acima:
 
Escolha uma:
as afirmativas I e II são verdadeiras
O transformador de Potencial (TP) é um equipamento usado principalmente para sistemas de medição de tensão elétrica, sendo capaz de reduzir a tensão do circuito para níveis compatíveis com a máxima tensão suportável pelos instrumentos de medição.
Numa subestação rebaixadora de energia existem três transformadores de potencial (TP) instalados conforme mostra a figura.
Fonte: Fotografado pela autora
Esses TPs estão conectados à uma rede de distribuição de 11,9kV, que abastece alguns bairros da sua cidade. É correto afirmar que:
Escolha uma:
A relação de transformação é de 103,5
Os transformadores de potencial (TP) e transformadores de corrente (TC) são geralmente empregados na indústria associados a instrumentos de medição.
I.
Os transformadores de potencial (TP) e os transformadores de corrente (TC) permitem que os instrumentos de medição e proteção funcionem de maneira adequada, sem que haja a necessidade deles serem construídos para suportar os níveis de correntes e tensões do Sistema Elétrico de Potência (SEP), geralmente muito altos;
 
PORQUE
 
II. Tanto os TPs quanto os TCs tranformam os níveis de tensão e de corrente, respectivamente, para valores padronizados, adequados para medição.
 
Analisando as afirmativas I e II, assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
As afirmativas I e II são verdadeiras e a II justifica a I.
Aprendizagem
Sabe-se que um transformador trifásico é um equipamento largamente utilizado em sistemas elétricos de potência, pois permitem adequar o nível de tensão às necessidades do sistema, sejam elas da geração, transmissão ou distribuição de energia elétrica.
Em relação aos transformadores trifásicos e sistemas elétricos de potência, é correto afirmar que:
Escolha uma:
Para que a transmissão da energia ocorra com baixos níveis de perdas, é necessário que o valor da tensão de transmissão seja bastante elevado, que no Brasil vai de 138kV a 750kV
Dentro do assunto “transformadores trifásicos e cálculo de potências”, podemos equacionar as potências reais, reativas e aparentes, para enrolamentos conectados em triângulo e para enrolamentos conectados em estrela. Na conexão em triângulo, temos que  e . Enquanto que na conexão em estrela temos que  e .
Levando em consideração as equações das potências trifásicas: real, reativa e aparente, pode-se afirmar que:
Escolha uma:
Pode-se afirmar que as potências trifásicas são calculadas com a mesma equação, independente da conexão, se em triângulo ou em estrela
Um transformador, com seus enrolamentos ligados em delta () no primário e estrela (Y) no secundário, é considerado o equipamento típico para ser utilizado na extremidade de uma linha de distribuição, fazendo a transformação da energia em um nível mais alto, para um nível a ser utilizados pelos consumidores.
Identifique a alternativa correta, que relaciona corretamente os fundamentos sobre transformadores trifásicos.
Escolha uma:
Nesse tipo de agrupamento, a tensão de fase do secundário do transformador é 
Avaliação
Considere um transformador que tem um enrolamento primário com 60 espiras. Nesse enrolamento é aplicada uma tensão eficaz de 120V, e o máximo valor do fluxo de acoplamento é de 30mWb. Levando isso em consideração, calcule a frequência da tensão aplicada ao enrolamento.
Agora, indique a alternativa que mostra exatamente a frequência calculada da tensão aplicada ao transformador.
Escolha uma:
15Hz
As concessionárias de energia elétrica utilizam transformadores nos sistemas de transmissão de energia para elevar a tensão da geração, que é de 15kV para níveis de transmissão, como no caso de 138kV.
Em relação aos transformadores utilizados nos sistemas de transmissão, são feitas as afirmações:
I. O número de espiras do enrolamento primário é maior do que o do secundário.
II. A corrente elétrica no enrolamento primário é menor do que a do secundário.
· III. A tensão de saída do secundário é da forma contínua (CC).
Assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
Todas são falsas.
Os núcleos toroidais são muito utilizados em circuitos magnéticos e propiciam um meio eficiente de concatenar o fluxo produzido pelas espiras a eles enroladas. Os núcleos toroidais são cada vez mais encontrados em aplicações de baixas, médias e mesmo de altas frequências. Fontes de alimentação comuns e chaveadas, equipamentos de telecomunicações e circuitos de controles de potência fazem uso desses componentes que podem ser encontrados nos mais diversos formatos e tamanhos. 
Uma corrente de 100mA é aplicada a um núcleo toroidal de aço-silício, com raio externo de 15cm e raio interno de 10cm e com 100 espiras. Calcule o fluxo magnético produzido pelo indutor, sendo a permeabilidade relativa do aço-silício de 3000,00.
Lembre-se de que o fluxo magnético  pode ser obtido através da relação entre a força magnetomotriz  e a relutância magnética , dada por .
Escolha uma:
 
