APENDICE_U2

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APÊNDICE
UNIDADE 2
Máquinas 
Elétricas
U2 - Máquinas de corrente contínua2
UNIDADE 2: Máquinas de corrente contínua
Gabarito 1. Faça valer a pena - Seção 2.1
1. Alternativa B.
Resposta comentada: a máquina de corrente contínua é alimentada 
com tensão CC, mas apesar disso, devido à ação do comutador, 
a tensão internamente no enrolamento do rotor é alternada, de 
forma a estabelecer um conjugado mecânico atuante no sentido 
de manter a rotação da máquina.
2. Alternativa B.
Resposta comentada: considerando que o torque máximo ocorre 
quando o ângulo entre o condutor e o vetor do campo magnético 
é igual à 90 graus, então podemos, inicialmente, obter o valor da 
força que atua no condutor. Posteriormente, o torque mecânico 
pode ser calculado.
� �
�
�
�F I B I Bsen= ⋅ ×( )= °( )= =( ) ( , )90 10 0 5 5N.
t = × = ° =


r F rFsen( ) ,90 2 5Nm.
3. Alternativa D.
Resposta comentada: inicialmente é necessário obter o valor da 
velocidade de rotação em rad/s. Em seguida, devemos utilizar a 
velocidade juntamente com a tensão gerada para obter o valor 
da constante ka , e com o valor da constante e o número de 
polos pode se escolher a alternativa cujo número de condutores 
gerais e caminhos alternativos usados no cálculo da constante 
estaria correto.
Apêndice
Gabaritos comentados com resposta-padrão
U2 - Máquinas de corrente contínua3
T
E
I E I
Ta
a a a= → = =
×
=
w
w
100 10
20
50 rad/s.
 
E k
PC
m
C
m
C
ma a
a a a� � � � � �� � � ��
�
�
�
�
2
100 50 2
Logo, se Ca = 200 m = 2 � � �
�� 10 2Wb a relação será satisfeita.
Gabarito 2. Faça valer a pena - Seção 2.2
1. Alternativa D.
Resposta comentada: de fato, as tensões geradas nas configurações 
de excitação independente, shunt e série sofrem o efeito da reação 
de armadura e da queda de tensão no enrolamento da armadura. 
As configurações compostas apresentam um enrolamento série 
adicional ao campo shunt, cuja função é produzir uma FMM de 
forma a compensar os efeitos da queda de tensão e da reação 
de armadura. O enrolamento série pode ser conectado da forma 
curta ou da forma longa. Quando a FMM do campo-série auxilia 
a FMM do campo-shunt, o gerador é denominado de composto 
cumulativo (ou aditivo). Quando a FMM do campo-série se opõe 
à FMM do campo-shunt, o gerador é denominado de composto 
diferencial (ou subtrativo). No caso de um composto subtrativo, 
a tensão terminal cai muito rapidamente para um aumento na 
corrente de armadura, sendo que uma queda brusca ocorre para 
uma corrente praticamente constante. Por isso, normalmente a 
conexão é de forma aditiva.
2. Alternativa D.
Resposta comentada: a variação entre a tensão sem carga e em 
plena carga é de 21 V. Deve-se tomar cuidado para verificar a 
variação percentual da tensão do gerador CC com relação à tensão 
em plena carga, e não em vazio, caso contrário, a questão será 
respondida errada. Logo no cálculo da regulação temos:
reg
V V
Vv
vazio pc
pc
(%) , %�
�
� �
�
� �100 150 129
129
100 16 28
U2 - Máquinas de corrente contínua4
3. Alternativa B.
Resposta comentada: neste exercício, deve-se lembrar que a tensão 
induzida na máquina CC é diretamente proporcional à velocidade 
de rotação conforme o texto-base. Uma vez que a máquina tem 
excitação independente, tem-se garantido que o fluxo é constante. 
Logo, pode-se aplicar a regra de proporcionalidade:
E K n K K
E K n E V
a
a a
1 1
2 2 2
200 1200 1
6
1
6
1800 300
� � � �� � � � �� �
� � � �� � � �
Gabarito 3. Faça valer a pena - Seção 2.3
1. Alternativa C.
Resposta comentada: o enrolamento de campo do motor CC pode 
ter uma alimentação separada da do enrolamento de armadura, 
no entanto, o mais comum é alimentar os dois enrolamentos com 
a mesma fonte CC. Assim, pode-se conectar o enrolamento de 
campo em paralelo com o enrolamento da armadura, como no 
motor shunt; pode-se ligar o enrolamento de campo em série 
com o da armadura, como no motor série, ou pode-se fazer uma 
combinação de série com shunt, sendo este o motor composto.
2. Alternativa E.
Resposta comentada: as perdas no motor CC se devem às perdas 
de potência nas resistências dos enrolamentos de campo, perdas 
devido à resistência do enrolamento de armadura, e perdas no 
núcleo por histerese e correntes de Foucault. Além disso, ocorrem 
perdas por atrito no eixo, denominando-se perdas rotacionais.
3. Alternativa D.
Resposta comentada: vamos inicialmente calcular a corrente de 
partida (na armadura) da máquina sem considerar resistências 
externas associadas ao circuito de armadura. Neste caso, temos a 
seguinte corrente de partida:
U2 - Máquinas de corrente contínua5
I
V
Ra
partida t
a
= = =
380
0 06
6333 33
,
, ... A
 .
Entretanto, o motor suporta correntes abaixo de 200 A e, portanto, 
esta corrente de partida sem resistências externas pode danificar 
o motor. É necessário associar uma resistência, cujo valor mínimo 
requer que a corrente de armadura seja de 200A, neste caso:
I
V
R R Ra
partida t
a ext ext
=
+
=
+
<
380
0 06
200
,
A
,
380 200 0 06< + →( , )Rext 380 12 200< + →Rext 200 380 12 368Rext > − = →
R Rext ext> → >
368
200
184, Ω .