Associação de indutores: Na análise de circuitos elétricos, muitas vezes é conveniente representar um trecho complexo, com muitos indutores, por um único indutor cuja indutância seja equivalente à do conjunto. A indutância resultante da associação é comumente denominada indutância total (LT) ou indutância equivalente (LEQ), vista a partir de dois pontos do circuito.
 
Fonte: PEDROSO NETO, Dimas com base em AFONSO, Antonio Pereira e FILONI, Enio. Eletrônica: circuitos elétricos. São Paulo, Fundação Padre Anchieta, 2011, p.54 a 61.
 
Tendo como referência dois indutores, L1 e L2 ligados em paralelo, avalie as seguintes afirmativas:
 
I – A indutância equivalente pode ser obtida dividindo-se o produto pela soma de L1 e L2
II – Nesta associação, a mesma corrente passa por todos os indutores (L1 e L2)
III – Os dois indutores (L1 e L2), quando ligados a uma fonte de tensão, estarão submetidos a mesma tensão.
Agora, assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
Somente as afirmativas I e III estão corretas.
As tensões normalmente utilizadas por nós, 110V e 220V, são tensões eficazes. Assim, se quisermos saber qual é a tensão máxima relacionada a essas tensões eficazes, basta multiplicarmos o valor eficaz pela raiz de dois, ou seja: .
Já os valores alternados de correntes, tensões e fluxos são associados a senoides, para representá-los matematicamente.Um transformador com núcleo de ferro tem um enrolamento do lado primário de 500 espiras e um enrolamento do lado secundário de 100 espiras. Aplica-se uma tensão eficaz de 220V no seu lado primário, sendo a frequência do sistema de 60Hz. Qual será a tensão induzida do lado secundário desse transformador? Qual será o valor máximo do fluxo magnético nesse enrolamento?
Escolha uma:
  e 
Unidade 4
Seção 1
Diagnostico
Numa indústria está instalado um motor de indução trifásico com as seguintes características: frequência de 60Hz, número de polos igual a 6, escorregamento de 3%. Calcule a velocidade de rotação desse motor, em rpm – rotações por minuto.
De acordo com seus cálculos, qual das alternativas abaixo indicam o valor da velocidade de rotação do motor de indução trifásico?
Escolha uma:
.  
O escorregamento faz parte do funcionamento dos conversores assíncronos, mais precisamente no motor de indução. Sem o escorregamento, representado pela letra “s”, o motor de indução não funciona.
Assinale a alternativa que define o termo “escorregamento ” presente no funcionamento do motor de indução:
Escolha uma:
Escorregamento é a diferença de velocidade que existe entre a velocidade síncrona do campo magnético girante e a velocidade, um pouco menor, na qual gira o rotor do motor de indução
1) A motor síncrono difere do motor assíncrono
    PORQUE
2) No caso do motor síncrono, a sua velocidade de rotação está em sincronismo com a frequência da rede elétrica de alimentação e no caso do motor assíncrono, a sua velocidade de rotação é menor, pois precisa existir um “escorregamento” para que ele funcione.
Segundo o que é descrito nas duas afirmativas, 1 e 2, acima, assinale a alternativa que identifica a veracidade ou não de cada uma delas.
Escolha uma:
As afirmativas 1 e 2 são verdadeiras e a 2 justifica a 1;
Aprendizagem
Numa indústria de peças automotivas, tem-se alguns motores de indução instalados e tem-se também, um motor síncrono trifásico, disponível.
Dados dos motores:
MOTORES DE INDUÇÃO: somam 800kVA, sendo o fator de potência 0,80 indutivo.
MOTOR SÍNCRONO: 700kVA, porém somente é utilizada a potência de 600kVA. Fator de potência de 0,97 indutivo.
Tratando-se do fator de potência da indústria, levando em consideração que nela estão instalados os motores de indução e o motor síncrono, como descrito no enunciado, qual das alternativas contem a afirmação correta?
Escolha uma:
O fator de potência da indústria é  uma vez que deve ser calculado segundo a soma total das potências aparente e útil.
Se um motor de indução tem como dados de placa: tensão de 380V, potência de 10HP, 6 polos, frequência de 60Hz, ligado em triângulo e tem como escorregamento o valor de 3,5%.
Quando o motor de indução em questão é conectado à rede elétrica, na tensão nominal, é correto afirmar que: 
Escolha uma:
A frequência do eixo do motor, com carga nominal, será de 2,1Hz
Suponha o seguinte esquema:
Fonte: da autora
Tem-se um gerador síncrono de 4 polos, sendo acionado por um motor de indução, também de 4 polos e esse conjunto alimenta uma carga, com frequência diferente da frequência da rede elétrica, que é de 60Hz. A frequência de saída do gerador síncrono é de 62,5Hz.
Com os dados fornecidos, indique a alternativa que fornece o valor percentual do escorregamento do motor de indução.
Escolha uma:
4%
Seção 2
Diagnostico
Em relação às máquinas de corrente contínua, mais precisamente, falando-se nas características e aplicações dos geradores e motores CC.
Analise as afirmativas abaixo:
I. Nos veículos leves sobre trilhos (VLT), a alimentação dos motores é realizada por meio de corrente contínua, pois neles são utilizados motores de corrente contínua.
II. Um exemplo de utilização de máquinas de corrente alternada, são os trens como no caso do veículo leve sobre trilhos (VLT).
III. Na máquina de corrente contínua, como por exemplo no gerador de corrente contínua, você tem disponível em seus terminais, tensão e corrente alternadas.
 
E indique a alternativa correta.
Escolha uma:
Somente a afirmativa I é verdadeira
Tratando-se de motores de corrente contínua, observe o motor CC de seis polos representado na figura a seguir e responda:
Fonte: https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/dc-motor-6-poles-177849293?src=jWVym6AP8juuYqZ-NCHLQw-1-1, consulta realizada em 05/02/2017.
 
Na figura do motor CC de seis polos, os índices 1, 2, 3 e 4 representam respectivamente:
Escolha uma:
1 = polo da armadura; 2 = estator; 3 = escova e 4  = comutador.
Sendo um gerador com características:
· 8 polos, armadura com enrolamento ondulado duplex;
· Número total de condutores de 1920,
· Fluxo magnético por polo de 
· 2400 rpm
Baseado na tensão em vazio gerada por esse gerador e segundo as características fornecidas pelo fabricante, para alimentar uma carga que necessita de  para funcionar, esse gerador de corrente contínua é adequado?
De acordo com as informações fornecidas assinale a alternativa adequada.
Escolha uma:
Não, pois o cálculo da tensão da armadura (tensão em vazio) mostra que para um gerador com essas características, ela vale 
Aprendizagem
Imagine que você tenha um gerador CC, de 200kW, com corrente de armadura de 400A, resistência da armadura de , resistência de campo de  e a tensão na armadura é de 244V . A rotação da armadura é de 1800 rpm, imposta por um motor de indução. Analise as afirmações I e II e responda:
I.Se você tem um equipamento que deve ser alimentado com 230V, pode conectá-lo ao gerador citado
    POIS
II. A tensão terminal (disponível nos terminais do gerado CC) é justamente de 230V!
 
Analise essas duas afirmativas e assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
As afirmativas I e II são verdadeiras e a II justifica a I
Nos geradores de corrente contínua (CC) a tensão gerada é transformada em contínua pelo comutador, que pode ser classificado como um “retificador mecânico”. Para se aumentar a tensão gerada existem dois caminhos, o aumento do campo magnético ou o aumento da rotação mecânica aplicada à máquina.
Imagine que você tem um gerador CC, 1800 rpm e tensão de alimentação de 120V para testes em laboratório. Assinale a alternativa, entre as cinco listadas a seguir, que é verdadeira.
Escolha uma:
Se você reduzir o fluxo magnético em , com a velocidade de rotação permanecendo constante, a tensão gerada será reduzida para 96V
Um gerador de corrente continua é uma máquina elétrica capaz de converter energia mecânica em energia elétrica. A força eletromotriz gerada varia com a intensidade do campo magnético, com o comprimento do condutor e com a velocidade de deslocamento do condutor dentro do campo.
Analise as afirmações a seguir e responda:
 
I. Ao duplicar o fluxo, mantendo a velocidade de rotação da armadura constante, a tensão gerada também duplica.
   PORQUE
II. O valor da força eletromotriz induzida em qualquer circuito é proporcional à razão com que o fluxo magnético está sendo interceptado. 
Escolha uma:
As afirmativas I e II são verdadeiras e a II justifica a I
Seção 3
Diagnostico
I. Nas máquinas de topologia aberta, o membro primário é um elemento finito, ou seja, possui início e fim. Com isso, o membro secundário, ao viajar em relação ao membro primário, onde se localiza o campo magnético, fica sujeito ao efeito longitudinal de extremidade,
 
     QUE
 
II. ocorre quando o elemento primário, o estator, possui algum tipo de descontinuidade física, causando um “corte” da onda viajante em cada uma das suas extremidades. Os efeitos observados nas extremidades do estator propagam-se através do entreferro, distorcendo o campo magnético de translação em regiões distantes das extremidades
Analise As duas afirmações, I e II e indique a alternativa correta.
Escolha uma:
As alternativas I e II são verdadeiras e a II justifica a I
Nas máquinas elétricas são desenvolvidos campos magnéticos que rotacionam em uma velocidade síncrona. Esses campos magnéticos são produzidos por correntes trifásicas, isto é, três correntes, defasadas de  elétrico entre si.
Analise as afirmativas de I a III e assinale a alternativa correta.
I.Mesmo sendo a resultante da interação dos três campos magnéticos produzidos pelas correntes trifásicas, constantes, não se pode afirmar que o campo magnético girante também tem velocidade constante.
 
 
 
II. Quando o rotor de uma máquina elétrica gira na mesma velocidade do campo magnético girante, diz-se que ele está em sincronismo com o campo magnético girante.
 
 
 
III. O sentido de rotação do campo magnético girante não depende da sequência das tensões e das conexões das fases.
Escolha uma:
A afirmativa II é correta, mas I e III são falsas.
Os motores lineares de indução fazem parte das máquinas de topologia aberta e constituem uma classe de motores utilizados, por exemplo, para propulsionar trens urbanos.
Faça uma análise das frases em cada afirmação e complete as palavras que estão faltando.
Leia cada uma das afirmações e complete a palavra que está faltando na lacuna.
I) No motor linear, a energia elétrica é convertida em movimento de ___________________
 
II) Os motores lineares de indução executam o movimento_______sem a necessidade de acoplamento mecânico, o que o torna silencioso e de movimento suave.
 
III) As máquinas elétricas podem ser classificadas segundo sua topologia, como aberta e __________.
IV) Nas máquinas de topologia aberta os parâmetros de referência não são mais a ___________ angular e o _______, como no caso das máquinas de topologia fechada, mas sim, a ________e a velocidade de translação.
 
V) Há uma maior rapidez na dissipação de _______ gerado, pois a máquina é de topologia aberta;
Escolha uma:
 I: Translação; II: linear; III: fechada; IV: velocidade; torque; força; V: calor
Aprendizagem
O campo magnético girante constitui a base para o princípio de funcionamento da máquina elétrica de indução.
I. O campo magnético girante é produzido colocando-se nas ranhuras do estator de uma máquina elétrica, um conjunto de três bobinas independentes, defasadas de  no espaço faz-se circular por elas, correntes trifásicas, representadas por (dadas em ampères):
 
     POIS
II. Toda bobina, quando percorrida por uma corrente elétrica, produz um campo magnético e uma fmm e ainda uma força resultante, que faz com que se tenha um movimento rotacional, nesse caso, anto horário, do campo magnético criado pela interação dos campos magnéticos de cada uma das três bobinas.
 
De acordo com a teoria do campo magnético girante, analise o texto acima, uma razão justificando a asserção e indique a alternativa correta.
Escolha uma:
As duas afirmativas são verdadeiras e a II justifica a I
Imagine que você está trabalhando com máquinas síncronas trifásicas, nas quais você precisa sabe a velocidade angular do campo girante. Dessas máquinas, você tem os seguintes dados: sistema de alimentação de 60Hz e máquinas com dois, quatro e seis polos.
Calcule a velocidade  do campo girante das máquinas síncronas que estão sob seus cuidados, sabendo que a frequência do sistema é 60Hz e que as máquinas têm dois, quatro e seis polos e assinale a alternativa verdadeira.
Escolha uma:
 Para a máquina de 4 polos, 1800 rpm;
Nas máquinas elétricas os campos magnéticos constituem peças chave para o seu  funcionamento, uma vez que o movimento seja ele rotacional, ou de translação, como no caso de motores lineares, depende diretamente do campo magnético produzido pela máquina.
Analise as afirmativas abaixo, que expressam ideias sobre o assunto de campo magnético girante e campo magnético pulsante e assinale a alternativa que mostra quais ou qual é delas é verdadeira.
 
I. Assim como no motor de indução rotativo, o motor de indução trifásico linear produz um campo magnético de translação, que por sua vez produz uma força que desloca a parte móvel do motor em linha reta;
II. A principal diferença entre motores de indução linear e rotativos é justamente o campo magnético. Nas máquinas rotativas o campo magnético produzido é girante, o qual cria um conjugado e faz com que o secundário gire em torno do seu próprio eixo. Já nas máquinas lineares, campo magnético é de translação movimentando o secundário em linha reta.
III. Os motores setoriais são parecidos com os rotativos, porém apresentam um corte no estator, que permanece aberto. Por causa desse fato, o campo magnético produzido possui uma assimetria no campo do estator.
Escolha uma:
As afirmativas I, II e III são verdadeiras
Avaliação
Supondo que um gerador síncrono, 300kVA, 60Hz, tenha que ser selecionado para suprir as condições de emergência (falta de energia da concessionária) de um hospital. Antes de se proceder a escolha, segundo a potência requerida pelo hospital, é necessário, porém, que se realize alguns ensaios para determinação de alguns parâmetros do gerador, quando em funcionamento. Esses ensaios são o de curto circuito e o de circuito aberto. O resultado desses ensaios está representado no gráfico baixo.
Fonte: Adaptado pela autora de:CHAPMAN, S. J.,Fundamentos de Máquinas Elétricas,  quinta edição, 2013, capítulo 4, página 209.
 
Segundo o resultado dos ensaios, nos quais se tem a reatância síncrona, a reatância síncrona saturada e a corrente de curto circuito do gerador, obteve-se o seguinte resultado.
· I. Com o ensaio de curto circuito obteve-se .
· II. O ensaio de curto circuito é realizado para se verificar a tensão gerada nos terminais do gerador síncrono.
· III. Com o ensaio de circuito aberto, obteve-se  e .
· IV. O ensaio de circuito aberto é realizado para verificação de vibração indesejável, além de checar a tensão nos terminais do gerador.
· Indique qual das alternativas abaixo classifica, corretamente, as afirmativas de I a IV como sendo verdadeiras ou falsas.
Escolha uma:
As alternativas III e IV são verdadeiras e I e II falsas
O anel comutador é responsável por realizar a inversão adequada do sentido das correntes que circulam no enrolamento de armadura, constituído de um anel de material condutor, segmentado por um material isolante de forma a fechar o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado. O anel é montado junto ao eixo da máquina e gira junto com a mesma. O movimento de rotação do eixo produz a comutação entre os circuitos dos enrolamentos.
De acordo com seus conhecimentos de máquinas de correntes contínuas, analise as afirmativas abaixo:
I. Nas máquinas de corrente contínua, os comutadores têm um papel essencial, pois são responsáveis pelo processo de conversão da tensão e corrente alternadas (CA) em valores contínuos (CC), no rotor da mesma.
II. Os comutadores fornecem o contato elétrico deslizante entre as escovas e a armadura, em rotação.
III. Pode-se dizer que os comutadores atuam como chave de reversão, pois quando as pontas das bobinas da armadura passam pelas escovas, o comutador transfere-as de um circuito para outro, fazendo com que todas as bobinas sejam atravessadas por corrente elétrica, fluindo sempre na direção correta.
IV. Os comutadores são responsáveis por conduzir à superfície das escovas, a tensão total de operação da máquina CC.
E assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
Todas as afirmativas são verdadeiras
Sejam os valores dos parâmetros, por fase, do circuito equivalente de um motor de indução: tensão de linha igual a   , , trifásico, ligação em estrela, 4 polos,  ,  , R_2^' = 0,2\Omega, X_2^' = 0,1\Omega e . Perceba que tanto R_2^' quanto X_2^'  são valores do rotor, referidos ao estator do motor de indução.
 
Fonte: CHAPMAN, S. J.,Fundamentos de Máquinas Elétricas,  quinta edição, 2013, capítulo 6, página 321.
Qual das alternativas abaixo exprime o verdadeiro valor do escorregamento do motor de indução quando ele tem a rotação de 1700 rpm e o verdadeiro valor da corrente   de entrada do motor?
Escolha uma:
   e 
Os conversores de corrente contínua (CC) podem ser classificados de acordo com a sua alimentação. A figura abaixo traz a representação esquemática de dois conversores CC.
Fonte: NASCIMENTO JUNIOR, G.C. Máquinas Elétricas, 1a Edição, Editora Érica, 2014, São Paulo, SP, página 85 e 64.
De acordo com os circuitos apresentados na figura, analiseas seguintes afirmativas.
 
I. O circuito representado na parte (a) da figura representa um motor, pois evidencia nitidamente a carga conectada a ele, com o circuito de campo ligado em série.
II. O circuito representado na parte (b) da figura representa um gerador, pois mostra a tensão  sendo gerada e o circuito de campo ligado em série.
III. O circuito apresentado na parte (a) da figura representa um gerador de corrente contínua, com circuito de campo ligado em série.
IV. O circuito apresentado na parte (b) da figura representa um motor de correte contínua, com circuito de campo ligado em série.
 
E marque a alternativa correta:
Escolha uma:
Somente as afirmativas III e IV estão corretas., as afirmativas I e II estão incorretas
O campo magnético girante é responsável por induzir no rotor uma força eletromotriz que provocará o seu movimento rotacional.
I. A velocidade de rotação de um campo magnético girante, produzido por um sistema de correntes trifásicas pode ser calculada pela equação:  , cuja unidade é o rpm – rotação por minuto.
II. As três correntes trifásicas, quando atravessam os enrolamentos do estator de uma máquina elétrica, tem em cada enrolamento, um campo magnético pulsante, mas a resultante dos três campos magnéticos pulsantes formados nos três enrolamentos resulta num campo magnético girante.
III. Pode-se afirmar que: uma vez que a velocidade angular das correntes trifásicas que circulam nas bobinas de uma máquina elétrica trifásica é constante, o campo magnético girante formado por elas, também será constante!
De acordo com a teoria sobre campo magnético girante e as afirmativas acima, assinale a alternativa correta.
Escolha uma:
As afirmativas I, II e III são verdadeiras